Rein igungsvorrichtung

B E S C H R E I B U N G

Technisches Gebiet

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Abgasturbolader für aufgeladene Brennkraftmaschinen. Sie betrifft eine Reinigungsvorrichtung sowie eine Abgasturbine mit einer solchen Reinigungsvorrichtung.

Stand der Technik

Abgasturbolader werden zur Leistungssteigerung von Brennkraftmaschinen, insbesondere Hubkolbenmotoren, eingesetzt. Dabei besitzt ein Abgasturbolader üblicherweise einen Radialverdichter und eine Radial- oder Axialturbine. Abgasturbinen können auch als Nutzturbine eingesetzt werden, wobei anstelle eines Verdichters ein elektrischer Generator oder eine andere Nutzmaschine über die Turbinenwelle angetrieben wird.

In Abhängigkeit von der konkreten Betriebssituation und der Zusammensetzung der zum Antrieb der Brennkraftmaschine verwendeten Brennstoffe, kommt es in der

Abgasturbine früher oder später zu einer Verschmutzung der Turbinenschaufeln am

Laufrads, der Leitschaufeln des Düsenringes und der verschiedenen

Turbinengehäuseteile. Solche Schmutzablagerungen führen im Bereich des Düsenrings u. a. zu einem schlechteren Turbinenwirkungsgrad und demzufolge zur Verringerung der Leistung der nachfolgenden Maschinen, beispielsweise des mittels Abgasturbine angetriebenen Verdichters und allenfalls der aufgeladenen Brennkraftmaschine selbst.

Als Folge dessen kommt es zu einer Erhöhung der Abgastemperaturen im Brennraum, wodurch sowohl die Brennkraftmaschine als auch der Turbolader thermisch überbeansprucht oder grossere Emissionen verursachen werden können. Bei der Brenn kraftmasch ine kann insbesondere eine Beschädigung oder gar Zerstörung der

Auslassventile auftreten.

Deshalb müssen Düsenring, Turbinenschaufeln und betroffene Bereiche des Turbinengehäuses regelmässig von ihnen anhaftenden Verschmutzungen befreit werden. Eine Reinigung dieser Bauteile in demontiertem Zustand erfordert das Abschalten des Turboladers über einen längeren Zeitraum und ist daher nicht erwünscht. Demzufolge haben sich in der Praxis Reinigungsverfahren durchgesetzt, bei denen der Turbolader in Betrieb bleiben kann und nicht demontiert werden muss. Als geeignete Verfahren zur Beseitigung von Düsenring-Verschmutzungen sind die Nassreinigung mit Wasser und die Trockenreinigung mit einem Granulat bekannt. Die Einspeisung des jeweiligen Reinigungsmediums erfolgt stromauf des Turbinenrades, im Bereich der die Brenn kraftmasch ine mit der Abgasturbine verbindenden Abgasleitung, in welche eine Einblasstelle eingelassen ist.

Bei der Trockenreinigung wird die Reinigungssubstanz aus einem Trockenreinigungsbehälter über eine Zuleitung zur Einblasstelle geführt.

Bei herkömmlichen Lösungen ist die Distanz und Richtung der Verbindung zwischen Trockenreinigungsbehälter und Einblasstelle am Gaseintritt stutzenstellungsabhängig. Je nach Anordnung des Abgasturboladers bezüglich der Brennkraftmaschine werden die Gaszuführungsleitungen in unterschiedlichen Winkeln zum Turbinengehäuse geführt. Um die grösstmögliche Flexibilität zu bieten, sind die Gaseintrittsstutzen moderner Abgasturbinen deshalb um die Turbinenachse in mehreren Positionen montierbar, etwa den mit a bezeichneten Winkel in Fig. 2. Deswegen müssen jedoch entweder flexible Rohre respektive Schläuche oder der Stutzenstellung angepasste Rohre verwendet werden, um den Trockenreinigungsbehälter mit der Einblasstelle zu verbinden.

Der Trockenreinigungsbehälter kann auch fix am Gaseintritt befestigt werden, doch wäre in diesem Fall die Montagerichtung des Behälters bei gewissen Stutzenstellungen für den Betrieb ungeeignet, da der Trockenreinigungsbehälter vorteilhafterweise möglichst lotrecht angeordnet sein soll.

Kurze Darstellung der Erfindung

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Reinigungsvorrichtung für eine Abgasturbine derart zu verbessern, dass sie unabhängig von der Stutzenstellung optimal montiert und eingesetzt werden kann.

Erfindungsgemäss wird hierfür der Reinigungsbehälter relativ zum Gaseintrittsgehäuse bewegbar, insbesondere drehbar, angeordnet.

Wird der Reinigungsbehälter am Gaseintritt je nach Stutzenstellung relativ zum Gaseintrittsgehäuse in einer anderen Richtung montiert, kann die Funktion der Reinigungseinrichtung für verschiedene Stutzenstellungen gewährleistet werden, indem sie immer möglichst lotrecht steht.

Die Distanz und Richtung zwischen der Verbindungsstelle des Trockenreinigungsbehälters und der Einblasstelle in den Gaseintritt kann konstant gehalten werden, indem sich der Austritt des Reinigungsbehälters unabhängig von der Montagerichtung am gleichen Ort befindet. Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass der Reinigungsbehälter um ein Zuleitungsrohr drehbar angeordnet ist.

Die Rohrleitung kann über oder unter der Gaseintrittsgehäuseisolation verlaufen

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Nachfolgend wird eine Ausführungsform der Erfindung anhand von Zeichnungen detailliert erläutert. Hierbei zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Abgasturboladers gemäss dem Stand der Technik,

Fig. 2 den Gaseintrittsgehäuse-Stutzen des Abgasturboladers nach Fig. 1 in einer Seitenansicht, mit aufgesetztem Reinigungsbehälter mit einer erfindungsgemässen Verbindung zur Zuleitung zur Einblasöffnung, und Fig. 3 den Gaseintrittsgehäuse-Stutzen nach Fig. 2 in axialer Richtung betrachtet.

Weg zur Ausführung der Erfindung

Fig. 1 zeigt in Seitenansicht entlang seiner Längsachse einen Abgasturbolader gemäss dem Stand der Technik. Der Abgasturbolader umfasst einen Verdichter in einem Verdichtergehäuse 6 sowie eine Abgasturbine in einem Turbinengehäuse 1. Dazwischen ist das Lagergehäuse 7 angeordnet, in welchem die Welle des Abgasturboladers drehbar gelagert ist. Das Verdichtergehäuse umfasst einen Lufteintritt 61 von wo aus die Luft über das Verdichterrad und einen spiralförmigen Sammelbehälter dem Luftaustritt 62 zugeführt wird. Lufteintrittsseitig kann anstelle eines Luftansaugstutzens 63 auch ein Schalldämpfer 64 angeordnet sein.

Turbinenseitig wird das Abgas durch die Gaseintrittsöffnung 12 im Gaseintrittsstutzen 10 auf das Turbinenrad geleitet und anschliessend durch die Gasaustrittsöffnung 13 dem Auspuff zugeführt.

Fig. 2 zeigt einen Gaseintrittsstutzen 10 der Abgasturbine im demontierten Zustand. Der Stutzen ist umgeben von einer thermischen Isolation 11. Am Stutzen befestigt ist zudem ein Reinigungsbehälter 20 einer Reinigungsvorrichtung. Die Reinigungsvorrichtung umfasst weiter eine Montagevorrichtung 30, ein Zuleitungsrohr 40 sowie eine Zuleitung 50 zur Eintrittsöffnung in dem Gaseintrittsstutzen.

Der Reinigungsbehälter 30 ist erfindungsgemäss an der Montagevorrichtung befestigt und lässt sich um einen fixen Punkt entlang der Ebene der Montagevorrichtung drehen. Somit kann der Reinigungsbehälter je nach Winkelstellung des Gaseintrittsstutzens 10 entlang der Ebene der Montagevorrichtung in die Lotrechte verschoben werden.

Als Drehachse A für den Reinigungsbehälter 20 dient das senkrecht zur Ebene der Montagevorrichtung angeordnete Zuleitungsrohr 40. Dieses Rohr wird von einer Zuleitungsrohraufname 21 , beispielsweise einer Ventileinheit oder einem Fitting, umschlossen oder mündet direkt in einer seitlich im Reinigungsbehälter 20 angeordneten öffnung.

Die Zuleitung 50 vom Zuleitungsrohr 40 bis zur Eintrittsöffnung in dem Gaseintrittsstutzen kann entlang dem Gehäuse, wahlweise unterhalb oder auf der Isolation 11 geführt werden.

Fig. 3 zeigt die Reinigungsvorrichtung in Richtung der Turbinenachse betrachtet. Dabei ist die Montagevorrichtung 30, welche in diesem Beispiel fächerförmig ausgebildet ist, und entlang deren äusseren Randes der Reinigungsbehälter mit einem entsprechenden Führungsteil verschiebbar ist, im Detail zu sehen.

Bezugszeichenliste

I Turbinengehäuse

6 Verdichtergehäuse

7 Lagergehäuse

10 Gaseintrittsstutzen

I I Gehäuseisolation

12 Gaseintrittsöffnung

13 Gasaustrittsöffnung

20 Reinigungsbehälter

21 Zuleitungsrohraufnahme 30 Montagevorrichtung

40 Zuleitungsrohr

50 Zuleitung

61 Lufteinlassöffnung

62 Luftaustrittsöffnung

63 Ansaugstutzen

64 Filterschalldämpfer