本發明專利技術公開了一種用于分離和排放冷凝物的流動通道，描述了一種流動通道(1)，其具有內表面(5)、外表面(35)、入口(2)和出口(3)，其中入口(2)構造成與排氣再循環流動通道流體連接，出口(3)構造成與壓縮機(20)的入口流體連接。流動通道(1)包括中心軸線(4)，并且至少一個渦流發生器(6)布置在入口(2)的下游和出口(3)的上游，該渦流發生器(6)可在徑向方向(16)移位。在出口(3)的上游和至少一個渦流發生器(6)的下游布置有可沿徑向方向(19)移位的液滴分離器(9)，液滴分離器(9)在指向入口(2)的方向的側面(28)上包括：沿著流動通道(1)的圓周延伸的用于收集冷凝流體的環形凹槽(29)。在入口(2)的方向上，與液滴分離器(9)鄰接的部件(30)布置在流動通道(1)的外表面(35)上，該部件(30)包括與用于收集液滴分離器(9)的冷凝流體的環形凹槽(29)流體連接的環形凹槽(31)，其中部件(30)的環形凹槽(31)與流出口(12)流體連接。
【技術實現步驟摘要】
一種用于分離和排放冷凝物的流動通道
本專利技術涉及一種流動通道，特別是用于與排氣再循環通道和壓縮機結合使用的流動通道。本專利技術還涉及一種壓縮機、一種渦輪增壓器、一種排氣再循環裝置、一種用于操作排氣再循環裝置的方法和一種機動車輛。
技術介紹
為了達到所需的排氣排放閾值，通常進行排氣再循環，特別是與各種排氣后處理過程結合進行，例如使用稀NOx捕集器和催化轉化器進行選擇性催化還原。在這種情況下，排氣中的高比濕度導致在排氣冷卻期間形成大量的冷凝物。特別是在具有低壓排氣再循環的應用中，存在冷凝物進入壓縮機的風險。在這種情況下，冷凝物液滴在壓縮機葉片上由于剪切力引起的動作會導致壓縮機葉輪的損壞。因此，防止冷凝物形成和/或從再循環的排氣中排出冷凝物非常重要，同時也帶來了挑戰。在文獻US6,748,741中，描述了一種結合排氣再循環收集增壓空氣冷凝物的可能性。為此，在流動通道中布置了具有環形貯存器和排出口的環形唇緣。在文獻JP6370147B2中描述了用于收集在冷卻再循環排氣期間產生的冷凝物的另一種變型，其中使用了冷凝水吸收器。在所描述的背景下，本專利技術的目的是提供一種有益的流動通道，其與排氣再循環結合使用并且布置在壓縮機的上游，該有益的流動通道特別是去除并排出來自供應給壓縮機的氣體(即例如再循環排氣、增壓空氣或排氣/空氣混合物)中的冷凝物。進一步的目的包括提供一種有益的壓縮機、一種有益的渦輪增壓器、一種排氣再循環裝置、一種用于操作排氣再循環裝置的方法和一種機動車輛。
技術實現思路
所述目的通過根據權利要求1所述的流動通道、根據權利要求9所述的壓縮機、根據權利要求10所述的渦輪增壓器、根據權利要求11所述的排氣再循環裝置、根據權利要求13所述的用于操作排氣再循環裝置的方法以及根據權利要求15所述的機動車輛實現。從屬權利要求包含本專利技術的其它有利配置。根據本專利技術的流動通道包括內表面、外表面、入口和出口。入口構造成與排氣再循環流動通道流體連接。出口構造成與壓縮機的入口流體連接。流動通道包括中心軸線。至少一個渦流發生器(vortexgenerator)布置在入口的下游和流出口的上游。至少一個渦流發生器在徑向方向上是可移位的，即換言之，至少一個渦流發生器被構造成控制或改變在入口區域中或流動橫截面上的流動通道的橫截面。在至少一個渦流發生器的下游和出口的上游設置有可在徑向方向上移位的液滴分離器。特別地，液滴分離器可移位到流動通道中。液滴分離器包括指向入口方向的側面。沿流動通道的圓周延伸的用于接收或收集冷凝流體或水的環形凹槽存在于指向入口方向的側面處。此外，在流動通道的外表面上布置有在入口方向與液滴分離器鄰接并優選構造為環形的部件，該部件包括環形凹槽，該環形凹槽沿流動通道的圓周延伸并流體連接到液滴分離器的環形凹槽。與液滴分離器相鄰的部件的環形凹槽與流出口流體相連。例如，液滴分離器可以構造為具有液滴葉片的形式或沿圓周方向延伸的邊緣的形式或在圓周方向上延伸的屏障的形式。液滴分離器可以被布置為與出口相距小于流動通道的內徑的一半的距離。連接到布置在外表面上的部件的環形凹槽的流出口優選布置在其大地測量的最低點。環形凹槽沿流動通道的圓周以通道狀的方式構造并將冷凝水傳輸到流出口。本專利技術的優點在于，由于至少一個渦流發生器與布置在其下游的冷凝水的收集裝置的組合，存在于傳輸經過流動通道的氣體(例如再循環排氣或排氣/空氣混合物)中的冷凝水被有效地分離和排放。氣體中包含的流體通過離心力傳輸，該離心力由于借助至少一個湍流發生器在流動通道的內表面上形成的湍流而產生。形成在流動通道的內表面上的冷凝膜隨后被收集在環形凹槽中并通過流出口排出，特別是通過流動通道的壁的低于水露點的溫度促進了冷凝膜的形成。通過根據本專利技術所述的流動通道保護了設置在下游的壓縮機不受冷凝水的影響，并因此延長了其使用壽命。在一個有利的變型中，至少一個渦流發生器和/或液滴發生器可在徑向方向上移位到它們在流動通道的內表面終止的位置。這種變型的優點在于，一方面可以根據工況使用渦流發生器和/或液滴分離器，以便產生湍流并分離冷凝物，然而，另一方面，在不需要使用它們的情況下，不妨礙通過流動通道的流動。換句話說，渦流發生器和/或液滴分離器可以例如在再循環排氣的情況下被徑向推入流動通道，其中渦流發生器(旋流發生器)產生渦流，渦流發生器具有用于該目的的導向葉片。所得到的離心力將冷凝液滴傳送到外壁并進一步進入環形通道中。如果沒有再循環排氣，即例如僅增壓空氣傳輸通過流動通道，則至少一個渦流發生器和/或液滴分離器可以在徑向方向上被推出流動通道，從而不降低流動通道的流動橫截面。這在渦流發生器和/或液滴分離器在這種“停放位置”終止于流動通道的內表面的情況下是特別有利的，因為在這種情況下，防止了流動通道內表面中的潛在凹槽對流動特性的不期望的影響。因此，本專利技術在減少燃料消耗和污染物排放方面也是有利的。在另一變型中，布置在外表面上的部件的環形凹槽可以包括冷凝物收集器或冷凝物收集碗，例如，具有用于收集冷凝物的環形凹槽中的另一凹槽的形式，該凹槽連接到流出口。這具有的優點是使大量的冷凝物能夠通過流出口有效地排出。流動通道有利地包括至少一個壁，該壁被構造為能夠被冷卻。例如，流動通道的至少一個壁可以連接到冷卻裝置，例如熱交換器。整個壁以及因此流動通道的內表面可以優選地被配置為能夠被冷卻，并且可以通過冷卻促進在流動通道的內表面上的冷凝物的形成。至少一個渦流發生器可以構造為具有環的形式。這種構造促進了橫穿整個流動橫截面的有效的渦流形成。液滴分離器也優選地被構造為是環形的。流動通道可具有內徑和長度，其中長度至少是內徑的兩倍。至少一個渦流發生器優選布置為在軸向方向上與液滴分離器相距兩倍于流動通道的內徑的距離。例如在壓縮機入口的凈內徑為50mm的情況下，渦流發生器的內徑為30mm是有利的。由于導向葉片位于該環中，其在流動方向上的長度可以例如為5mm至15mm。在另一變型中，流動通道的入口可包括三通排氣再循環閥和/或低壓排氣再循環組合閥。對此的替代方案是，入口可以流體連接到三通排氣再循環閥和/或低壓排氣再循環組合閥。三通排氣再循環閥或低壓排氣再循環組合閥的控制可以根據控制技術連接到渦流發生器和/或液滴分離器的徑向位置的控制。因此，例如可以根據閥位置來控制液滴分離器和至少一個渦流發生器的徑向位置。由于本專利技術，至少減少了布置在流動通道下游的壓縮機的損壞風險。特別是結合低壓排氣再循環形成的冷凝物可以通過以下方式被分離并且隨后借助于作用的離心力被排出，即一方面，通過所供給的和所添加的增壓空氣的較低溫度對再循環排氣的冷卻，或者另一方面，通過與由渦流發生器使用的流動通道的較冷組件的接觸。可以分別設置流動通道的尺寸，以便排出最大量的冷凝物，特別是與至少一個渦流發生器、環形凹槽和液滴分離器以及流出口的位置和尺寸相關地設置流動通道的尺寸。由于本專利技術，還使低壓排氣再循環的應用具有更廣泛的應用范圍。此外，可以延長布置在流動通道下游的渦輪增壓器的扼流限制。根據本專利技術所述的壓縮機包括入本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種流動通道(1)，其具有內表面(5)、外表面(35)、入口(2)和出口(3)，其中所述入口(2)構造成與排氣再循環流動通道流體連接，并且所述出口(3)構造成與壓縮機(20)的入口流體連接，其特征在于，所述流動通道(1)包括中心軸線(4)并且至少一個渦流發生器(6)被布置在所述入口(2)的下游和所述出口(3)的上游，所述渦流發生器(6)能夠沿徑向方向(16)移位，并且液滴分離器(9)能夠沿徑向方向(19)移位并且被布置在所述出口(3)的上游和所述至少一個渦流發生器(6)的下游，所述液滴分離器(9)在指向所述入口(2)的方向的側面(28)上包括：沿著所述流動通道(1)的圓周延伸的用于收集冷凝流體的環形凹槽(29)；以及在所述入口(2)的方向上與布置在所述流動通道(1)的所述外表面(35)上的所述液滴分離器(9)鄰接的部件(30)，所述部件(30)包括環形凹槽(31)，所述環形凹槽(31)與用于收集所述液滴分離器(9)的冷凝流體的所述環形凹槽(29)流體連接，其中所述部件(30)的所述環形凹槽(31)與流出口(12)流體連接。/n
【技術特征摘要】
20190116 DE 102019200476.81.一種流動通道(1)，其具有內表面(5)、外表面(35)、入口(2)和出口(3)，其中所述入口(2)構造成與排氣再循環流動通道流體連接，并且所述出口(3)構造成與壓縮機(20)的入口流體連接，其特征在于，所述流動通道(1)包括中心軸線(4)并且至少一個渦流發生器(6)被布置在所述入口(2)的下游和所述出口(3)的上游，所述渦流發生器(6)能夠沿徑向方向(16)移位，并且液滴分離器(9)能夠沿徑向方向(19)移位并且被布置在所述出口(3)的上游和所述至少一個渦流發生器(6)的下游，所述液滴分離器(9)在指向所述入口(2)的方向的側面(28)上包括：沿著所述流動通道(1)的圓周延伸的用于收集冷凝流體的環形凹槽(29)；以及在所述入口(2)的方向上與布置在所述流動通道(1)的所述外表面(35)上的所述液滴分離器(9)鄰接的部件(30)，所述部件(30)包括環形凹槽(31)，所述環形凹槽(31)與用于收集所述液滴分離器(9)的冷凝流體的所述環形凹槽(29)流體連接，其中所述部件(30)的所述環形凹槽(31)與流出口(12)流體連接。
2.根據權利要求1所述的流動通道(1)，其特征在于，所述至少一個渦流發生器(6)能夠在所述徑向方向(16)上移位到其終止于所述流動通道(1)的所述內表面(5)的位置。
3.根據權利要求1或2所述的流動通道(1)，其特征在于，所述液滴分離器(9)能夠在所述徑向方向(19)中移位到其終止于所述流動通道(1)的所述內表面(5)的位置。
4.根據權利要求1到3中任一項所述的流動通道(1)，其特征在于，所述環形凹槽(31)包括冷凝物收集器(11)，所述冷凝物收集器連接至所述流出口(12)。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的流動通道(1)，其特征在于，所述流動通道(1)包括至少一個壁(15)，所述壁被構造成能夠被冷卻。
6.根據權利要求1至5中任一項所述的流動通道(1)，其特征在于，所述至少一個渦流發生器(6)和/或所述液滴分離器(9)被構造成具有環形形式。
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【專利技術屬性】
技術研發人員：A·庫斯克，V·斯米利亞諾夫斯基，J·克默林，G·H·格勞希，F·A·薩默候夫，H·M·金德爾，H·弗里德里希斯，F·文德利希，F·克拉默，
申請(專利權)人：福特全球技術公司，
類型：發明
國別省市：美國;US
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