CN205225411U - 排气出口弯管 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种排气出口弯管（300），包括本体（302），本体（302）具有外壁（348）和内壁（320），内壁（320）至少部分地限定内室（310）。所述排气出口弯管（300）还包括位于内室（310）上方的连接表面（322）以及螺纹孔（326）阵列（324），所述螺纹孔（326）阵列（324）位于连接表面（322）上且呈圆周分布，其中螺纹孔（326）在本体（302）内终止。本实用新型能够使得连接表面上的现有紧固件位置保持不变，并同时提供了一种能够在较低的温度下工作的排气出口弯管，以便于替换件的更换。

Description

排气出口弯管

技术领域

本实用新型通常涉及用于燃烧天然气的涡轮增压发动机的排气出口弯管，更具体地说，涉及一种用于将弯管连接至排气***的连接结构。

背景技术

天然气管道可能位于国家的边远地区，且需要动力源将气体管道中的气体从A点输送至B点。发动机，如涡轮增压气体发动机，可用作压缩机的所需动力源以输送气体。涡轮增压气体发动机在较高的温度下工作，且可使用天然气作为其燃料源。

外罩可包围一些或全部涡轮增压气体发动机部件，以防止在使用过程中与多个高温部件接触。然而，在工作过程中，发动机部件在外罩内可达到不期望的高温。

一些涡轮增压气体发动机可包含两个涡轮增压器。来自发动机的废气可进入到涡轮增压器中，然后被引导至排气出口弯管，在被排放到大气之前，废气通过采用法兰附接到弯管的排气***的导管在排气出口弯管处混合。弯管因暴露在发动机废气中可遭受到高温，发动机废气可在弯管中产生热应力，并且可使螺纹紧固件难以拆除。因此，排气弯管可按期望扩大，以容纳在弯管内用于循环冷却流体的水套，但是扩大弯管可产生其他复杂情况，特别是对于附接排气***导管。

美国专利7,185,490旨在提供一种具有构造成容纳并排设置的至少两个排气管的头部法兰的排气歧管，并且其包括间隔的第一纵向法兰部和第二纵向法兰部。该专利还提供了一种安装组件，用于将排气歧管以密封方式固定至内燃机的气缸盖，并且其包括形成有凸肩的安装导轨，凸肩搭接在第一纵向法兰部上且以弹簧弹性方式与第一纵向法兰部接触。多个螺钉紧固件至少间接地将第二纵向法兰部与气缸盖夹紧。

发明内容

本实用新型涉及一种包括冷却***的排气出口弯管，该排气出口弯管能够在满足现有空间限制的条件下利用现有附接接口将其装配在现有***内。

一方面，本实用新型的排气出口弯管包括具有外壁和内壁的本体，所述内壁至少部分地限定内室，连接表面位于内室的上方，螺纹孔阵列位于连接表面上且呈圆周分布，其中，螺纹孔在本体内终止。

进一步的，所述排气出口弯管还包括冷却剂室，其位于所述本体内。

优选的，所述连接表面是平坦的环形表面，位于所述外壁和所述内壁之间。

进一步的，所述螺纹孔阵列的布设位置和尺寸设定与位于导管中的孔相对应，所述导管附接到所述连接表面。

又进一步的，所述排气出口弯管还进一步包括位于所述本体内的冷却剂室，并且所述冷却剂室延伸到与所述螺纹孔阵列邻近的位置。

再进一步的，所述排气出口弯管还包括第一排气进口和第二排气进口，所述第一排气进口和第二排气进口通过所述外壁和内壁与所述内室流体连通，所述第一排气进口和第二排气进口由肋部分隔。

上述技术方案能够使得连接表面上的现有紧固件位置保持不变，并同时提供了一种能够在较低的温度下工作的排气出口弯管，以方便替换件的更换。

附图说明

图1示出了根据本实用新型的一个方面的在外罩内具有涡轮增压发动机的气体管道***；

图2示出了根据本实用新型的一个方面的图1外罩内的涡轮增压发动机的透视图；

图3是根据本实用新型的一些方面的排气弯管的透视图；

图4是根据本实用新型的一些方面的排气弯管的透视截面图；

图5是根据本实用新型的一些方面的排气弯管的俯视图；

图6是根据本实用新型的一些方面的排气弯管的透视截面图；

图7是根据本实用新型的一些方面的排气弯管的一部分的局部透视截面图。

具体实施方式

本实用新型涉及一种便于将天然气从A点输送至B点的设备和方法。尽管本文中讨论了以天然气作为燃料的涡轮增压发动机，然而该设备和方法可与任意类型的发动机（包括化石燃料汽油发动机等）一起使用，以在外罩内防止产生不期望的高温。此外，尽管讨论了两种发动机，但是该设备和方法可与或多或少的发动机一起使用。

图1示出了根据本实用新型的一个方面的在外罩200内具有涡轮增压发动机的气体管道***100，所述气体管道***100具有气体管道102。气体管道102提供用于将天然气从A点输送至B点的导管。涡轮增压发动机可采用来自气体管道102的天然气来工作，并将天然气从A点输送至B点。

图2示出了根据本实用新型的一个方面的图1外罩200内的涡轮增压器204的部分透视图。外罩200可定位在底座208上。外罩200可采用隔热罩202形成，隔热罩202配置和设计成保持外罩200内的热量。因此，隔热罩202可聚集大量的热量，这些热量可使维修外罩200的技工灼伤或干扰涡轮增压器204工作。根据本实用新型的具体实施例，隔热罩202可用厚金属板材构造，厚金属板材包括形成密封的内壁210和外壁206，因此流体能够在其中循环。隔热罩202可通过使流体在内壁210和外壁206之间循环进行冷却。

在其他实施例中，隔热罩202可由包括锡、铝或复合金属材料等在内的材料制成。隔热罩202可构造和设置成容纳涡轮增压器204的一些或全部部件。涡轮增压器204在图1和图2中显示为位于隔热罩202的两个端部上。涡轮增压器204的部件可位于隔热罩202的内侧或外侧。或者，隔热罩202可包封或容纳根据本实用新型的实施例的涡轮增压器204的全部部件。压缩机212也显示为位于隔热罩202的外侧且具有压缩机空气出口213。压缩机进口214和涡轮增压器204的排气管道216也连接到压缩机212。

同样在图2中示出了位于流体冷却排气出口弯管300上方的废气门218，流体冷却排气出口弯管300具有用于运输外罩200而安装的盖301。盖301通过螺栓303附接到排气弯管300。通常，当使用排气出口弯管300时，移除盖301，并且导管（未示出）附接到排气出口弯管300。导管将废气排放到适当的存放处，存放处在一些方面可为大气。

废气门218的功能是使一些废气流绕过涡轮增压器204的涡轮段。废气可通过排气出口220进入废气门218。废气能帮助防止涡轮增压器204超速。如上所述，在使用期间，涡轮增压器204能在隔热罩202内产生大量热量。通过在隔热罩202内设置被流体冷却的排气出口弯管300，利用排气出口弯管300能够降低隔热罩202内的环境温度。控制隔热罩202内的环境温度可避免壳体200内的温度达到不期望的水平。

图3示出了根据本实用新型的排气出口弯管300。排气出口弯管300包括本体302。有时，本体302可称为盆或花盆302。本体302一般由铸铁制成，但在一些方面，本体302可由其他材料例如铸铝、钢或任何其他金属材料或非金属材料制成。本体302可包括凸台304，凸台304可具有用于安装NO_x传感器、氧气传感器、温度传感器、压力传感器或任何其他类型的传感器（未示出）的传感器孔306。其他孔308也可位于凸台304上以帮助将传感器固定在适当的位置。本领域的普通技术人员将理解，凸台304及其相关联的传感器和其他孔306和308是可选的。

本体302限定内室310。分隔器肋部312位于内室310中。分隔器肋部312可与本体302一起铸造，且可与其成为整体。在其他方面，分隔器肋部312可通过紧固件、焊接或用于将分隔器肋部312附接到本体302的其他装置固定到本体302。分隔器肋部312将内室310分成第一侧314和第二侧316。分隔器肋部312可包括与附接到本体302的分隔器肋部的部分相对的自由端313。

分隔器肋部312可在具有圆弧部318的一端终止，该圆弧部318与附接到或与本体302的内壁320成为整体的阶梯部319邻近。在一些方面，阶梯部319和圆弧部318在内壁320和分隔器肋部312之间提供过渡。圆弧部318可包括从分隔器肋部312的自由端313向下弯曲到阶梯部319的曲面。

第一排气进口321提供通过本体302和内壁320至内室310的第一侧314的流体连通。第二排气进口323提供从本体302的外侧通过本体302和内壁320进入内室310的第二侧316的流体连通。在一些方面，对分隔器肋部312进行尺寸设定和定位以提供屏障，防止从第一排气进口321进入到内室310的废气流动通过内室310且从第二排气进口323流出，反之亦然。这样，分隔器肋部312在废气流动通过进口321、323后中断了废气的流动且迫使该废气填充内室310。

主或顶部连接表面322（本文中为方便起见称为第一连接表面）位于本体302的顶部。连接表面322通常是平坦的且包含螺纹孔326阵列324。在一些方面，螺纹孔326被攻丝且提供将导管（未示出）、盖301或其他结构附接到本体302的方式。例如，如果希望将导管附接到本体302，那么具有法兰的导管可装配到连接表面322上，并且紧固件可延伸通过导管（未示出）中的法兰并通过螺纹或螺纹孔326附接到本体302。

在一些方面，废气门壳体328位于本体302上。在一些方面，废气门壳体328可与本体302一起浇铸，且可与其成为整体。在本实用新型的其他方面，可通过紧固件或用于将废气门壳体328附接到本体302的任何其他手段将废气门壳体328附接到本体302。第二连接表面330位于废气门壳体328上，废气门壳体328附接到本体302上或与本体302形成整体。在一些方面，第二连接表面330可邻近第一连接表面322定位。第二连接表面330也可包含若干连接孔332。在一些方面，这些连接孔332也可被攻丝以接纳且固定紧固件，例如螺栓。废气门218可通过装到连接孔332中的螺栓219（见图2）连接到废气门壳体328上。其他孔333可用于连接其他部件，例如如图2中所示的废气门隔热罩335。

在一些方面，特别是在本体302是由铸造材料例如铸铁制作成的情况下，各个防冻塞孔336可位于本体302上的各个位置。防冻塞孔336是制作和铸造过程中的人工产物，并且与权利要求中所描述的具体方面并不特别相关。

图4是排气出口弯管300的透视截面图。上述有关图3的方面和部件也在图4中示出。例如，图4示出了具有带有传感器孔306的凸台304的本体302。内室310能同截面图中所示的分隔器肋部312一起被看到。分隔器肋部312的自由端313能被看到。内室310分成第一侧314和第二侧316。圆弧部318和阶梯部319也能被看到。

热废气可通过排气进口321和323及废气门进口344（只有进口321和344在图4中示出）进入到内室310，从排气进口321和323进入的气体接触分隔器肋部312。废气沿直线向上进入到附接到连接表面322的导管（未示出）进而排出本体302。一些废气将经由废气门进口344进入到废气门壳体328。这些废气也将沿直线向上进入到附接到连接表面322的导管（未示出）进而排出本体302。孔331为废气门218中的提升阀（未示出）提供入口通道，以选择性地进入废气门壳体328并密封阀座345。

本领域的技术人员在浏览了本实用新型之后应当明白，本体302由于与废气接触可能会变热。正因如此，冷却剂室346可整合到本体302中。冷却剂室346可位于本体302的内壁320和外壁348之间。在一些方面，冷却剂，例如水、乙二醇或任何适合的冷却液，都可存在于冷却剂室346中。在一些方面，内壁320可将内室310与冷却剂室346分隔开。在其他位置，内壁320仅仅将内室310与本体302的外部隔开。

冷却剂室346可具有冷却剂进口342和冷却剂出口334以使得冷却剂流过冷却剂室346从而冷却本体302。如上所述，防冻塞孔336是制造过程的人工产物因此是可选部件。通常地，当排气出口弯管300使用时，防冻塞孔336用塞子或者其他材料来填充以防止冷却剂从冷却剂室346中流出。

在一些方面，肋部312可包括延伸部350，其伸入到冷却剂室346中以协助冷却肋部312。延伸部350使得冷却剂可作用在更多冷却表面上。

由于各种材料在加热过程中和冷却过程中的独特性，肋部312的某些方面可设计成协助将热胀冷缩造成的热应力最小化。例如，图5示出排气出口弯管300的顶部。第一连接表面322和螺纹孔326阵列324被示出。肋部312位于第一连接表面322的下方并且附接到具有圆角340的每个端部的内壁320。在一些方面，肋部312随本体302一起铸造。在这种情形下，圆角340在肋部312和本体302的内壁320之间提供过渡。根据一些方面，肋部312的每一端具有圆弧部318且阶梯部319位于肋部312的自由端313和内壁320之间。圆角340可在阶梯部319和内壁320之间提供过渡。

图3到图5示出螺纹孔326阵列324。如图所示，该螺纹孔326不是通孔，而是在排气出口弯管300的本体302内终止。阵列324可包括所示出的排列成圆形的基本上等间距排列的螺纹孔326。在一些方面，阵列324可包括12个螺纹孔326。在其他方面，其他数量的螺纹孔326也可包括在阵列324中。螺纹孔326阵列324位于连接表面322，该连接表面322位于排气出口弯管300的内壁320和外壁348之间。在本实用新型的一些方面，第一连接表面322可为一个基本上平坦的环形表面。在一些方面，该阵列324的螺纹孔326可设置、定位并尺寸设定成与位于导管（未示出）上的附接孔对应，该导管配置成附接到连接表面322。第二连接表面330还可以包含与螺纹孔326相似的连接孔332，连接孔332可以不是通孔，而是在排气出口弯管300的本体302内终止。

传统上，使用具有连接孔的法兰而非使用在本体302内终止的螺纹孔326的法兰来将本体302连接到导管。使用具有孔的法兰是因为与热废气相关联的热量可能引起部件，如紧固件、垫圈、孔等变得非常热，这就使得这些部件卡在本体302内，因而使得更换排气导管（未示出）或者从导管上拆除本体302变得困难。然而，在本实用新型一些方面，导致紧固件卡住的热量问题是通过冷却剂室346延伸到连接表面322附近来解决的，如图6所示。冷却剂室346中的冷却剂可以减少连接表面322和位于螺纹孔326内的任何紧固件或螺栓303的热量，从而防止紧固件303卡住不动。因此，将螺纹孔326从连接表面322延伸到靠近冷却剂室346的位置并在本体302内终止，这样就不需要法兰了。

图6是排气出口弯管300的透视截面图，示出了具有圆弧部318312和阶梯部319的肋部。如图6中所示，冷却剂室346由本体302的外壁348和本体302的内壁320限定，的阶梯部319在与肋部312的圆弧部318相交的位置朝内壁320的后面延伸。圆弧部318可包括在自由端313和阶形部319之间提供过渡的曲面。因此，防止了肋部312的自由端313直接接触到内壁320分隔内室310与冷却剂室346的部分。

在某些方面，可能希望防止肋部312的自由端313直接接触到内壁320为冷却剂室346和内室310之间提供屏障的部分，因为内壁320的一部分可能由于冷却剂室346中的冷却剂而明显冷于肋部的自由端313。分隔的结果是，可以避免肋部312的自由端313上产生过大的热应力。

圆弧部318的实例的附加细节在图7中示出。肋部312位于本体302的内室310内。肋部312的圆弧部318包括在肋部312的自由端313和阶梯部319之间提供过渡的曲面。还可见位于本体302的外壁348和内壁320之间的冷却剂室346。

工业实用性

如本领域的普通技术人员看过本实用新型后可以理解的那样，涡轮增压器的排气出口弯管可提供多种功能。例如，排气弯管提供多个供废气分流的地方。提供多个供废气流入的进口是本排气出口弯管的一个有用特征。

希望在排气出口弯管内提供结构，以阻碍从一个涡轮增压器进入排气出口弯管的气体流入第二个涡轮增压器。正因如此，使用所示的分隔器肋部来阻碍废气从一个涡轮增压器流向另一个涡轮增压器。由于废气温度高，排气出口弯管自身可变得非常热。为了防止排气出口弯管变得过热，冷却剂可通过冷却剂室流经排气出口弯管。

由于对诸如排气出口弯管的现代机械需求复杂且不断演进，随着时间的推移可对弯管做出各种改进。正因如此，可能希望维持各种接口，以便能在更大机械内拆除并更换弯管，而不必重新配置连接点。因此，可能希望以与先前阵列尺寸设定相同的标准阵列设置紧固件。此外，提供作为本体的一部分直接被攻丝的一阵列的孔的能力，使得本体能够具有比以前的排气装置更大的直径，以前的排气装置在各个连接点依赖具有孔的法兰。

Claims (6)

1.一种排气出口弯管（300），其特征在于，包括：

本体（302），其具有外壁（348）和内壁（320），所述内壁（320）至少部分地限定内室（310）；

连接表面（322），其位于所述内室（310）上方；以及

螺纹孔（326）阵列（324），其位于所述连接表面（322）上且呈圆周分布，其中，所述螺纹孔（326）在所述本体（302）内终止。

2.根据权利要求1所述的排气出口弯管（300），其特征在于，进一步包括：冷却剂室（346），其位于所述本体（302）内。

3.根据权利要求1所述的排气出口弯管（300），其特征在于，所述连接表面（322）是平坦的环形表面，位于所述外壁（348）和所述内壁（320）之间。

4.根据权利要求1所述的排气出口弯管（300），其特征在于，所述螺纹孔（326）阵列（324）设置并尺寸设定成对应于位于导管中的孔，所述导管附接到所述连接表面（322）。

5.根据权利要求1所述的排气出口弯管（300），其特征在于，进一步包括：位于所述本体（302）内的冷却剂室（346），并且所述冷却剂室（346）延伸到与所述螺纹孔（326）阵列（324）邻近的位置。

6.根据权利要求5所述的排气出口弯管（300），其特征在于，进一步包括第一排气进口（321）和第二排气进口（323），所述第一排气进口（321）和第二排气进口（323）通过所述外壁（348）和内壁（320）与所述内室（310）流体连通，所述第一排气进口（321）和第二排气进口（323）由肋部（312）分隔。