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1、10申请公布号CN102016238A43申请公布日20110413CN102016238ACN102016238A21申请号200980116059422申请日2009042908155446120080430EPF01D25/0020060171申请人ABB涡轮系统有限公司地址瑞士巴登72发明人J施林格G蒙丁格P阿贝勒C马泰74专利代理机构中国专利代理香港有限公司72001代理人严志军梁冰54发明名称喷射装置57摘要清洁模块用来在喷嘴环26之前的某个部位处在预设的角度下且在水压固定或还周期性变化的情况下将清洁介质喷射到流通道中。利用根据本发明的清洁装置实现在喷嘴环26或在涡轮机叶轮24的叶。
2、轮叶片25处实现均匀的水分布。30优先权数据85PCT申请进入国家阶段日2010102986PCT申请的申请数据PCT/EP2009/0552002009042987PCT申请的公布数据WO2009/133139DE2009110551INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书6页附图4页CN102016248A1/1页21一种用于将介质喷射到流通道中的装置，所述装置包括至少部分地包围所述流通道的空腔46，该空腔46用来容纳介质；以及将所述空腔46与所述流通道连接的出口开口47，该出口开口47用来将介质喷射到所述流通道中，其特征在于，所述出口开口47借助于弹。
3、性变形的盖板43闭合，所述盖板43在所述空腔46中施加有较高的压力时克服通过弹性变形产生的预紧力松开，并且所述出口开口47开启。2根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述盖板43与承载元件41共同包围所述空腔46，并且利用预紧力在所述出口开口47的区域中所述盖板43置放在所述承载元件41上。3根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述盖板43与支撑板411共同包围所述空腔46，并且利用预紧力在所述出口开口47的区域中所述盖板411置放在所述承载元件41上。4根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述盖板43和所述支撑板411固定在承载元件41处，并且与所述承载元件41共同包围所述空腔46。5。
4、根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述盖板43和所述支撑板411连续地由单一的板制成。6根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述盖板43和所述支撑板411由带有不同材料特性的板制造。7根据权利要求1至6中任一项所述的装置，其特征在于，所述盖板43构造为圆状或部分圆状或者环状或部分环状。8一种用来将清洁介质喷射到流通道中的清洁模块，所述模块包括根据权利要求1至7中任一项所述的装置。9一种流体机械，所述流体机械包括根据权利要求8所述的清洁模块。10一种废气涡轮增压器，所述废气涡轮增压器包括带有根据权利要求8所述的清洁模块的废气涡轮机或者压缩机。11一种带有至少一个流通道的管路系统，所述管路系。
5、统根据包括权利要求1至7任一项所述的装置。12一种用来借助于根据权利要求1至7任一项所述的装置将介质喷射到流通道中的方法，在所述方法中，为了在所述盖板43区域中的温度调整，依次地将带有不同导热性的不同介质或者带有不同温度的介质引入到所述空腔46中。13根据权利要求12所述的方法，其特征在于，依次地将气态介质和液态介质引入到所述空腔46中。14根据权利要求12所述的方法，其特征在于，依次地将带有较高温度的液态介质和带有较低温度的液态介质引入到所述空腔46中。权利要求书CN102016238ACN102016248A1/6页3喷射装置技术领域0001本发明涉及喷射装置，该喷射装置用来将介质喷射到流。
6、通道中。这种类型的喷射装置例如在增压内燃机领域中用作清洁模块以用来将清洁介质喷射到涡轮机增压器的废气涡轮机的流通道中。背景技术0002为了提升内燃机功率，当今标准化地应用废气涡轮增压器，该废气涡轮增压器带有位于发动机之前的压缩机和在压缩机处连接的在内燃机排气段ABGASTRAKT中的涡轮机。利用内燃机增压，气缸中的充量和因此燃料量会增加，并由此得到明显的功率提升。对于航海领域中的某些发动机应用中速发动机，重油HEAVYFUELOILHFO与柴油燃料一起作为燃料使用。重油HFO以高份额的硫、钒、钠、镍及水以及其它元素而出众。与较高品质的燃料如柴油或者煤油相比，在重油燃烧时，在排气管路中以及在废气。
7、涡轮机的流区域中在涡轮机叶片TURBINENSCHAUFEL和涡轮机通道轮廓上以及尤其在在流通道中位于涡轮机叶片之前的引导装置喷嘴环的引导元件导叶上，产生过量份额的有害沉积物。在喷嘴环的狭窄的导叶通路中的沉积物导致流动截面阻塞、损害涡轮机运行特性以及降低整个增压系统的效率。另外，在通道壁上的沉积物减小在涡轮机叶片顶部和相应的配对轮廓GEGENKONTUR之间的间隙。通过累进的污染和因此带来的沉积物增厚，涡轮机的叶片端部可明显地由于磨蚀而磨损。在进行清洁涡轮机增压器保养和去除沉积物之后，结果会产生过大的顶部间隙，由此可降低后续运行的增压效率。0003为了可保证在满功率时的持久无故障的运行，在定期。
8、的间隔内借助于喷射到流通道中的废气流中的清洁液体清除受污染的部件也就是说，涡轮机叶片和尤其引导装置的引导元件上的沉积物。0004从文件CH335901中已知带有用来将清洁介质引入到叶片通道中的机构的轴流式涡轮机。在此，公开了一种引导清洁介质、设有出口部位且形成环件的喷嘴承载件，该喷嘴承载件与导叶承载件间隔开地在进入到涡轮机的叶片通道中的进口处径向地布置在流入通道外。与导叶承载件间隔开以及喷嘴承载件的径向上处于外部的布置使得在喷嘴承载件和导叶承载件之间没有热应力形成。此外，喷嘴承载件和将清洁介质引入到流通道中的喷嘴布置成与导叶具有间距，以用于保证清洁介质在碰到导叶上之前可在流中分布。然而，与导叶。
9、的间隔BEABSTANDUNG可导致，清洁介质过度地溶解AUFGELOEST在流中，并因此肯定不可实现成束的射流的清洁作用。因此，不可实现针对性地清洁引导元件。0005从文件DE2008503中已知一种类似装置。同样，清洁液体以大的间距从径向上在流通道外部喷射到流中。0006从文件DE3515825中，已知一种用来清洁废气涡轮增压器的涡轮机叶片的装置，在该装置中，借助于水喷射嘴在引导元件上游将水喷射到废气流中。水从高压水供说明书CN102016238ACN102016248A2/6页4应中经过水管被引向各个水喷射器，该水喷射器然后为清洁提供合适的小滴流。水管、水喷射器及水喷射嘴布置在形成流通道。
10、的罩壳部件的外部并且作为单独构件而实现。0007从文件EP1627993A1中已知一种用于废气涡轮增压器的废气涡轮机的清洁装置，该清洁装置包括在喷嘴环上游通到流通道中的开口，该开口用来从径向内侧将清洁液体喷射到环状流通道中。该装置还包括用于将清洁液体分布到开口上的空腔以及用来将清洁液体输送到空腔的输送管路。发明内容0008本发明的目的在于，实现用来将介质喷射到流通道中的可靠的喷射装置，该喷射装置可尤其在废气涡轮机中用作简单且可靠的清洁装置。0009根据本发明，这利用喷射模块实现，该喷射模块包括至少部分地包围流通道的空腔，该空腔用来容纳待喷射介质；以及将空腔与流通道连接的出口开口，该出口开口用来。
11、将介质喷射到流通道中，其中，该出口开口如此借助于预紧的盖板DECKBLECH闭合，即，使得在空腔中施加较高的压力时盖板克服预紧力松开并且出口开口开启。0010在根据本发明的喷射模块的第一实施形式中，在承载元件和盖板之间设置有用来喷出待喷射的介质的出口开口，其中，盖板在出口开口区域中利用预紧力置放AUFLIEGEN在伸延直到流通道的边缘处的承载元件，以使得在承载元件和盖板之间的出口开口通过盖板闭合。只有在空腔中施加有较高压力时，盖板才克服其预紧力从承载元件上松开，并且由此出口开口开启。待喷射的介质此时从空腔穿过在盖板和承载元件之间的出口开口而流到流通道中。0011可选地，盖板可在夹持元件SPAN。
12、NELEMENT和承载元件之间被卡紧。在此，夹持元件和承载元件形状配合地和/或力配合地例如，通过螺栓或者铆钉相互连接或者借助于从后部接合的HINTERGREIFEND锁止元件相互固定。0012在根据本发明的喷射模块的第二实施形式中，在两板之间设置有用来喷出待喷射的介质的出口开口，其中，盖板在出口开口区域中利用预紧力地置放在可选地与承载元件相连接的支撑板上，以使得在两板之间的出口开口闭合。这两个板可选地在其内端部处与承载元件连接并且与承载元件共同形成空腔。在空腔中施加较高压力时，盖板克服预紧力从支撑板上松开，并由此出口开口开启。待喷射的介质此时从空腔中穿过在两板之间的出口开口流到流通道中。001。
13、3可选地，两个板中的一个或者同样两个板在夹持元件和承载元件之间被卡紧。在此，夹持元件和承载元件形状配合地和/或力配合地例如，通过螺栓或者铆钉相互连接或者借助于从后部接合的锁止元件相互固定。0014备选地，盖板或者支撑板焊接、钎焊在承载元件处或者以其它方式材料配合地、形状配合地或者力配合地与承载元件连接。0015可选地，盖板和支撑板还可由一个板连续成型。在此，可选地，承载元件可由该板包围。0016可选地，入口气道可以一定的角度布置到空腔中，以使得在待喷射介质进入到空腔中时，介质被施加有切向分量，并由此在空腔中实现待喷射介质的改进的分布。说明书CN102016238ACN102016248A3/6。
14、页50017根据本发明的喷射模块可作为清洁模块使用在轴流式，以及径流式或者混流式涡轮机中或者使用在压缩机中以及使用在与其相连接的引导流的管路中，这些存在于增压系统中。0018作为在废气涡轮机中的清洁模块，根据本发明的喷射模块用作，在喷嘴环之前的某个部位处在压力固定或者周期性变化波动的情况下，将作为待喷射介质的清洁液体喷射到流通道中。由此，应湿润喷嘴环并清除污染物。0019一般地，使用这种清洁模块以用于清洁任意管路系统的流通道，该管路系统例如引导热废气或者严重污染的空气经过短的或者较长的距离。0020承载元件、夹持元件、盖板及支撑板可环状地或者半环状地环状扇形至少部分包围流通道或者圆形或者部分圆。
15、形地布置在环状流通道的内部中。0021其它优点从从属权利要求中得出。附图说明0022接下来借助于附图更详细地解释根据本发明的喷射模块的不同的实施形式。0023其中0024图1显示了根据现有技术的废气涡轮增压器的总视图，0025图2显示了穿过配备有根据第一实施形式实施的根据本发明的清洁装置的轴流式涡轮机的截面图，0026图3显示了根据图2的轴流式涡轮机的剖开的清洁装置的详细视图，0027图4显示了穿过配备有同样根据第一实施形式实施的根据本发明的清洁装置的混流式涡轮机的截面图，0028图5显示了根据图4的混流式涡轮机的剖开的清洁装置的详细视图，0029图6显示了带有根据第二实施形式实施的根据本发明。
16、的清洁装置的第一变型方案的剖开的混流式涡轮机的视图，以及0030图7显示了带有根据第二实施形式实施的根据本发明的清洁装置的第二变型方案的剖开的混流式涡轮机的视图。具体实施方式0031下面的实施例显示了用于废气涡轮增压器的废弃涡轮机的作为清洁模块的根据本发明的喷射装置。在此，使用清洁模块概念代替喷射装置概念。然而，所有特征也对作为喷射装置的一般的实施形式有效。0032图1显示了传统的带有废气涡轮机20和压缩机10以及布置在废气涡轮机20和压缩机10之间的轴承罩壳50的废气涡轮增压器。废气涡轮机包括气体进口罩壳21，在废气输送穿过排气装置的气体出口罩壳22之前，热的气体通过该气体进口罩壳21流动到。
17、涡轮叶轮TURBINENRAD上并且驱动该涡轮叶轮。涡轮叶轮布置在可围绕轴线A旋转的轴的一端处，该轴可旋转地支承在轴承罩壳50中。在轴的另一端处有压缩机叶轮VERDICHTERRAD，该压缩机叶轮压缩被抽吸通过空气进口罩壳11的空气，该空气接下来在空气出口罩壳12中聚集，并且被输送到内燃机的燃烧室中。在示出的实施形式中，涡轮机为轴向入流的轴流式涡轮机。备选地，废气可在严格径向方向上或者说明书CN102016238ACN102016248A4/6页6在相对于径向稍微倾斜的方向上引导到涡轮机叶轮上，其中，在这种情况下称为混流式涡轮机。0033下面的附图显示了用于轴流式涡轮机和径流式或者混流式涡轮机。
18、的根据本发明的清洁装置该清洁装置作为清洁模块由多个构件组成的第一实施形式，以及第二实施形式，该第二实施形式仅仅借助于用于径流式或者混流式涡轮机的图示加以解释，然而该第二实施形式同样也可良好地应用于轴流式涡轮机。一般使用液体尤其是水或者水和添加剂的混合物作为待喷射的介质。然而，也可使用空气、蒸汽或者由两种介质组成的混合物作为待喷射的介质。0034对于根据图2和图3的轴流式涡轮机，根据本发明的清洁模块40基本上由环状或部分环状的承载元件41和盖板43组合而成。盖板43相对于承载元件41如此布置，即，使得承载元件41和盖板43包围环状或者部分环状的空腔46。在此，承载元件41可选地具有这样的轮廓，即。
19、，该轮廓至少在两侧上限制空腔46，以使得该盖板43如覆盖板DECKPLATTE一样在空腔46上延伸。在此，盖板在空腔46上置放在承载元件41的一侧上，其中，根据本发明在预紧力下实现该支承AUFLAGE。对此，盖板43在承载元件41处在变形的情况下固定在承载元件41的另一侧上。0035盖板例如通过环状或半环状的夹持元件42在轴向方向上压紧AUFSPANNEN到承载元件41上。对此，在承载元件41的内直径和外直径处的盖板43的轴向支承面在轴向上稍微错开预定的长度。在接下来的装配步骤中，承载元件41相对于夹持元件42在盖板43的弯曲刚度作用下被夹紧VERSPANNEN，以使得盖板轻微弯曲。由此，在内。
20、支承面的区域中，产生已提及的预紧的支承。板的夹持力取决于夹紧位移、所选择的板厚度或者是所使用的材料。0036可选地，环状或者半环状锁止元件SICHERUNGSELEMENT44可阻止构件在轴向方向上的相对移位，并且由此卡夹组合物KLEMMVERBUND的预紧力得以维持。0037可选地，可通过环状夹持元件42的内座保证盖板43相对于承载元件41的同心位置。0038在清洁废气涡轮机时，清洁液体一般为水通过多个在周缘处分布的理想情况下以与周缘相切的方式喷射到空腔46中。由于在空腔中升高的水压，盖板43轻微张紧，以使得该盖板43从承载元件41上的支承部上升起，并且出口开口47以在盖板43和承载元件41。
21、之间的环形缝隙的形式畅通。水通过以最小程度张开的环形缝隙泄漏到流通道中并且在此在整个周缘上湿润受污染的喷嘴环26。在水供给结束之后，水压下降，从而环形缝隙闭合，并且阻止污染颗粒侵入到清洁模块40的内部，特别是空腔46中。0039盖板43的表面轮廓可实施为光滑或者带有表面结构但是也可在喷射方向上具有局部的开口、例如槽口，通过该开口水可在优选的部位处泄漏到流通道中。备选地，槽口也可设置在承载元件41中。0040在根据图2和图3的实施形式中，根据本发明的清洁模块布置在流通道的径向外部区域处。如果流通道为环状的，则该流通道因此具有径向内部的罩壳限制，因此该清洁模块同样可布置在流通道的径向内部区域处。0。
22、041对于根据图4和图5的径流式或者混流式涡轮机，根据本发明的清洁模块40同说明书CN102016238ACN102016248A5/6页7样由环状或者半环状的承载元件41以及环绕的且自身闭合或同样畅通的盖板43组合而成。由此，在盖板43和承载元件41之间产生以环形缝隙形式的出口开口47，水可通过该出口开口47被喷射到流通道中。盖板43的弯曲刚度以及在空腔46中形成的水压确定了环形缝隙的高度。盖板43越厚，缝隙越小，并且在相同水压下，喷射到流通道中的水的射入深度EINDRINGTIEFE越大。在水供给结束后，空腔46中的压力重新下降，由此，出口开口47闭合并且阻止清洁模块的污染。在盖板43、环。
23、形缝隙47或者承载元件41上的可能的沉积物由于盖板的弯曲运动而裂开AUFBRECHEN，并且因此在理想情况下对清洁模块来说获得自清洁效果。0042在制造第二实施形式的根据本发明的清洁模块时，盖板43在出口开口47区域中通过塑性变形径向向外被按压。在接下来轴向上将盖板43与承载元件41组装和在承载元件41上的盖板与承载元件41连接的夹紧时，该出口开口47在装配状态下由于形成的预紧力和仍然不足的水压而保持闭合。因而，对该盖板43以及承载元件41的制造公差的要求不严格，并且通过可达到的加工尺寸较小影响根据本发明的清洁模块的功能。0043另外，盖板43通过自身闭合或畅通的夹持元件42与承载元件41中的。
24、圆锥形的外直径在径向上夹紧，并且通过轴向的锁止元件44固定。由承载元件41、盖板43、夹持元件42及锁止元件44组成的卡夹组合物最后通过多个螺栓60与涡轮机罩壳拧紧在一起。通过一个或多个分布在周缘处的入口45实现将水输送到根据本发明的清洁模块的空腔46中。这些入口45可实施为尽可能在切线方向上、即与轴向方向成一定角度而通向空腔46。因而，利用洗涤水均匀地流出通过盖板43和承载元件41之间的出口开口47的薄的缝隙而在空腔46内实现良好的水分布。0044盖板43的表面轮廓又可实施为光滑的或者带有表面结构。0045在根据图6的根据本发明的清洁模块的第二实施形式中，代替一直伸延到流通道边缘处的承载元件。
25、41，布置有支撑板411作为用于盖板43的支承。支撑板411可视为承载元件41的柔性延长部分和作为该承载元件41的这样的部分。这两个板43和411与承载元件41共同限制空腔46。这两个板利用预紧力而相互压靠。0046这两个板支撑板411和盖板43在承载元件41处的相应的钎焊部位或焊接部位61处钎焊或焊接。可选地，板可借助于夹持元件未显示而固定在承载元件41处。0047这两个板支撑板411和盖板43可根据图7中的图示连续地由单块板制造而成。0048对于这样的应用即，在其中，流通道引导热的气体，有利地，盖板以及大多数情况下支撑板由耐高温材料制造。该材料即使在高温时也可保持其形状，该形状对于根据本发。
26、明的装置有重要意义。0049盖板和支撑件可由相同的材料制成，或者但是由带有不同特性、尤其是不同热膨胀系数的材料制成，由此，即使在较高温度波动时也可保持两个板之间的预紧力。为此，盖板和支撑板也可具有不同的板厚度和/或表面结构。0050为了喷射装置区域中的温度调节，在工作时可通过喷射模块喷射一序列的相同或不同温度的和相同或不同导热性的气态和液态介质或混合物到流通道中。因此可阻止，盖板由于反复的温度剧变TEMPERATURSCHOCK而失去其形状，并且因此在大多数情况下不可持续保持预紧力。因此，对于用于废气涡轮增压器中的废气涡轮机的清洁模块，说明书CN102016238ACN102016248A6/。
27、6页8在接下来将较冷的清洁液体喷射到流通道之前，例如由于在流通道中热的废气而被加热的盖板利用温水或者空气冷却到一定的温度。0051参考标号列表005210压缩机005311空气进口罩壳005412空气出口罩壳005520废气涡轮机005621气体进口罩壳005722气体出口罩壳005823喉管005924涡轮机叶轮006025涡轮机叶轮的叶轮叶片006126导向器，喷嘴环006230轴006340清洁模块006441承载元件0065411支撑板006642夹持元件006743盖板006844锁止元件006945入口007046空腔007147出口开口007248固定凸缘007349固定孔007450轴承罩壳007560固定螺栓007661钎焊/焊接部位0077A轴的旋转轴线说明书CN102016238ACN102016248A1/4页9图1说明书附图CN102016238ACN102016248A2/4页10图2图3说明书附图CN102016238ACN102016248A3/4页11图4图5说明书附图CN102016238ACN102016248A4/4页12图6图7说明书附图CN102016238A。