[发明专利]涡轮增压器组件

说明书

一种涡轮增压器组件，包括壳体、进入壳体的空气进入开口和安装在壳体内的涡轮增压器，其中所述涡轮增压器的进口与所述开口之间间隔开以限定间隙，所述间隙允许来自所述开口的空气在进入所述进口之前在所述涡轮增压器周围循环，以为所述涡轮增压器的外壳提供空气冷却。

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的涡轮增压器组件，所述车辆特别是但不限于地下采矿车辆。

背景技术

涡轮增压车辆与同等排量的自然吸气车辆相比具有改进的动力输出，这是由于涡轮增压器利用发动机废气来驱动叶轮以压缩额外的空气，然后将这些压缩的空气引入发动机以增强点火燃烧。

涡轮增压器具有容纳叶轮的环形腔室。来自发动机的废气通过废气进口沿切向进入腔室以使叶轮旋转。然后废气通过中央废气出口排出。在涡轮增压器的对侧上对齐的中央空气进口提供空气，该空气在被旋转叶轮压缩之后，再通过空气出口沿切向离开。

涡轮增压器通常在高于150℃的外表面温度下工作。然而，例如在地下煤矿等危险环境中使用的采矿设备需要在优选低于150℃的外表面温度下操作，因为煤尘可在约160℃至170℃的温度下自燃。

由于在这样的环境中发生自燃的风险，涡轮增压器在历史上被认为不适合用于地下采矿。

然而，在澳大利亚专利AU2007200911中公开了一种改进的涡轮增压器结构，其降低了涡轮增压器的外表面温度。改进的涡轮增压器具有双层外壁，并且水在内层和外层之间流动，充当热交换介质以维持低表面温度。外部连接允许涡轮增压器连接到车辆的冷却系统中，以使水循环通过涡轮增压器。

鉴于此种双层结构，与传统的涡轮增压器相比，改进的涡轮增压器制造昂贵。由于需要将涡轮增压器连接到车辆的冷却系统中，因此安装也更加困难；并且如果涡轮增压器发生灾难性故障，涡轮增压器仍然会构成潜在的着火源。

发明内容

在一个方面，提供一种涡轮增压器组件，包括壳体，进入所述壳体的空气进气开口和安装在所述壳体内的涡轮增压器，其中所述涡轮增压器的进口与所述开口间隔开以限定间隙，所述间隙允许来自所述空气进气开口的空气在进入所述涡轮增压器的进口之前先围绕所述涡轮增压器循环，以便为所述涡轮增压器的外壳提供空气冷却。

在一个实施方案中，所述壳体是防爆的。

在一个实施方案中，所述组件包括在所述开口上方的阻焰器。

在一个实施方案中，所述开口与所述涡轮增压器的进口对准。

在一个实施方案中，所述壳体包括歧管，所述歧管具有匹配发动机的废气口的多个输入。

在一个实施方案中，所述歧管的输入与连接到所述涡轮增压器的废气进口的端口流体连通。

在一个实施方案中，所述组件包括位于涡轮增压器的废气出口下游的阻焰器。

在一个实施方案中，所述壳体内的涡轮增压器的空气冷却使得所述壳体的外表面温度保持低于70℃。

在另一方面，提供一种用于容纳涡轮增压器的壳体，所述壳体是防爆的，以抑制由所述涡轮增压器的灾难性故障引起的火焰，所述壳体具有将空气引入所述壳体的开口、废气进入所述壳体的废气进口、废气离开所述壳体的废气出口、以及压缩空气离开所述壳体的空气出口。

在一个实施方案中，所述壳体包括沿着所述壳体的侧壁的废气歧管，所述歧管具有匹配发动机的废气口的多个输入，所述多个输入与所述废气口流体连通。

在一个实施方案中，所述开口和所述出口设置在所述壳体的相对的端壁中，并且所述空气出口设置在底壁中。

在另一方面，提供一种包括如上所述的涡轮增压器组件的发动机。

附图说明