水冷式渦輪增壓器的渦輪殼的制作方法
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種排氣式渦輪增壓器，尤其涉及防爆型渦輪增壓器。
【【背景技術(shù)】】
[0002]排氣式渦輪增壓器是利用發(fā)動機(jī)排出的壓力高溫廢氣作為動力源，發(fā)動機(jī)排出的高溫壓力廢氣引入渦輪增壓器中的渦輪機(jī)，利用廢氣所含有的能量推動渦輪機(jī)中的渦輪旋轉(zhuǎn)，從而帶動渦輪旋轉(zhuǎn)，同時(shí)帶動與之同軸的壓氣機(jī)葉輪轉(zhuǎn)動，由壓氣機(jī)將吸入空氣進(jìn)行縮壓后輸送發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)，向發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)充入高密度空氣，增加氣缸中的氧氣含量，這樣既能提高同型號發(fā)動機(jī)的輸出功率，也能提高顯著改善發(fā)動機(jī)的經(jīng)濟(jì)性，促使柴油充分燃燒，提高發(fā)動機(jī)的熱效率，降低燃油消耗率，減少有害氣體排放，降低噪聲，因此，車用發(fā)動機(jī)和船用發(fā)動機(jī)都需要匹配渦輪增壓器，增壓供氧是發(fā)動機(jī)的發(fā)展方向。
[0003]在礦井探測開采過程中所使用的發(fā)電機(jī)組必須是防爆型的，發(fā)動機(jī)是發(fā)電機(jī)組中的核心設(shè)備，而渦輪增壓器又是發(fā)動機(jī)上的關(guān)鍵部件，而渦輪增壓器的工作溫度很高，其排氣溫度在300度以上，根據(jù)煤礦和石巖氣開采的防爆技術(shù)要求，發(fā)動機(jī)的排氣溫度應(yīng)低于70度，這就對渦輪增壓器的工作溫度提出十分高的要求，現(xiàn)有的渦輪增器都不能滿足要求。
[0004]根據(jù)渦輪增壓器的工作原理可知，要降低渦輪增壓的工作溫度必須首先降低渦輪殼的溫度，其次要降低壓殼的工作溫度，第三要降低渦輪殼的排氣溫度，寄予上述解決思路申請人實(shí)用新型了一種低溫防爆型渦輪增壓器，其中水冷式渦輪殼是關(guān)鍵零件。
【【實(shí)用新型內(nèi)容】】
[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種水冷式渦輪增壓器的渦輪殼。
[0006]本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是:
[0007]—種水冷式渦輪增壓器的渦輪殼，其特征是:包括進(jìn)氣座、進(jìn)氣道、渦流氣道、殼體壁和冷卻水道，冷卻水道沿渦流氣道設(shè)置，冷卻水道的進(jìn)水口與壓力水源相連，冷卻水道的出水口與冷卻水池相連。
[0008]進(jìn)一步，所述冷卻水道在渦輪殼的軸向截面形狀為波浪形，這樣能進(jìn)一步增加水與渦輪殼的接觸面積，提高散熱性能。
[0009]進(jìn)一步，所述冷卻水道在渦輪殼的徑向截面形狀為波浪形，這樣不僅能進(jìn)一步增加水與渦輪殼的接觸面積，還能延長水在冷卻水道的滯留時(shí)間，對渦輪殼的冷卻降溫效果更好。
[0010]進(jìn)一步，所述冷卻水道在渦輪殼的排氣端的冷卻截面積大于進(jìn)氣端的冷卻截面積。
[0011]由于對渦輪增壓器的渦輪殼進(jìn)行了動態(tài)水冷卻處理，在渦輪殼的外側(cè)殼體壁內(nèi)沿渦流氣道設(shè)有冷卻水道，冷卻水道的進(jìn)水口與壓力水源相連，冷卻水道的出水口與冷卻水池相連，這樣就能對發(fā)動機(jī)排出高溫度氣體在進(jìn)入渦輪殼內(nèi)得到降溫，由于冷卻水道在渦輪殼的排氣端的冷卻截面積大于進(jìn)氣端的冷卻截面積，這樣就使得渦輪殼的進(jìn)氣口溫度與排氣口的溫度形成較大的溫度差，不僅能增加發(fā)動機(jī)排出的高溫廢氣對渦輪的推動力，而且能顯著降低渦輪殼的工作溫度，若將冷卻水道內(nèi)孔表面設(shè)計(jì)波浪形，既能增加水與渦輪殼的接觸面積，還能延長水在冷卻水道的滯留時(shí)間，對渦輪殼的冷卻降溫效果更好。
【【附圖說明】】
[0012]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0013]圖2為本實(shí)用新型的防爆渦輪增壓器的結(jié)構(gòu)示意圖
[0014]圖中，1-渦輪殼；2-渦輪;3-渦輪軸;4-滑動軸承；5-中間體;6_擴(kuò)壓板;7_增壓葉輪;8-壓殼;9-斷橋隔熱結(jié)構(gòu)；10-水冷排氣控溫管；11-進(jìn)氣座；12-進(jìn)氣道；13-渦流氣道；14-殼體壁;15-冷卻水道。
【【具體實(shí)施方式】】
[0015]下面結(jié)合【附圖說明】本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】:
[0016]實(shí)施例1:
[0017]—種水冷式渦輪增壓器的渦輪殼，如圖1所示，包括進(jìn)氣座11、進(jìn)氣道12、渦流氣道13、殼體壁14和冷卻水道15，冷卻水道15沿渦流氣道13設(shè)置，冷卻水道15的進(jìn)水口與壓力水源相連，冷卻水道15的出水口與冷卻水池相連，所述冷卻水道15在渦輪殼I的軸向截面形狀為波浪形，所述冷卻水道15在渦輪殼I的排氣端的截面積大于進(jìn)氣端的截面積，這樣能進(jìn)一步增加水與渦輪殼的接觸面積，提高散熱性能。
[0018]實(shí)施例2:與實(shí)施例1不同之處在于冷卻水道15的內(nèi)表面形狀，在本例中，所述冷卻水道15在渦輪殼I的徑向截面形狀為波浪形，這樣不僅能進(jìn)一步增加水與渦輪殼的接觸面積，還能降低水在冷卻水道15的滯留時(shí)間，對渦輪殼的冷卻降溫效果更好。
[0019]圖2是一種裝有本實(shí)用新型的低溫渦輪增壓器，包括渦輪殼1、渦輪2、渦輪軸3、滑動軸承4、中間體5、擴(kuò)壓板6、增壓葉輪7和壓殼8、斷橋隔熱結(jié)構(gòu)9和水冷排氣控溫管10，渦輪2和增壓葉輪7分別安裝在渦輪軸3的兩端，渦輪2位于渦輪殼I中，增壓葉輪7位于壓殼8中，渦輪軸3通過二只滑動軸承4安裝在中間體5上，渦輪殼I通過斷橋隔熱結(jié)構(gòu)9固定安裝在中間體5的左側(cè)，壓殼8通過擴(kuò)壓板6固定安裝在中間體5的右側(cè)，中間體5上的潤滑油路與兩只滑動軸承4相通連，水冷排氣控溫管1與渦輪殼I的排氣口密封連接，在渦輪殼I的渦流氣道13的外側(cè)殼體壁14內(nèi)沿渦流氣道13設(shè)有冷卻水道15，所述冷卻水道15在渦輪殼I的軸向截面形狀為波浪形，這樣能增加冷卻水道15的內(nèi)表面積，即增大了水與渦輪殼的接觸面積，提高散熱性能，冷卻水道15的進(jìn)水口與壓力水源相連，冷卻水道15的出水口與冷卻水池相連。
[0020]由于對渦輪增壓器的渦輪殼進(jìn)行了動態(tài)水冷處理，在渦輪殼I的外側(cè)壁內(nèi)沿渦流氣道13設(shè)有冷卻水道15，冷卻水道15的進(jìn)水口與壓力水源相連，冷卻水道15的出水口與冷卻水池相連，這樣就能對發(fā)動機(jī)排出高溫度氣體進(jìn)行第一道降溫，由于冷卻水道15的設(shè)置使得進(jìn)氣口的溫度與排氣口的溫度形成較大的溫度差，不僅能增加發(fā)動機(jī)排出的高溫廢氣對渦輪的推動力，而且降低了渦輪殼的工作溫度，實(shí)現(xiàn)了對渦輪增壓器原始熱源的第一道降溫。
[0021]在渦輪殼I與中間體5的結(jié)合處增設(shè)了斷橋隔熱結(jié)構(gòu)9，大幅度減少了渦輪殼I內(nèi)高溫氣腔傳遞給中間體5，這是渦輪殼I內(nèi)高溫氣體向中間體5傳導(dǎo)熱量的主要渠道，雖然渦輪殼I的高溫氣體通過渦輪2和渦輪軸3也能向中間體5和壓殼8傳輸熱量，但是由于中間體5由流動的高壓潤滑油不斷的流過，它能即時(shí)地將傳入的熱量帶出，有效地控制中間體5和壓殼8的工作溫度，這是降低渦輪增壓器工作溫度的第二道技術(shù)措施。
[0022]在渦輪殼I的排氣口密封地對接有水冷排氣控溫管10，在水冷排氣控溫管10的內(nèi)腔通入流動的冷卻水，只要改變冷卻水的流量和流速就能有效控制排出氣體的溫度，實(shí)現(xiàn)對渦輪殼I排出氣體的最終降溫和控溫。
[0023]通過上述三步降溫措施不僅有效控制渦輪增壓器的渦輪殼1、中間體5和壓殼8的工作溫度，而且能降低和控制渦輪殼I的最終排出氣體的溫度，從而對渦輪增壓器的工作溫度進(jìn)行有效控制，使之降低到預(yù)控溫度以下，確保渦輪增壓器的防爆要求。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種水冷式渦輪增壓器的渦輪殼，其特征是:包括進(jìn)氣座(U)、進(jìn)氣道(12)、渦流氣道(13)、殼體壁(14)和冷卻水道(15)，冷卻水道(15)沿渦流氣道(13)設(shè)置，冷卻水道(I5)的進(jìn)水口與壓力水源相連，冷卻水道(15)的出水口與冷卻水池相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述水冷式渦輪增壓器的渦輪殼，其特征是:所述冷卻水道(15)在渦輪殼(I)的軸向截面形狀為波浪形，這樣能進(jìn)一步增加水與渦輪殼的接觸面積，提高散熱性會K。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述水冷式渦輪增壓器的渦輪殼，其特征是:所述冷卻水道(15)在渦輪殼(I)的徑向截面形狀為波浪形，這樣不僅能進(jìn)一步增加水與渦輪殼的接觸面積，還能降低水在冷卻水道(15)的滯留時(shí)間，對渦輪殼的冷卻降溫效果更好。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述水冷式渦輪增壓器的渦輪殼，其特征是:所述冷卻水道(15)在渦輪殼(I)的排氣端的截面積大于進(jìn)氣端的截面積。
【專利摘要】一種水冷式渦輪增壓器的渦輪殼，包括進(jìn)氣座、進(jìn)氣道、渦流氣道、殼體壁和冷卻水道，冷卻水道沿渦流氣道設(shè)置，冷卻水道的進(jìn)水口與壓力水源相連，冷卻水道的出水口與冷卻水池相連，若將冷卻水道內(nèi)表面形狀設(shè)計(jì)成波浪形，能增加水與渦輪殼的接觸面積，還能延長水在冷卻水道的滯留時(shí)間，對渦輪殼的冷卻降溫效果更好，特別適用于防爆型渦輪增壓器。
【IPC分類】F01D25/12, F01D25/24, F01D25/14
【公開號】CN205206887
【申請?zhí)枴緾N201521037426
【發(fā)明人】周惠娟
【申請人】常州平江電氣設(shè)備有限公司
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年12月14日