CN211082045U - 一种增压***及其离心压气机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种离心压气机，包括气体流道连通的压气机主体和进气蜗壳；其中，压气机主体用于压缩气体；进气蜗壳的外周具有沿切向延伸、用于引入气体的进气管，进气蜗壳的出气口与压气机主体的进气口密封连接，且进气蜗壳设有用于使气体沿轴向进入压气机主体进气口的导向结构。本申请提供的离心压气机能够在轴向空间狭小的情况下进行布置，其保持离心压气机整体切向进气方式不变，将气体的流动方向由切向转变为轴向，改善轴向尺寸受限的压气机主体进气流场不均匀的问题，提高压气机主体的增压效率。本实用新型还公开了一种增压***，具有上述有益效果。

Description

一种增压***及其离心压气机

技术领域

本实用新型涉及内燃机增压技术领域，更具体地说，涉及一种离心压气机。此外，本实用新型还涉及一种包括上述离心压气机的增压***。

背景技术

增压内燃机作为最主要的动力机械在各行各业起到十分重要的作用，而对于其中一些应用场景，例如车用增压内燃机，其管道布置的要求十分苛刻。由于车用内燃机布置空间的限制性，涡轮增压的压气机有时需要采用切向进气的方式，因此压气机需要连接切向进气的弯管式进气道。然而弯管式进气道的弯曲形态会造成压气机叶轮进气流场的严重不均匀，并进一步导致压气机工作效率大幅降低。

综上所述，如何提供一种适用于狭小轴向布置空间、且增压效率高的离心压气机，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种离心压气机，其能够满足内燃机轴向布置空间狭小的需要，且工作效率较高。本实用新型的另一目的是提供一种包括上述离心压气机的增压***。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种离心压气机，包括用于压缩气体的压气机主体，还包括气体流道与所述压气机主体的气体流道连通的进气蜗壳，所述进气蜗壳的外周具有沿切向延伸、用于引入气体的进气管，所述进气蜗壳的出气口与所述压气机主体的进气口密封连接，且所述进气蜗壳设有用于使气体沿轴向进入所述压气机主体进气口的导向结构。

优选的，所述导向结构包括设于所述进气蜗壳的气体流道中的导流叶片。

优选的，所述导流叶片沿所述进气蜗壳气体流道的周向分布。

优选的，所述导流叶片的叶形为香蕉型叶形或圆弧形叶形。

优选的，所述进气蜗壳的气体流道的横截面呈圆形或椭圆形或梨形或带圆角的方形。

优选的，所述导向结构包括与所述压气机主体进气口位置对应的导向锥面，所述导向锥面的截面向靠近所述压气机主体的方向逐渐减小。

优选的，所述进气蜗壳远离所述压气机主体的侧壁中部向靠近所述压气机主体的方向凸起、以形成所述导向锥面。

优选的，所述压气机主体包括压气机蜗壳，所述压气机主体的进气口位于所述压气机蜗壳的中部，所述压气机蜗壳和所述进气蜗壳螺栓或卡箍或焊接固定。

优选的，所述压气机蜗壳远离所述进气蜗壳的一侧设有背盘，所述背盘上设有可转动的转轴，所述转轴固定连接有叶轮，所述叶轮与所述压气机蜗壳进气口的位置对应。

一种增压***，包括上述任意一种离心压气机。

本实用新型提供的离心压气机包括气体流道连通的进气蜗壳和压气机主体；其中，压气机主体用于提高气体压力；进气蜗壳的外周设有沿切向延伸的进气管，进气蜗壳的出气口与压气机主体进气口密封连接，且进气蜗壳设有使气体沿轴向进入压气机主体的导向结构。

在工作过程中，气体从进气蜗壳外周的进气管进入进气蜗壳内部，并从其出气口排出后进入压气机主体进行压缩。由于进气蜗壳的进气管沿切向延伸，因此其能够满足离心压气机整机切向进气的使用需求；同时进气蜗壳利用自身内部的气体流道以及导向结构使气体更加均匀的沿轴向进入压气机主体。相比于现有技术中利用弯管式进气道向压气机主体供气的方式，本申请提供的技术方案利用进气蜗壳为压气机主体供气，提高压气机主体进气口气体流场的均匀性，进而提高增压效率。

本申请还提供了一种增压***，具有上述有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所提供的离心压气机的三维装配剖视图；

图2为本实用新型所提供的进气蜗壳的三维剖视图；

图3为本实用新型所提供的压气机主体的三维装配剖视图。

图1至图3中的附图标记为：1-进气蜗壳、2-导流叶片、3-锁紧螺母、4-叶轮、5-压气机蜗壳、6-转轴、7-背盘、8-导向锥面。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的核心是提供一种离心压气机，其可以保持整机切向进气，保证内燃机配置空间的合理利用，同时还可有效改善压气机主体进气口流场不均匀的问题，提升增压效率。本实用新型的另一核心是提供一种包括上述离心压气机的增压***。

请参考图1至3，图1为本实用新型所提供的离心压气机的三维装配剖视图；图2为本实用新型所提供的进气蜗壳的三维剖视图；图3为本实用新型所提供的压气机主体的三维装配剖视图。

本实用新型提供了一种离心压气机，包括气体流道连通的压气机主体和进气蜗壳1；其中，压气机主体用于压缩气体；进气蜗壳1的外周具有沿切向延伸、用于引入气体的进气管，进气蜗壳1的出气口与压气机主体的进气口密封连接，且进气蜗壳1设有用于使气体沿轴向进入压气机主体进气口的导向结构。

具体的，参考图3，压气机主体能够对进入其内部的气体进行压缩、提高气体压力，其通常包括压气机蜗壳5、扩压管、叶轮4等部件，其工作原理和具体结构可参考现有技术中的离心式压气机。需要说明的是，为方便下文进行描述，本申请中的轴向、径向、周向均以压气机主体中叶轮4所绕转的中心轴为基准。

参考图2，进气蜗壳1可以为渐变的蜗壳结构，也可采用变截面的集气腔结构。进气蜗壳1的壳体内部具有气体流道，气体流道的截面形状优选呈圆形或椭圆形或梨形或带圆角的方形，以便降低气体的流动损失。气体流道的两端分别为进气口和出气口，其中，进气口位于壳体周向上的进气管的端部，出气口位于壳体的中部。

导向结构位于进气蜗壳1的气体流道中，其主要用于修正气流方向，使气体由径向流动转变为轴向流动。

参考图1，进气蜗壳1设置在压气机主体的进气侧，进气蜗壳1中部的出气口与压气机蜗壳5中部的进气口相对、并保持密封连接，在装配过程中，二者可以采用螺栓紧固或卡箍配合或焊接或其他方式进行固定。

在工作过程中，内燃机排出的废气在压力的作用下从进气管沿切向进入进气蜗壳1内部，进气蜗壳1内部的气体流道迫使气流由切向产生一定的径向速度分量，后经过导向结构的进一步整流，气流方向转换为轴向，然后离开进气蜗壳1、并进入压气机主体的内部进行压缩，增压后的气体从压气机主体的出气口流出。

本申请提供的离心压气机设置有进气蜗壳1，其利用自身内部的气体流道以及导向结构提高压气机主体进气口气体流场的均匀性，进而提升压气机主体的增压效率。另外，进气蜗壳1周向的进气管能够满足离心压气机整机切向进气的需求，同时可以在较短的轴向距离内实现气流流动由切向到轴向的转变，保证内燃机配置空间的合理利用。

可选的，本申请提供的一种导向结构的实施例中，导向结构包括设于进气蜗壳1的气体流道中的导流叶片2。具体的，导流叶片2沿进气蜗壳1气体流道的周向分布。其叶形可以为香蕉型叶形或圆弧形叶形。导流叶片2可以采用混流式结构或径流式结构形式。可以理解的，导流叶片2的叶形、叶片数目、具***置可以根据实际需求灵活布置，能够使径向流动的气体转变为轴向流动即可。

可选的，本申请提供的另一种导向结构的实施例中，导向结构包括与压气机主体进气口位置对应的导向锥面8，导向锥面8的截面向靠近压气机主体的方向逐渐减小。具体的，导向锥面8朝向压气机主体的进气口，二者的轴线位置大体相同。导向锥面8的外侧壁与进气蜗壳1的内侧壁形成进气蜗壳1的气体流道，气体流道中径向流动的气体在导向锥面8的作用下沿轴向流动，实现压气机主体的轴向进气。

在实际加工的过程中，导向锥面8与进气蜗壳1可以采用一体制造的方式加工为整体式结构，此时导向锥面8位于进气蜗壳1远离压气机主体的侧壁上，该侧壁的中部向靠近压气机主体的方向延伸、并直接形成导向锥面8。

需要说明的是，导向锥面8和导流叶片2均为导向结构，二者并不矛盾，因此二者可以同时设置、也可择一设置。

可选的，本申请提供的一种压气机主体的实施例中，压气机主体包括背盘7，背盘7位于压气机蜗壳5远离进气蜗壳1的一侧，背盘7与压气机蜗壳5通过螺栓固定。背盘7上设有转轴6，转轴6同轴固定于涡轮机上、并可在涡轮机的带动下自由转动，转轴6通过锁紧螺母3固定叶轮4，叶轮4与压气机蜗壳5进气口的位置对应。

在工作过程中，压气机主体的叶轮4随转轴6同转速旋转，使叶轮4前空气产生负压，为吸入外部气体提供动力。外部气体经过进气蜗壳1进入叶轮流道，被叶轮4压缩做功，最后通过压气机蜗壳5集气后从切向流出压气机主体。

除了上述离心压气机，本实用新型还提供一种包括上述离心压气机的增压***，该增压***由于使用了上述离心压气机，能够满足内燃机的布置要求，同时具有较高的工作效率。该增压***的其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本实用新型所提供的增压***及其离心压气机进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种离心压气机，包括用于压缩气体的压气机主体，其特征在于，还包括气体流道与所述压气机主体的气体流道连通的进气蜗壳(1)，所述进气蜗壳(1)的外周具有沿切向延伸、用于引入气体的进气管，所述进气蜗壳(1)的出气口与所述压气机主体的进气口密封连接，且所述进气蜗壳(1)设有用于使气体沿轴向进入所述压气机主体进气口的导向结构。

2.根据权利要求1所述的离心压气机，其特征在于，所述导向结构包括设于所述进气蜗壳(1)的气体流道中的导流叶片(2)。

3.根据权利要求2所述的离心压气机，其特征在于，所述导流叶片(2)沿所述进气蜗壳(1)气体流道的周向分布。

4.根据权利要求3所述的离心压气机，其特征在于，所述导流叶片(2)的叶形为圆弧形叶形。

5.根据权利要求1所述的离心压气机，其特征在于，所述进气蜗壳(1)的气体流道的横截面呈圆形或椭圆形或带圆角的方形。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的离心压气机，其特征在于，所述导向结构包括与所述压气机主体进气口位置对应的导向锥面(8)，所述导向锥面(8)的截面向靠近所述压气机主体的方向逐渐减小。

7.根据权利要求6所述的离心压气机，其特征在于，所述进气蜗壳(1)远离所述压气机主体的侧壁中部向靠近所述压气机主体的方向凸起、以形成所述导向锥面(8)。

8.根据权利要求7所述的离心压气机，其特征在于，所述压气机主体包括压气机蜗壳(5)，所述压气机主体的进气口位于所述压气机蜗壳(5)的中部，所述压气机蜗壳(5)和所述进气蜗壳(1)螺栓或卡箍或焊接固定。

9.根据权利要求8所述的离心压气机，其特征在于，所述压气机蜗壳(5)远离所述进气蜗壳(1)的一侧设有背盘(7)，所述背盘(7)上设有可转动的转轴(6)，所述转轴(6)固定连接有叶轮(4)，所述叶轮(4)与所述压气机蜗壳(5)进气口的位置对应。

10.一种增压***，其特征在于，包括权利要求1至9任意一项所述的离心压气机。

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