[发明专利]涡轮增压器的插入件

说明书

本发明涉及用于涡轮增压器（10），特别是径向涡轮增压器的插入件（1），该涡轮增压器具有涡轮壳体（20），该涡轮壳体完全围封可旋转地布置在涡轮壳体（20）中的涡轮叶轮（21），其中，爆裂保护装置（1）在涡轮壳体内壁（22）上沿周向方向围绕中心轴线（A）环形地布置，以便至少部分地围绕涡轮叶轮（21）接合，其中，爆裂保护装置（1）包括至少一个第一凹部/中空空间（2），其中，爆裂保护装置（1）中的该凹部/中空空间（2）被形成为使得在涡轮叶轮（21）爆裂时其碎片的动能由于凹部/中空空间（2）的塑性变形而被爆裂保护装置（1）吸收，并且为此目的，第一凹部/中空空间（2）在涡轮壳体（20）的方向上单侧地敞开。

技术领域

本发明涉及作为用于涡轮增压器、特别是径向涡轮增压器的爆裂保护装置的插入件，该插入件具有完全围封涡轮叶轮的涡轮壳体，涡轮叶轮可旋转地布置在涡轮壳体中。当前已知的高性能涡轮机，诸如例如增压内燃机的废气涡轮增压器，在涡轮增压器的旋转部件发生技术失效的情况下对其周围环境构成高风险。特别是当在涡轮增压器的紧邻附近可能会有人存在的情形中操作时，必须确保在发生失效的情况下，即在爆裂期间，所有部件都被安全地且完全拦截，且不会伤害任何人。

背景技术

为了防止碎片撞击穿过涡轮增压器的外壁并且因此防止危及人身安全或损坏相邻的机器部件，涡轮增压器过去在涡轮叶轮径向外侧区域中在涡轮壳体中设置有相对厚的壁。然而，这些解决方案具有许多缺点，诸如例如，壳体的显著额外重量以及由于这种涡轮壳体可铸性较差而形成气孔的风险。此外，以这种方式加厚的壳体以不同方式升温，这可能会导致热裂纹。

从DE 42 23 496 A1已知一种用于降低以高速旋转的机器的爆裂部件动能的装置。布置在轴向涡轮内部中的该装置包括多个互连的保护环，在这些保护环中每个之间形成由延展性材料制成的破裂（crumbling）区。然而，这种解决方案不适用于径向涡轮，因为由于它们的径向气体入口，在涡轮的径向区域中不能采用爆裂保护装置。

从公开US 4,875,837 A中已知一种多层爆裂保护件，利用该多层爆裂保护件，绝热材料被引入到铁板中，并且与涡轮壳体间隔开的该绝热材料附接到涡轮壳体的螺旋部件。然而，如下情况是不利：在该文献中描述的这种爆裂保护件仅围封壳体的螺旋部件的120°角范围并且因此被设计成部分地敞开。

从公开DE 196 40 654 A1已知另一爆裂保护件，其被设置在用于涡轮增压器的径向涡轮的入口壳体外部，其被形成为螺旋金属片护罩，并且通过多个螺钉而被可拆卸地连接到气体入口壳体。

此外，已知这样的解决方案，其中弯曲金属板被布置为围绕螺旋件的爆裂保护件，然而，为了降低生产成本，弯曲金属板被形成为在设计上简单，但是，然而弯曲金属板仅具有有限的强度和刚度，并且关于操作期间发生的对自然频率的反应的表现，弯曲金属板的表现也是不利的。

发明内容

因此，本发明的目的是避免所述缺点，并为涡轮增压器的径向涡轮创造易于生产且安全的改善的爆裂保护装置，并且由此进一步改善涡轮增压器的安全性。

该目的通过根据专利权利要求1的特征组合来解决。

根据本发明，因此提出了一种作为用于涡轮增压器、特别是径向涡轮增压器的爆裂保护装置的插入件，所述涡轮增压器具有涡轮壳体，所述涡轮壳体完全围封涡轮叶轮，所述涡轮叶轮可旋转地布置在涡轮壳体中。爆裂保护装置在涡轮壳体内壁上沿周向方向围绕中心轴线环形地布置，以便至少部分地围绕涡轮叶轮接合。这里，爆裂保护装置包括至少一个第一凹部/中空空间。该凹部/中空空间被形成在爆裂保护装置中，使得在涡轮叶轮爆裂时其碎片的动能被爆裂保护装置吸收，因为爆裂保护装置向凹部中或向中空空间中发生塑性变形。为此目的，第一凹部在涡轮壳体的方向上单侧地敞开。