水冷式渦輪增壓器的渦輪殼的制作方法
【專利說明】
【技術領域】
[0001]本實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】】
[0002]排氣式渦輪增壓器是利用發動機排出的壓力高溫廢氣作為動力源，發動機排出的高溫壓力廢氣引入渦輪增壓器中的渦輪機，利用廢氣所含有的能量推動渦輪機中的渦輪旋轉，從而帶動渦輪旋轉，同時帶動與之同軸的壓氣機葉輪轉動，由壓氣機將吸入空氣進行縮壓后輸送發動機的進氣系統，向發動機氣缸內充入高密度空氣，增加氣缸中的氧氣含量，這樣既能提高同型號發動機的輸出功率，也能提高顯著改善發動機的經濟性，促使柴油充分燃燒，提高發動機的熱效率，降低燃油消耗率，減少有害氣體排放，降低噪聲，因此，車用發動機和船用發動機都需要匹配渦輪增壓器，增壓供氧是發動機的發展方向。
[0003]在礦井探測開采過程中所使用的發電機組必須是防爆型的，發動機是發電機組中的核心設備，而渦輪增壓器又是發動機上的關鍵部件，而渦輪增壓器的工作溫度很高，其排氣溫度在300度以上，根據煤礦和石巖氣開采的防爆技術要求，發動機的排氣溫度應低于70度，這就對渦輪增壓器的工作溫度提出十分高的要求，現有的渦輪增器都不能滿足要求。
[0004]根據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鍵零件。
【【實用新型內容】】
[0005]本實用新型的目的是提供一種水冷式渦輪增壓器的渦輪殼。
[0006]本實用新型采取的技術方案是:
[0007]—種水冷式渦輪增壓器的渦輪殼，其特征是:包括進氣座、進氣道、渦流氣道、殼體壁和冷卻水道，冷卻水道沿渦流氣道設置，冷卻水道的進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，這樣能進一步增加水與渦輪殼的接觸面積，提高散熱性能。
[0009]進一步，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間，對渦輪殼的冷卻降溫效果更好。
[0010]進一步，所述冷卻水道在渦輪殼的排氣端的冷卻截面積大于進氣端的冷卻截面積。
[0011]由于對渦輪增壓器的渦輪殼進行了動態水冷卻處理，在渦輪殼的外側殼體壁內沿渦流氣道設有冷卻水道，冷卻水道的進水口與壓力水源相連，冷卻水道的出水口與冷卻水池相連，這樣就能對發動機排出高溫度氣體在進入渦輪殼內得到降溫，由于冷卻水道在渦輪殼的排氣端的冷卻截面積大于進氣端的冷卻截面積，這樣就使得渦輪殼的進氣口溫度與排氣口的溫度形成較大的溫度差，不僅能增加發動機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，若將冷卻水道內孔表面設計波浪形，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間，對渦輪殼的冷卻降溫效果更好。
【【附圖說明】】
[0012]圖1為本實用新型的結構不意圖；
[0013]圖2為本實用新型的防爆渦輪增壓器的結構示意圖
[0014]圖中，1-渦輪殼；2-渦輪;3-渦輪軸;4-滑動軸承；5-中間體;6_擴壓板;7_增壓葉輪;8-壓殼;9-斷橋隔熱結構；10-水冷排氣控溫管；11-進氣座；12-進氣道；13-渦流氣道；14-殼體壁;15-冷卻水道。
【【具體實施方式】】
[0015]下面結合【附圖說明】本實用新型的【具體實施方式】:
[0016]實施例1:
[0017]—種水冷式渦輪增壓器的渦輪殼，如圖1所示，包括進氣座11、進氣道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設置，冷卻水道15的進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氣端的截面積，這樣能進一步增加水與渦輪殼的接觸面積，提高散熱性能。
[0018]實施例2:與實施例1不同之處在于冷卻水道15的內表面形狀，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的滯留時間，對渦輪殼的冷卻降溫效果更好。
[0019]圖2是一種裝有本實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、擴壓板6、增壓葉輪7和壓殼8、斷橋隔熱結構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通過斷橋隔熱結構9固定安裝在中間體5的左側，壓殼8通過擴壓板6固定安裝在中間體5的右側，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的外側殼體壁14內沿渦流氣道13設有冷卻水道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行了動態水冷處理，在渦輪殼I的外側壁內沿渦流氣道13設有冷卻水道15，冷卻水道15的進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，這樣就能對發動機排出高溫度氣體進行第一道降溫，由于冷卻水道15的設置使得進氣口的溫度與排氣口的溫度形成較大的溫度差，不僅能增加發動機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，實現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的結合處增設了斷橋隔熱結構9，大幅度減少了渦輪殼I內高溫氣腔傳遞給中間體5，這是渦輪殼I內高溫氣體向中間體5傳導熱量的主要渠道，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，實現對渦輪殼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行有效控制，使之降低到預控溫度以下，確保渦輪增壓器的防爆要求。
【主權項】
1.一種水冷式渦輪增壓器的渦輪殼，其特征是:包括進氣座(U)、進氣道(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)設置，冷卻水道(I5)的進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.根據權利要求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，這樣能進一步增加水與渦輪殼的接觸面積，提高散熱性會K。3.根據權利要求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)的滯留時間，對渦輪殼的冷卻降溫效果更好。4.根據權利要求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，包括進氣座、進氣道、渦流氣道、殼體壁和冷卻水道，冷卻水道沿渦流氣道設置，冷卻水道的進水口與壓力水源相連，冷卻水道的出水口與冷卻水池相連，若將冷卻水道內表面形狀設計成波浪形，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
【申請號】CN201521037426
【發明人】周惠娟
【申請人】常州平江電氣設備有限公司
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年12月14日