CN205206887U - 水冷式涡轮增压器的涡轮壳 - Google Patents

Abstract

一种水冷式涡轮增压器的涡轮壳，包括进气座、进气道、涡流气道、壳体壁和冷却水道，冷却水道沿涡流气道设置，冷却水道的进水口与压力水源相连，冷却水道的出水口与冷却水池相连，若将冷却水道内表面形状设计成波浪形，能增加水与涡轮壳的接触面积，还能延长水在冷却水道的滞留时间，对涡轮壳的冷却降温效果更好，特别适用于防爆型涡轮增压器。

Description

水冷式涡轮增压器的涡轮壳

【技术领域】

本实用新型涉及一种排气式涡轮增压器，尤其涉及防爆型涡轮增压器。

【背景技术】

排气式涡轮增压器是利用发动机排出的压力高温废气作为动力源，发动机排出的高温压力废气引入涡轮增压器中的涡轮机，利用废气所含有的能量推动涡轮机中的涡轮旋转，从而带动涡轮旋转，同时带动与之同轴的压气机叶轮转动，由压气机将吸入空气进行缩压后输送发动机的进气系统，向发动机气缸内充入高密度空气，增加气缸中的氧气含量，这样既能提高同型号发动机的输出功率，也能提高显著改善发动机的经济性，促使柴油充分燃烧，提高发动机的热效率，降低燃油消耗率，减少有害气体排放，降低噪声，因此，车用发动机和船用发动机都需要匹配涡轮增压器，增压供氧是发动机的发展方向。

在矿井探测开采过程中所使用的发电机组必须是防爆型的，发动机是发电机组中的核心设备，而涡轮增压器又是发动机上的关键部件，而涡轮增压器的工作温度很高，其排气温度在300度以上，根据煤矿和石岩气开采的防爆技术要求，发动机的排气温度应低于70度，这就对涡轮增压器的工作温度提出十分高的要求，现有的涡轮增器都不能满足要求。

根据涡轮增压器的工作原理可知，要降低涡轮增压的工作温度必须首先降低涡轮壳的温度，其次要降低压壳的工作温度，第三要降低涡轮壳的排气温度，寄予上述解决思路申请人实用新型了一种低温防爆型涡轮增压器，其中水冷式涡轮壳是关键零件。

【实用新型内容】

本实用新型的目的是提供一种水冷式涡轮增压器的涡轮壳。

本实用新型采取的技术方案是：

一种水冷式涡轮增压器的涡轮壳，其特征是：包括进气座、进气道、涡流气道、壳体壁和冷却水道，冷却水道沿涡流气道设置，冷却水道的进水口与压力水源相连，冷却水道的出水口与冷却水池相连。

进一步，所述冷却水道在涡轮壳的轴向截面形状为波浪形，这样能进一步增加水与涡轮壳的接触面积，提高散热性能。

进一步，所述冷却水道在涡轮壳的径向截面形状为波浪形，这样不仅能进一步增加水与涡轮壳的接触面积，还能延长水在冷却水道的滞留时间，对涡轮壳的冷却降温效果更好。

进一步，所述冷却水道在涡轮壳的排气端的冷却截面积大于进气端的冷却截面积。

由于对涡轮增压器的涡轮壳进行了动态水冷却处理，在涡轮壳的外侧壳体壁内沿涡流气道设有冷却水道，冷却水道的进水口与压力水源相连，冷却水道的出水口与冷却水池相连，这样就能对发动机排出高温度气体在进入涡轮壳内得到降温，由于冷却水道在涡轮壳的排气端的冷却截面积大于进气端的冷却截面积，这样就使得涡轮壳的进气口温度与排气口的温度形成较大的温度差，不仅能增加发动机排出的高温废气对涡轮的推动力，而且能显著降低涡轮壳的工作温度，若将冷却水道内孔表面设计波浪形，既能增加水与涡轮壳的接触面积，还能延长水在冷却水道的滞留时间，对涡轮壳的冷却降温效果更好。

【附图说明】

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的防爆涡轮增压器的结构示意图

图中，1-涡轮壳；2-涡轮；3-涡轮轴；4-滑动轴承；5-中间体；6-扩压板；7-增压叶轮；8-压壳；9-断桥隔热结构；10-水冷排气控温管；11-进气座；12-进气道；13-涡流气道；14-壳体壁；15-冷却水道。

【具体实施方式】

下面结合附图说明本实用新型的具体实施方式：

实施例1：

一种水冷式涡轮增压器的涡轮壳，如图1所示，包括进气座11、进气道12、涡流气道13、壳体壁14和冷却水道15，冷却水道15沿涡流气道13设置，冷却水道15的进水口与压力水源相连，冷却水道15的出水口与冷却水池相连，所述冷却水道15在涡轮壳1的轴向截面形状为波浪形，所述冷却水道15在涡轮壳1的排气端的截面积大于进气端的截面积，这样能进一步增加水与涡轮壳的接触面积，提高散热性能。

实施例2：与实施例1不同之处在于冷却水道15的内表面形状，在本例中，所述冷却水道15在涡轮壳1的径向截面形状为波浪形，这样不仅能进一步增加水与涡轮壳的接触面积，还能降低水在冷却水道15的滞留时间，对涡轮壳的冷却降温效果更好。

图2是一种装有本实用新型的低温涡轮增压器，包括涡轮壳1、涡轮2、涡轮轴3、滑动轴承4、中间体5、扩压板6、增压叶轮7和压壳8、断桥隔热结构9和水冷排气控温管10，涡轮2和增压叶轮7分别安装在涡轮轴3的两端，涡轮2位于涡轮壳1中，增压叶轮7位于压壳8中，涡轮轴3通过二只滑动轴承4安装在中间体5上，涡轮壳1通过断桥隔热结构9固定安装在中间体5的左侧，压壳8通过扩压板6固定安装在中间体5的右侧，中间体5上的润滑油路与两只滑动轴承4相通连，水冷排气控温管10与涡轮壳1的排气口密封连接，在涡轮壳1的涡流气道13的外侧壳体壁14内沿涡流气道13设有冷却水道15，所述冷却水道15在涡轮壳1的轴向截面形状为波浪形，这样能增加冷却水道15的内表面积，即增大了水与涡轮壳的接触面积，提高散热性能，冷却水道15的进水口与压力水源相连，冷却水道15的出水口与冷却水池相连。

由于对涡轮增压器的涡轮壳进行了动态水冷处理，在涡轮壳1的外侧壁内沿涡流气道13设有冷却水道15，冷却水道15的进水口与压力水源相连，冷却水道15的出水口与冷却水池相连，这样就能对发动机排出高温度气体进行第一道降温，由于冷却水道15的设置使得进气口的温度与排气口的温度形成较大的温度差，不仅能增加发动机排出的高温废气对涡轮的推动力，而且降低了涡轮壳的工作温度，实现了对涡轮增压器原始热源的第一道降温。

在涡轮壳1与中间体5的结合处增设了断桥隔热结构9，大幅度减少了涡轮壳1内高温气腔传递给中间体5，这是涡轮壳1内高温气体向中间体5传导热量的主要渠道，虽然涡轮壳1的高温气体通过涡轮2和涡轮轴3也能向中间体5和压壳8传输热量，但是由于中间体5由流动的高压润滑油不断的流过，它能即时地将传入的热量带出，有效地控制中间体5和压壳8的工作温度，这是降低涡轮增压器工作温度的第二道技术措施。

在涡轮壳1的排气口密封地对接有水冷排气控温管10，在水冷排气控温管10的内腔通入流动的冷却水，只要改变冷却水的流量和流速就能有效控制排出气体的温度，实现对涡轮壳1排出气体的最终降温和控温。

通过上述三步降温措施不仅有效控制涡轮增压器的涡轮壳1、中间体5和压壳8的工作温度，而且能降低和控制涡轮壳1的最终排出气体的温度，从而对涡轮增压器的工作温度进行有效控制，使之降低到预控温度以下，确保涡轮增压器的防爆要求。

Claims (4)

1.一种水冷式涡轮增压器的涡轮壳，其特征是：包括进气座(11)、进气道(12)、涡流气道(13)、壳体壁(14)和冷却水道(15)，冷却水道(15)沿涡流气道(13)设置，冷却水道(15)的进水口与压力水源相连，冷却水道(15)的出水口与冷却水池相连。

2.根据权利要求1所述水冷式涡轮增压器的涡轮壳，其特征是：所述冷却水道(15)在涡轮壳(1)的轴向截面形状为波浪形，这样能进一步增加水与涡轮壳的接触面积，提高散热性能。

3.根据权利要求1所述水冷式涡轮增压器的涡轮壳，其特征是：所述冷却水道(15)在涡轮壳(1)的径向截面形状为波浪形，这样不仅能进一步增加水与涡轮壳的接触面积，还能降低水在冷却水道(15)的滞留时间，对涡轮壳的冷却降温效果更好。

4.根据权利要求1所述水冷式涡轮增压器的涡轮壳，其特征是：所述冷却水道(15)在涡轮壳(1)的排气端的截面积大于进气端的截面积。