[发明专利]具有冷却和温控功能的涡轮增压系统

权利要求书

1.一种具有冷却和温控功能的涡轮增压系统，其特征在于：所述的具有冷却和温控功能的涡轮增压系统包括压气机(1)、涡轮(2)、中冷器(3)、热机、燃烧器或反应器(4)、中冷器前冷气管路(5)、中冷器后冷气管路(6)、废气管路(7)和冷却装置；其中压气机(1)和涡轮(2)同轴设置；压气机(1)通过中冷器前冷气管路(5)与中冷器(3)连接；中冷器(3)通过中冷器后冷气管路(6)与热机、燃烧器或反应器(4)连接；热机、燃烧器或反应器(4)通过废气管路(7)与涡轮(2)连接；冷却装置连接在中冷器前冷气管路(5)和/或中冷器后冷气管路(6)与废气管路(7)之间和/或涡轮(2)之间，设置或形成在废气管路(7)和/或涡轮(2)上；

所述的冷却装置包括至少一条冷却气喷管(8)，冷却气喷管(8)的内端连接在中冷器前冷气管路(5)或中冷器后冷气管路(6)上，外端靠近废气管路(7)的外表面和/或涡轮(2)的壳体外部或进入内部；冷却气喷管(8)的轴线与废气管路(7)或涡轮(2)的轴线间呈任意角度，而且能够沿废气管路(7)或涡轮(2)的轴向、切向和/或周向间隔距离设置多根冷却气喷管(8)，并且冷却气喷管(8)的外端以可选择的方式安装喷嘴。

2.根据权利要求1所述的具有冷却和温控功能的涡轮增压系统，其特征在于：所述的冷却装置除包括冷却气喷管(8)外，还包括在废气管路(7)或涡轮(2)的外圆周面和/或内圆周面上向外突出形成的多个环形冷却肋片(9)，冷却肋片(9)的横向断面形状为三角形、矩形、椭圆形。

3.根据权利要求1所述的具有冷却和温控功能的涡轮增压系统，其特征在于：所述的冷却装置除包括冷却气喷管(8)外，还包括形成在废气管路(7)侧壁或涡轮(2)的壳体上的冷却孔(10)。

4.根据权利要求1所述的具有冷却和温控功能的涡轮增压系统，其特征在于：所述的冷却装置除包括冷却气喷管(8)外，还包括采用多层复合结构的废气管路(17)以及填充在管路夹层中的多孔网状材料(11)，并且废气管路(17)的外壁上设有冷却气流进气孔(12)和冷却气流排气孔(13)。

5.根据权利要求1所述的具有冷却和温控功能的涡轮增压系统，其特征在于：所述的冷却装置除包括冷却气喷管(8)外，还包括采用多层复合结构的废气管路(27)以及填充在管路夹层中的相变或高导热材料填充物(14)。

6.根据权利要求1所述的具有冷却和温控功能的涡轮增压系统，其特征在于：所述的冷却装置除包括冷却气喷管(8)外，还包括热管或冷却棒(15)；其中热管是由具有高导热性能的材料制成的杆状或板状物；热管或冷却棒(20)的一端插入在废气管路(7)的内部作为蒸发端或热端，另一端位于废气管路(7)的外部作为冷凝端或冷端。

7.根据权利要求1所述的具有冷却和温控功能的涡轮增压系统，其特征在于：所述的冷却装置除包括冷却气喷管(8)外，还包括冷却管(16)；冷却管(16)的中部位于废气管路(7)的内部和/或涡轮(2)的内部，两端分别为进气口(18)和出气口(19)且均设置在废气管路(7)的外部；冷却管(16)的中部采用螺旋或弯折结构，横向截面采用圆形、椭圆形、矩形。

8.根据权利要求1所述的具有冷却和温控功能的涡轮增压系统，其特征在于：所述的冷却装置除包括冷却气喷管(8)外，还包括围绕设置在废气管路(7)和/或涡轮(2)外侧且为中空结构的冷却环(20)或弧形冷却罩(21)，冷却环(20)或冷却罩(21)的外壁上设有进气口，内壁上设有喷气口(22)。

9.根据权利要求1所述的具有冷却和温控功能的涡轮增压系统，其特征在于：所述的冷却装置除包括冷却气喷管(8)外，还包括内部盛放有冷媒的冷媒储存器(23)，并且冷媒储存器(23)通过管路与冷却气喷管(8)相连通。

10.根据权利要求1所述的具有冷却和温控功能的涡轮增压系统，其特征在于：所述的具有冷却和温控功能的涡轮增压系统还包括一个温控装置；所述的温控装置包括温度传感器(24)、控制单元(25)和流量控制器(26)；其中温度传感器(24)安装在废气管路(7)的表面或内部，或者热管或冷却棒(15)的表面，并通过导线依次与控制单元(25)和流量控制器(26)电连接；流量控制器(26)安装在冷却气喷管(8)、冷却孔(10)、冷却气流进气孔(12)或进气口(18)上。