CN106678080A - 具有旋转式自适应变几何有叶扩压器的离心压气机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有旋转式自适应变几何有叶扩压器的离心压气机，包括蜗壳(1)、端壁(8)、气道(3)、扩压器叶片(2)、压气机叶片(5)、叶轮(6)。离心压气机还包括扩压器盘(4)，扩压器叶片(2)固接在所述扩压器盘(4)上；所述蜗壳(1)的端壁(8)上设置有凹槽(7)，所述扩压器盘(4)嵌入所述凹槽(7)内；所述扩压器盘(4)与所述蜗壳(1)的端壁(8)设置成分离的形式。本发明根据叶轮(6)出口气流的具体工况，通过扩压器盘(4)的自适应旋转，改变气流与扩压器叶片(2)的相对角度，解决了普通离心压气机在非设计工况点下几何参数无法根据实际工况需求改变的问题以实现扩压器效率的提高。

Description

具有旋转式自适应变几何有叶扩压器的离心压气机
技术领域
本发明属于涡轮增压技术领域，特别地，涉及一种具有旋转式自适应变几何有叶扩压器的离心压气机。
背景技术
离心压气机的叶轮出口气流具有的动能较大，有叶扩压器可以将动能转化为压力能，以便进一步提高空气压力。有叶扩压器通常根据压气机的设计工况点进行设计，但是在非设计工况点，由于叶轮出口气流条件发生变化，如果不改变有叶扩压器的几何参数，效率将明显降低。因此需要根据压气机的工况需求来设计变几何有叶扩压器。
现有的变几何有叶扩压器常采用主动控制方式，该方式需要通过复杂的机械结构以调节扩压器叶片角度，由于叶片调节机构过于复杂，往往需要较大空间，且瞬态变化时响应较慢，无法有效提高扩压器效率。
发明内容
为了克服现有变几何有叶扩压器的诸多缺点，本发明提供了一种具有旋转式自适应变几何有叶扩压器的离心压气机，包括蜗壳1、端壁8、气道3、扩压器叶片2、压气机叶片5、叶轮6，所述离心压气机还包括扩压器盘4，所述扩压器叶片2固接在所述扩压器盘4上；所述蜗壳1的端壁8上设置有凹槽7，所述扩压器盘4嵌入所述凹槽7内；所述扩压器盘4与所述蜗壳1的端壁8设置成分离的形式。
优选地，所述扩压器叶片2的数量、形状、安装角均由离心压气机的设计工况点决定。
优选地，在非设计工况点时，叶轮6出口气流对扩压器叶片2产生侧向作用力，使得扩压器盘4带动扩压器叶片2自适应旋转，并依靠扩压器盘4与蜗壳1的端壁8之间的摩擦力矩以平衡所述侧向作用力产生的力矩。
优选地，通过扩压器盘4发生的自适应旋转，改变叶轮6出口气流与扩压器叶片2的相对角度，产生变几何效果。
本发明的有益效果为：
1、可以根据叶轮出口气流的具体工况，通过扩压器盘的自适应旋转，改变气流与扩压器叶片的相对角度，解决了普通离心压气机在非设计工况点下几何参数无法根据实际工况需求改变的问题，实现扩压器效率的提高；
2、与传统采用主动控制方式调节叶片角度的有叶扩压器相比，本发明的扩压器叶片与蜗壳分离，结构更加简单，不占用多余空间；
3、工作时在蜗壳内可随着工况的改变立即产生合适的旋转，瞬态响应好；
4、扩压器盘与蜗壳分开加工，既降低了制造难度也有利于提高扩压器叶形精度。
附图说明
图1为本发明的离心压气机的结构示意图；
图2为本发明的离心压气机的扩压器的结构示意图；
图3为本发明的离心压气机的扩压器与蜗壳装配示意图；
附图标记说明如下：
1—蜗壳，2—扩压器叶片，3—气道，4—扩压器盘，5—压气机叶片，6—叶轮，7—凹槽，8—端壁。
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
如图1所示，本发明的离心压气机，包括蜗壳1、端壁8、气道3、扩压器叶片2、压气机叶片5、叶轮6。
如图2和3所示，本发明改变了传统扩压器叶片2与蜗壳1的端壁8直接固连的方式，新设置了扩压器盘4，扩压器叶片2数量为18个，均固接在所述扩压器盘4上。
应当意识到，上述有关数量的设置仅为示例，不应当理解为对本发明的限制。
蜗壳1的端壁8上设置有凹槽7，所述扩压器盘4嵌入所述凹槽7内，且与蜗壳1的端壁8设置成分离的形式。
扩压器叶片2的数量、形状、安装角等均由离心压气机的设计工况点决定。
在非设计工况点时，叶轮6出口气流会对扩压器叶片2产生侧向作用力，使得扩压器盘4带动扩压器叶片2自适应旋转，并依靠扩压器盘4与蜗壳1的端壁8之间的摩擦力矩来平衡所述侧向作用力产生的力矩。
由此，使得在非设计工况点时，通过扩压器盘4发生自适应旋转，改变叶轮6出口气流与扩压器叶片2的相对角度，产生变几何效果，提高非设计工况点扩压器的效率，进而提高压气机在非设计工况点的效率。
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种具有旋转式自适应变几何有叶扩压器的离心压气机，包括蜗壳(1)、端壁(8)、气道(3)、扩压器叶片(2)、压气机叶片(5)、叶轮(6)，其特征在于，
所述离心压气机还包括扩压器盘(4)，所述扩压器叶片(2)固接在所述扩压器盘(4)上；
所述蜗壳(1)的端壁(8)上设置有凹槽(7)，所述扩压器盘(4)嵌入所述凹槽(7)内；
所述扩压器盘(4)与所述蜗壳(1)的端壁(8)设置成分离的形式。
2.根据权利要求1所述的离心压气机，其特征在于，所述扩压器叶片(2)的数量、形状、安装角均由离心压气机的设计工况点决定。
3.根据权利要求1或2所述的离心压气机，其特征在于，在非设计工况点时，叶轮(6)出口气流对扩压器叶片(2)产生侧向作用力，使得扩压器盘(4)带动扩压器叶片(2)自适应旋转，并依靠扩压器盘(4)与蜗壳(1)的端壁(8)之间的摩擦力矩以平衡所述侧向作用力产生的力矩。
4.根据权利要求3所述的离心压气机，其特征在于，通过扩压器盘(4)发生的自适应旋转，改变叶轮(6)出口气流与扩压器叶片(2)的相对角度，产生变几何效果。
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