專利名稱：壓縮可燃混合氣用渦輪增壓器壓氣機裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種氣體發(fā)動機用渦輪增壓器的壓氣機裝置，特別是-一種應用 于以沼氣、瓦斯氣體等為燃料的壓縮可燃混合氣用渦輪增壓器壓氣機裝置，屬 于氣體內(nèi)燃機增壓領域。
背景技術：
渦輪增壓器是利用發(fā)動機排出的廢氣能量驅(qū)動渦輪，并帶動與渦輪同軸的 壓氣機葉輪高速旋轉，新鮮空氣在壓氣機葉輪離心力的作用下被壓縮進入發(fā)動 機的汽缸，從而增加了發(fā)動機的充氣量，可供更多的燃油完全燃燒，從而提高了 發(fā)動機的功率、節(jié)省了燃油的消耗，同時由于燃燒條件的改善，減少了廢氣中
C0、 HC、 NOx以及PM等有害物的排放，降低了發(fā)動機的噪音。隨著發(fā)動機燃料的 多樣化，以天然氣、煤氣等為代表的氣體燃料依靠自身價格低廉、燃燒清潔等 優(yōu)勢逐漸形成了批量生產(chǎn)規(guī)模，氣體發(fā)動機增壓技術也逐步在發(fā)動機廠應用。 但目前采用的氣體燃料全部是能夠高壓儲存的氣體，發(fā)動機中采用的渦輪增壓 器還是單純壓縮潔凈的空氣，氣體燃料通過節(jié)氣門控制，在發(fā)動機缸內(nèi)與增壓 后的空氣混合燃燒，屬于機內(nèi)混合燃燒。然而，對于像沼氣、瓦斯一類的可燃 氣體，因為生產(chǎn)途徑問題，無法集中高壓存儲，所以增壓發(fā)動機以該類型氣體 作為燃料時，可燃氣體需要在發(fā)動機外部混合，然后經(jīng)渦輪增壓器壓縮后送入 發(fā)動機，從而實現(xiàn)增壓發(fā)動機提升功率的目的。
直接壓縮可燃混合氣體用的渦輪增壓器是該類型氣體發(fā)動機上的總成件， 隨著發(fā)動機增壓的必然趨勢，滿足直接壓縮沼氣類可燃混合氣體的發(fā)動機用增 壓器成為了研究的課題，國內(nèi)沒有嚴格意義上能夠滿足該需求的產(chǎn)品問世。目前，國內(nèi)外開發(fā)的沼氣、瓦斯氣體類發(fā)動機因為燃料產(chǎn)生的途徑及存儲 問題，沒有釆用增壓技術。隨著氣體發(fā)動機廠家對增壓發(fā)動機需求的提升，直 接對可燃混合氣體壓縮的渦輪增壓器結構的研究也步入了正規(guī)。已知的渦輪增 壓器的壓氣機如圖l所示，包括壓氣機葉輪(1)、壓氣機殼(3)和氣體擴壓通 道(4)三部分。正常工作狀態(tài)卜，壓氣機葉輪(1)在渦輪轉子(6)的帶動下
高速旋轉，從壓氣機進氣口 (2)中吸入潔凈的空氣進行離心壓縮，壓縮后的高 速氣體從壓氣機葉輪出口 (5)處進入氣體擴壓通道(4)，然后通過壓氣機殼流 道(7)收集后進入發(fā)動機參與燃燒。壓氣機葉輪(1)和壓氣機殼(3)為鋁合 金材料，配合間隙在0.5mm左右，以保證壓氣機葉輪(1)的葉片在壓縮氣體的 過程中正常旋轉。當用戶經(jīng)常非正常啟動發(fā)動機或者發(fā)動機供油系統(tǒng)等出現(xiàn)故 障時，增壓器內(nèi)部軸承系統(tǒng)會出現(xiàn)磨損，磨損積累后導致壓氣機葉輪與壓氣機 殼發(fā)生擦殼，產(chǎn)生火花。因此，需要設計一種壓縮可燃混合氣用渦輪增壓器的 壓氣機裝置，解決增壓器在損壞后可能產(chǎn)生火花引起爆炸的故障。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題是提供一種壓縮可燃混合氣用渦輪增壓器壓氣機裝 置，能夠保證壓氣機葉輪和壓氣機殼體碰撞時不產(chǎn)生明火，同時降低局部溫度， 從而滿足增壓器直接壓縮可燃混合氣體的需要。
為了解決上述問題，本發(fā)明采用以下技術方案
一種壓縮可燃混合氣用渦輪增壓器壓氣機裝置，包括壓氣機殼，壓氣機殼 上設有iJi氣機進氣口、壓氣機殼流道，壓氣機進氣口與壓氣機殼流道之間設有 氣體擴壓通道，艽特征是氣體擴壓通道內(nèi)靠近壓氣機進氣口和壓氣機殼流道 一側的壓氣機殼壁上設有壓氣機殼分體擴壓盤。
以下是本發(fā)明專利對上述方案的進一步改進所述壓氣機殼分體擴壓盤呈喇叭狀，包括徑向配合部、圓弧配合部和擴壓 端面部，所述擴壓端面部向壓氣機殼流道內(nèi)延伸的一端設有與壓氣機殼殼壁相 配合的軸向定位止口，所述軸向定位止口的端部設有擴壓盤流道。
擴壓盤流道部上靠近壓氣機殼流道的一側端面具有與壓氣機殼流道內(nèi)的弧 度一致的弧形面。
壓氣機殼分體擴壓盤與壓氣機殼過盈配合或采用螺釘固定連接。
壓氣機殼分體擴壓盤采用環(huán)氧樹脂類工程塑料壓鑄成型制成，其耐熱溫度
不低于120°C。
壓氣機殼上靠近壓氣機殼分體擴壓盤的位置處設有環(huán)形的冷卻水腔。
所述冷卻水腔與壓氣殼流道之間具有壓殼氣體流道內(nèi)壁，冷卻水腔與壓氣 機進氣口之間具有冷卻水腔內(nèi)壁。
本發(fā)明通過對壓縮可燃混合氣體用渦輪增壓器的壓氣機的設計開發(fā)，有效 解決了常規(guī)增壓器的壓氣機端在磨損后產(chǎn)生摩擦明火問題。本發(fā)明中的壓縮可 燃混合氣體用渦輪增壓器通過改變與壓氣機葉輪配合的擴壓盤材料成為環(huán)氧樹 脂類工程塑料，確保增壓器在損壞磨損產(chǎn)生摩擦的情況下無明火產(chǎn)生。.同時通 過在壓氣機殼靠近擴壓盤處增加冷卻水腔，通過壓氣機殼體上的聯(lián)接法蘭利用 發(fā)動機的水循環(huán)系統(tǒng)實現(xiàn)冷卻水在壓殼內(nèi)的持續(xù)流通，有效降低壓氣機擴壓盤 處的溫度，確保壓氣機葉輪與擴壓盤摩擦時局部溫度不會達到沼氣等可燃氣體 的燃點，進一步增加了壓縮可燃混合氣體用渦輪增壓器的安全系數(shù)。
綜上，在目前氣體發(fā)動機用渦輪增壓技術逐步實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的關鍵時刻，能 夠直接壓縮可燃混合氣體的渦輪增壓器，可以廣泛應用于沼氣類氣體發(fā)動機增 壓市場，具有廣闊的市場推廣價值，能取得良好的應用效果。
下面結合附圖和實施例對本發(fā)明專利作進一步的說明


附圖1是背景技術中渦輪增壓器的壓氣機結構示意附圖2是本發(fā)明實施例中壓縮可燃混合氣用渦輪增壓器壓氣機裝置的結構 示意附圖3是本發(fā)明實施例中分體擴壓盤結構示意附圖4是本發(fā)明實施例中壓氣機殼冷卻水腔剖面示意圖。 圖中1-壓氣機葉輪，2-壓氣機進氣口， 3-壓氣機殼，4-氣體擴壓通道， 5-壓氣機葉輪出口， 6-渦輪轉子，7-壓氣機殼流道，8-冷卻水腔，9-壓氣機殼 分體擴壓盤，10-徑向配合部，ll-擴壓端面部，12-圓弧配合部，13-軸向定位 止口， 14-擴壓盤流道部，15-壓氣機殼出氣口、 16-壓殼氣體流道內(nèi)壁，17-冷 卻水腔內(nèi)壁。
具體實施例方式
實施例，如圖2所示， 一種壓縮可燃混合氣用渦輪增壓器壓氣機裝置，包 括壓氣機殼3，壓氣機殼3上設有壓氣機進氣口 2、壓氣機殼流道7，壓氣機進 氣口 2與壓氣機殼流道7之間設有氣體擴壓通道4，氣體擴壓通道4內(nèi)靠近壓氣 機進氣口 2和壓氣機殼流道7 —側的壓氣機殼壁上設有壓氣機殼分體擴壓盤9， 壓氣機殼分體擴壓盤9與壓氣機殼3過盈配合形成整體，所述的擴壓盤流道部 分14通壓氣機殼3相應結構形成了壓氣機殼流道7，實現(xiàn)壓縮氣體的收集。
如圖3所示，所述壓氣機殼分體擴壓盤9呈喇叭狀，包括徑向配合部IO、 圓弧配合部12和擴壓端面部11，所述擴壓端面部11向壓氣機殼流道7內(nèi)延伸 的一端設有與壓氣機殼3殼壁相配合的軸向定位止口 13，所述軸向定位止口 13 的端部設有擴壓盤流道部14，擴壓盤流道部14上靠近壓氣機殼流道7的一側端 面具有與壓氣機殼流道7內(nèi)的弧度一致的弧形面。所述的壓氣機分體擴壓盤9通過徑向配合部10、圓弧配合部12與壓氣機葉輪1形成合理的工作間隙，同時 在增壓器磨損后，實現(xiàn)對壓氣機葉輪的包容摩擦，確保金屬間不產(chǎn)生摩擦，避 免明火產(chǎn)生。如圖4所示，所述的壓氣機殼3中設有壓殼氣體流道16和內(nèi)部流通冷卻介 質(zhì)的冷卻水腔8，所述冷卻水腔8成環(huán)形設置在壓氣機殼3靠近壓氣機分體擴壓 盤9處，實現(xiàn)局部冷卻，所述冷卻水腔8與壓氣殼流道7共用壓殼氣體流道內(nèi) 壁16，所述冷卻水腔8與壓氣機進氣口 2共用冷卻水腔內(nèi)壁17以提高冷卻效果， 降低壓氣機葉輪1與壓氣機殼分體擴壓盤9摩擦時的局部溫度，所述冷卻水腔8 中通有冷卻水，所述的壓氣機殼流道7中收集增壓氣體，通過壓氣機殼出氣口 15將增壓后的混合可燃氣體輸送到發(fā)動機中，所述壓殼氣體流道外壁實現(xiàn)增壓 氣體與外界常壓氣體的隔離。本發(fā)明專利針對直接壓縮可燃混合氣體的增壓器，完成了采用環(huán)氧樹脂類 工程塑料和局部水冷方式滿足壓縮可燃混合氣用渦輪增壓器壓氣機裝置的研 發(fā)，有效解決了增壓器在磨損后容易產(chǎn)生摩擦明火點燃混合氣體的問題，該類 型壓氣機裝置采用的環(huán)氧樹脂類材料易于獲得，成本低，同時冷卻水可以直接 采用發(fā)動機循環(huán)水，工藝容易實現(xiàn)，安全可靠?，F(xiàn)在我們已經(jīng)按照國家專利法對發(fā)明進行了詳細的說明，對于本領域的技 術人員會識別本文所公開的具體實施例的改進或代替。這些修改是在本發(fā)明的 精神和范圍內(nèi)的。
權利要求
1、一種壓縮可燃混合氣用渦輪增壓器壓氣機裝置，包括壓氣機殼(3)，壓氣機殼(3)上設有壓氣機進氣口(2)、壓氣機殼流道(7)，壓氣機進氣口(2)與壓氣機殼流道(7)之間設有氣體擴壓通道(4)，其特征是氣體擴壓通道(4)內(nèi)靠近壓氣機進氣口(2)和壓氣機殼流道(7)一側的壓氣機殼壁上設有壓氣機殼分體擴壓盤(9)。
2、 根據(jù)權利要求l所述的壓縮可燃混合氣用渦輪增壓器壓氣機裝置，其特 征是所述壓氣機殼分體擴壓盤(9)呈喇叭狀，包括徑向配合部(10)、圓弧 配合部(12)和擴壓端面部(11)，所述擴壓端面部(11)向壓氣機殼流道(7) 內(nèi)延伸的一端設有與壓氣機殼(3)殼壁相配合的軸向定位止口 (13)，所述軸 向定位止口 (13)的端部設有擴壓盤流道部(14)。 ..
3、 根據(jù)權利要求2所述的壓縮可燃混合氣用渦輪增壓器壓氣機裝置，其特 征是擴壓盤流道部(14)上靠近壓氣機殼流道(7)的一側端面具有與壓氣機 殼流道(7)內(nèi)的弧度一致的弧形面。
4、 根據(jù)權利要求2或3所述的壓縮可燃混合氣用渦輪增壓器壓氣機裝置， 其特征是壓氣機殼分體擴壓盤(9)與壓氣機殼(3)過盈配合。
5、 根據(jù)權利要求4所述的壓縮可燃混合氣用渦輪增壓器壓氣機裝置，其特 征是壓氣機殼分體擴壓盤(9)采用環(huán)氧樹脂類工程塑料壓鑄成型。
6、 根據(jù)權利要求5所述的壓縮可燃混合氣用渦輪增壓器壓氣機裝置，其特 征是壓氣機殼(3)上靠近壓氣機殼分體擴壓盤(9)的位置處設有環(huán)形的冷 卻水腔(8)。
7、 根據(jù)權利要求6所述的壓縮可燃混合氣用渦輪增壓器壓氣機裝置，其特征是所述冷卻水腔(8)與壓氣殼流道(7)之間具有壓殼氣體流道內(nèi)壁(16)，冷卻水腔(8)與壓氣機進氣口 (2)之間具有冷卻水腔內(nèi)壁(17)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種壓縮可燃混合氣用渦輪增壓器壓氣機裝置，包括壓氣機殼，壓氣機殼上設有壓氣機進氣口、壓氣機殼通道，壓氣機進氣口與壓氣機殼通道之間設有氣體擴壓通道，氣體擴壓通道內(nèi)靠近壓氣機進氣口和壓氣機殼通道一側的壓氣機殼壁上設有壓氣機殼分體擴壓盤，有效解決了常規(guī)增壓器的壓氣機端在磨損后產(chǎn)生摩擦明火問題，可以廣泛應用于沼氣類氣體發(fā)動機增壓市場，具有廣闊的市場推廣價值，能取得良好的應用效果。
文檔編號F04D29/44GK101303029SQ20081001676
公開日2008年11月12日 申請日期2008年6月10日 優(yōu)先權日2008年6月10日
發(fā)明者李延昭, 李永泰, 楊恒星, 楊金玉, 桑悟海, 航 王, 郭倫海, 郭錫祿 申請人:壽光市康躍增壓器有限公司