排氣出口彎管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型總體上涉及用于天然氣燃燒渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣出口彎管，并且具體地涉及一種用于排氣出口彎管的中央分隔器以及中央分隔器如何連接至排氣彎管的內(nèi)壁。
【背景技術(shù)】
[0002]天然氣管道可能位于國(guó)家的邊遠(yuǎn)地區(qū)，且需要?jiǎng)恿υ磳怏w管道內(nèi)的氣體從A點(diǎn)輸送B點(diǎn)。發(fā)動(dòng)機(jī)，例如渦輪增壓燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)，可以用作用于壓縮機(jī)的所需動(dòng)力源來(lái)移動(dòng)氣體。渦輪增壓燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)在高溫下運(yùn)行且可以使用天然氣作為它們的燃料源。
[0003]為了防止在使用過(guò)程中與各種高溫部件的接觸，外殼可以包圍部分或全部渦輪增壓燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)部件。但是，在運(yùn)行中，發(fā)動(dòng)機(jī)部件可能在外殼內(nèi)部達(dá)到不希望的高溫。
[0004]—些渦輪增壓燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)可配置兩臺(tái)渦輪增壓器。來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣可以被引導(dǎo)到渦輪增壓器中，然后被導(dǎo)向至排氣出口彎管，在這里它們?cè)谕ㄟ^(guò)導(dǎo)管排出至大氣之前先被合并。由于彎管直接與熱的廢氣接觸，排氣出口彎管的各個(gè)部分具有溫差。因此，可能期望冷卻以及另外修改彎管的設(shè)計(jì)來(lái)降低隨之產(chǎn)生的熱應(yīng)力。
[0005]美國(guó)專利5，495，873公開(kāi)了一種具有由空氣間隙隔開(kāi)的雙壁的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣導(dǎo)管，其包括外護(hù)套和薄內(nèi)襯套以及縮進(jìn)肋的設(shè)計(jì)，縮進(jìn)肋伸入保護(hù)套或(可選地)襯套或從其突出。該專利認(rèn)為通過(guò)漫射聲波以及使得內(nèi)壁更堅(jiān)固，其縮進(jìn)肋減少了從管道發(fā)出的聲音，但是不接觸相對(duì)的壁未充分延伸以將內(nèi)襯套的內(nèi)部分隔開(kāi)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型涉及一種排氣出口彎管，對(duì)其改進(jìn)以適應(yīng)彎管內(nèi)的溫度梯度并降低熱應(yīng)力。
[0007]在一方面，本實(shí)用新型提供了一種排氣出口彎管，其包括:主體，其具有外壁和內(nèi)壁，內(nèi)壁至少部分地限定內(nèi)室;分隔肋，其具有連接到內(nèi)壁的基部和自由端，分隔肋將內(nèi)室分隔成第一部分和第二部分；以及分隔肋的扇形部分，其位于自由端與內(nèi)壁之間。
[0008]進(jìn)一步包括階梯部分，所述階梯部分在所述扇形部分處將所述內(nèi)壁連接到所述分隔肋。
[0009]所述分隔肋被設(shè)定尺寸且位于所述內(nèi)室內(nèi)，以在第一排氣入口和第二排氣入口之間形成屏障。
[0010]進(jìn)一步包括:所述分隔肋的第一端和所述分隔肋的第二端;和連接部分，其將所述分隔肋的所述第一端和所述分隔肋的所述第二端連接至所述內(nèi)壁，
[0011]其中，所述分隔肋的所述第一端和所述第二端均具有所述扇形部分。
[0012]每個(gè)連接部分包括第一和第二倒角。
[0013]進(jìn)一步包括第二室，所述第二室配置成包含冷卻劑，位于所述主體的所述內(nèi)壁和所述外壁之間。
[0014]所述分隔肋的所述扇形部分位于所述內(nèi)壁的一部分處，其中，所述第二室的一部分位于所述分隔肋的所述扇形部分的所述內(nèi)壁的相對(duì)側(cè)，且所述分隔肋的延伸部分延伸到所述第二室中。
[0015]上述技術(shù)方案能夠使分隔肋的自由端更容易地膨脹和收縮，并從而降低分隔肋與彎管內(nèi)壁交界處的熱應(yīng)力。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1示出了根據(jù)本實(shí)用新型一方面的具有位于外殼內(nèi)的渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的氣體管道系統(tǒng)。
[0017]圖2示出了根據(jù)本實(shí)用新型一方面的圖1的位于外殼內(nèi)的渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的透視圖。
[0018]圖3是根據(jù)本實(shí)用新型一些方面的排氣彎管的透視圖。
[0019]圖4是根據(jù)本實(shí)用新型一些方面的排氣彎管的透視截面圖。
[0020]圖5是根據(jù)本實(shí)用新型一些方面的排氣彎管的俯視圖。
[0021 ]圖6是根據(jù)本實(shí)用新型一些方面的排氣彎管的透視截面圖。
[0022]圖7是根據(jù)本實(shí)用新型一些方面的排氣彎管的一部分的局部透視截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]本實(shí)用新型涉及一種促進(jìn)天然氣由A點(diǎn)輸送至B點(diǎn)的裝置和方法。盡管本文討論的是使用天然氣作為燃料的渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，但是所述裝置和方法可以與任何類型的發(fā)動(dòng)機(jī)(包括化石燃料汽油發(fā)動(dòng)機(jī)等等)一起使用，以防止外殼內(nèi)產(chǎn)生不希望的溫度。進(jìn)一步地，雖然討論了兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)，但是所述裝置和方法可與更多或更少發(fā)動(dòng)機(jī)合用。
[0024]圖1示出了根據(jù)本實(shí)用新型一方面的具有氣體管道102的氣體管道系統(tǒng)100，氣體管道系統(tǒng)100具有渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，所述渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)位于外殼200內(nèi)。氣體管道102提供將天然氣從A點(diǎn)輸送至B點(diǎn)的導(dǎo)管。渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)能夠利用來(lái)自氣體管道102的天然氣來(lái)運(yùn)行并將天然氣從A點(diǎn)輸送至B點(diǎn)。
[0025]圖2示出了根據(jù)本實(shí)用新型一方面的圖1的位于外殼200內(nèi)的渦輪增壓器204的部分的透視圖。外殼200可以定位在基座208上。外殼200可以使用防熱罩202形成，其配置成使排出氣體熱量保持在外殼200內(nèi)，但是可能蓄集過(guò)多的熱量以致所蓄集的熱量干擾渦輪增壓器204的運(yùn)行。防熱罩202可使用具有內(nèi)壁210和外壁206的厚金屬片構(gòu)造，并且可由包括錫、鋁、或復(fù)合金屬材料之類的材料制成。
[0026]防熱罩202可以被構(gòu)造和布置成容納渦輪增壓器204的部分部件或全部。在圖1和圖2中示出的渦輪增壓器204主要定位于防熱罩202的相對(duì)端部。渦輪增壓器204的部件可位于防熱罩202的內(nèi)部或外部。根據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，防熱罩202可以包圍或容納渦輪增壓器204的全部渦輪機(jī)部段部件，包括用于接收發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣的渦輪機(jī)入口 216。還示出了定位于防熱罩202外部的壓縮機(jī)212，且其具有壓縮機(jī)空氣出口 213。渦輪增壓器204的壓縮機(jī)入口 214管道也附接至壓縮機(jī)212。
[0027]圖2還示出了廢氣門218，其定位于流體冷卻排氣出口彎管300的上方，該流體冷卻排氣出口彎管300具有已安裝的蓋子301，用于裝運(yùn)外殼200。蓋子301通過(guò)螺栓303附接至排氣彎管300。典型地，當(dāng)排氣彎管300在使用時(shí)，蓋子301被拆除，且導(dǎo)管(未示出)附接至排氣彎管300 ο導(dǎo)管將廢氣排放到合適的存放處，其在一些方面可以為大氣。
[0028]廢氣門218的功能為使廢氣流的一部分繞過(guò)渦輪增壓器204的渦輪部段。廢氣可通過(guò)排氣入口 220進(jìn)入廢氣門218。廢氣有助于防止渦輪增壓器204的超速。如上所述，在使用時(shí)，渦輪增壓器204會(huì)在防熱罩202內(nèi)產(chǎn)生大量熱量。通過(guò)將流體冷卻的排氣出口彎管300設(shè)置在防熱罩202內(nèi)，可降低防熱罩202內(nèi)的環(huán)境溫度?？刂品罒嵴?02內(nèi)的環(huán)境溫度可防止外殼200內(nèi)的溫度不能超過(guò)規(guī)定要求。
[0029]圖3示出了根據(jù)本實(shí)用新型的排氣出口彎管300。排氣出口彎管300包括主體302。主體302有時(shí)可稱為盆或花盆302。主體302—般由鑄鐵制成，但是在一些方面中，主體302可由其他材料制成，諸如鑄鋁、鋼或任何其它金屬或非金屬材料。主體302可包括凸臺(tái)304 ο凸臺(tái)304可具有傳感器孔306，其用于裝配氮氧化物、氧氣、溫度、壓力或任何其它類型的傳感器(未示出)。其它孔308也可形成在凸臺(tái)304上，以幫助將傳感器固定在合適的位置。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)理解，凸臺(tái)304及其相關(guān)聯(lián)傳感器以及其它孔306、308是可任選的。
[0030]主體302限定了內(nèi)室310。分隔肋312位于內(nèi)室310中。分隔肋312可以與主體302鑄造并成為一體。在其它方面，分隔肋312可通過(guò)緊固件、通過(guò)焊接或者通過(guò)其他將分隔肋312附接到主體302的方式固定到主體302。分隔肋312將內(nèi)室310分割成第一側(cè)314和第二側(cè)316。分隔肋312可包括自由端313，其與分隔肋312附接到主體302的部分相反。
[0031]分隔肋312可終止于一端，該端具有扇形部分318，該扇形部分318鄰近階梯部分319，階梯部分319附接到主體302的內(nèi)壁320或與主體302的內(nèi)壁320成為一體。在一些方面，階梯部分319和扇形部分318提供了位于內(nèi)壁320和分隔肋312之間的過(guò)渡部分。扇形部分318可包括彎曲表面，其從分隔肋312的自由端313向下彎曲到階梯部分319。
[0032]第一排氣入口 321使得流體通過(guò)主體302和內(nèi)壁320流通至內(nèi)室310的第一側(cè)314。第二排氣入口 323使得流體從主體302的外部通過(guò)主體302和內(nèi)壁320流通至內(nèi)室310的第二側(cè)316。在一些方面，分隔肋312的尺寸和位置實(shí)現(xiàn)了防止從第一排氣入口 321進(jìn)入內(nèi)室310的廢氣經(jīng)由內(nèi)室310流到第二排氣入口 323，反之亦然。這樣，分隔肋312阻斷了廢氣氣流流經(jīng)入口 321、323后的流向并且迫使廢氣流入并填充內(nèi)室310。
[0033]主要或頂部連接表面322(為方便起見(jiàn)，本文稱為第一連接表面)位于主體302的頂部。連接表面322通常是平的，并且包括孔326的陣列324。在一些方面，孔326被攻絲并提供將導(dǎo)管(未示出)、蓋子301或其它結(jié)構(gòu)附接到主體302的途徑。舉例來(lái)說(shuō)，如果期望將導(dǎo)管附接到主體302，具有凸緣的導(dǎo)管可安裝在連接表面322上，且緊固件可延伸穿過(guò)導(dǎo)管(未示出)里的凸緣并經(jīng)由螺紋狀的或攻絲的孔326附接到主體302。
[0034]在一些方面，廢氣門殼體328位于主體302上。在一些方面，廢氣門殼體328可與本體302鑄造并與其成為一體。在本實(shí)用新型的其它方面，廢氣門殼體328可經(jīng)由緊固件或經(jīng)由其他將廢氣門殼體328附接到主體302的方式附接到主體302上。第二連接表面330位于附接到或集成到主體302的廢氣門殼體328上。在一些方面，第二連接表面330可與第一連接表面322相鄰。第二連接表面330還可包括多個(gè)連接孔332。在一些方面，這些連接孔332也可被攻絲以便接受和固定緊固件，諸如螺栓。廢氣門218可通過(guò)裝配在連接孔332內(nèi)的螺栓219(見(jiàn)圖2)連接到廢氣門殼體328。其它孔333可用于連接其它結(jié)構(gòu)，諸如圖2示出的廢氣門防熱罩335。
[0035]在一些方面，特別是在主體302由諸如鑄鐵的鑄造材料制成時(shí)，各種冒口336可位于主體302的不同位置。冒口 336為制造和鑄造過(guò)程的人工產(chǎn)物，且并不與在權(quán)利要求書中描述的特定方面特別相關(guān)。
[0036]圖4為排氣彎管300的透視橫斷面視圖。圖4中也示出了上述與圖3有關(guān)的方面和特征。舉例來(lái)說(shuō)，圖4示出了包括具有傳感器孔306的凸臺(tái)304的主體302。