一种具有高压比的离心式压气机叶轮制造技术

本发明专利技术公开了一种具有高压比的离心式压气机叶轮，由叶片和叶盘组成。叶片采用扭曲形结构，叶片上边缘为直线形，叶片下边缘为后弯曲线形，叶片与叶盘交线轴向截面外缘为曲线形结构。叶轮边缘叶片宽度大，且叶片上边缘位于同一平面内。叶片与叶轮迎风平面攻角为25～75°，叶片轴向长度与叶盘半径长度相同，该迎风面即是进气口，进气量显著提高。叶片之间间隙小,叶轮旋转时气体被挤压到流道中，气体在挤压过程中增压，气体流动损失小，增压效果好。由于叶轮边缘叶片宽度大，叶片做功能力较强，压比增大；叶片上边缘为直线形，进气效率高，冲击小；叶片下边缘为后弯曲线形，气流在出口处的流动均匀，在扩压器及蜗壳中的流动损失小。

A Centrifugal Compressor Impeller with High Pressure Ratio

【技术实现步骤摘要】
一种具有高压比的离心式压气机叶轮
本专利技术涉及燃气轮机及叶轮机械
，具体地说，涉及一种具有高压比的离心式压气机叶轮。
技术介绍
单级离心式压气机在小型燃机结构设计中应用较广，一般100kW～5MW功率的燃机均可采用这种结构。尤其对于兆瓦级功率段的应用，单级压气机具有结构简单、尺寸小、维护方便、故障率低、寿命长、可靠性高等特点。但同时为了保证燃机设计功率指标的实现，需要压气机具有高压比参数。对于国内自主开发的同功率段燃机压气机叶轮而言，最高设计压比只能达到4.3，而国外单级离心压气机的压比最高可做到9，无法适应兆瓦级燃机对高压比的需求。喘振是离心式压缩机本身固有特性，而造成喘振的唯一直接原因是进气量减小的一定值，现有技术中离心式压气机都存在进气量不足的缺陷。现有技术中CN108757559A公开了“一种单级分段式离心压气机叶轮结构”，该叶轮结构包括依次布置在转子轴上的第一叶轮段、第二叶轮段和第三叶轮段，各叶轮盘上均设有台阶形装配面并径向过盈配合装配成一体，锥套在径向上过盈配合安装在第一叶轮段的外侧台阶形装配面上，轴封通过螺纹紧固在转子轴上，并在轴向上压紧锥套，且轴封与转子轴之间安装有限位销，第二叶轮段、第三叶轮段的叶片数量相等且在周向位置上一一对应连接，第一叶轮段的叶片在周向上与第二叶轮段的叶片错位布置，且第一叶轮段的叶片进口型线采用折弯型线。虽然增强了进口叶轮段的整流、预压缩作用，增加了入口通流面积，提高流体流量，并降低了气流损失，利于在进口叶轮段获得较高初压的气流，但并未提高离心压气机在径向的增压能力，现有技术中存在同功率段燃机压气机叶轮，最高设计压比低；离心式压气机存在进气量不足的缺陷，继而会导致喘振，稳定高效的工作区域狭窄，不利于叶片对气体的做功，单级增压困难。
技术实现思路
为避免现有技术存在的不足，本专利技术提出一种具有高压比的离心式压气机叶轮。该压气机叶轮能提高离心压气机径向增压能力和效率，压气机叶轮具有结构简单、尺度小、维护方便、故障率低、寿命长、可靠性高的特点。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:具有高压比的离心式压气机叶轮，叶轮为半开式结构，包括叶片和叶盘，其特征在于所述叶片上边缘为直线形，叶片下边缘为后弯曲线形，叶片与叶盘交线轴向截面外缘为曲线形结构，叶轮边缘叶片宽度大且叶片上边缘位于同一水平面内；叶片与叶轮迎风面攻角a为25～75°，该迎风面即是进气口，叶片轴向长度与叶盘半径长度相同，叶片之间间隙小，叶轮顺时针方向旋转，旋转时叶片将气体被挤压到流道中进行增压。所述叶片数量为若干,叶片依叶盘圆心周向均布且叶片之间距离相等。有益效果本专利技术提出的一种具有高压比的离心式压气机叶轮，压气机叶轮为半开式结构，由叶片和叶盘组成。叶片采用扭曲形结构，叶片上边缘为直线形，叶片下边缘为后弯曲线形，叶片与叶盘交线轴向截面外缘为曲线形结构，叶轮边缘叶片宽度大，且叶片上边缘位于同一水平面内。叶片与叶轮迎风平面攻角a为25～75°，叶片轴向长度与叶盘半径长度相同，叶片之间间隙小。叶轮顺时针方向旋转，旋转时将气体被挤压到流道中，气体在挤压过程中初步增压，整体增压效果好。由于叶片轴向长度与叶盘半径长度相同，该迎风面即是进气口，进气量显著提高；叶轮边缘叶片宽度大，叶片做功能力较强，压比增大，压气效率提高；叶片数量多，叶片间间隙小，气体流动损失小，提高增压效率；叶片上边缘为直线形，进气效率高，冲击小；叶片下边缘为后弯曲线形，气流在出口处的流动均匀，在扩压器及蜗壳中的流动损失小。压气机叶轮具有结构简单、尺度小、维护方便、故障率低、寿命长、可靠性高的特点。附图说明下面结合附图和实施方式对本专利技术一种具有高压比的离心式压气机叶轮作进一步详细说明。图1为本专利技术具有高压比的离心式压气机叶轮的叶片示意图。图2(a)(b)(c)(d)为本专利技术离心式压气机叶轮结构及叶轮轴测图。图3(a)(b)为本专利技术具有高压比的离心式压气机叶轮剖视图。图中1.叶片上边缘2.叶片下边缘3.叶片外缘a为叶片攻角具体实施方式本实施例是一种具有高压比的离心式压气机叶轮。参阅图1～图3(b)，本实施例具有高压比的离心式压气机叶轮，叶轮为半开式结构，由叶片、叶盘组成；其中，叶片上边缘1为直线型，叶片下边缘2为后弯曲线型，叶片与叶盘交线轴向截面外缘为曲线形结构，叶轮边缘叶片宽度大，且叶片上边缘位于同一水平面内；叶片与叶轮迎风平面攻角为25～75°，叶片轴向长度与叶盘半径长度相同，叶片之间间隙小，叶轮顺时针方向旋转，旋转时叶片将气体被挤压到流道中进行增压。叶片数量为若干,叶片依叶盘圆心周向均布且叶片之间距离相等。本实施例中，叶片数量为32片；叶片攻角a为25～75°之间。叶片轴向长度与叶盘半径长度相同，叶片之间间隙小。叶轮顺时针方向旋转，旋转时将气体被挤压到流道中，气体在挤压过程中初步增压，整体增压效果好。由于叶片轴向长度与叶盘半径长度相同，该迎风面即是进气口，进气量显著提高；叶轮边缘叶片宽度大，叶片做功能力较强，压比增大，压气效率提高；叶片数量多，叶片间间隙小，气体流动损失小，提高增压效率；叶片上边缘为直线形，进气效率高，冲击小；叶片下边缘为后弯曲线形，气流在出口处的流动均匀，在扩压器及蜗壳中的流动损失小。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有高压比的离心式压气机叶轮，叶轮为半开式结构，包括叶片和叶盘，其特征在于:所述叶片上边缘为直线形，叶片下边缘为后弯曲线形，叶片与叶盘交线轴向截面外缘为曲线形结构，叶轮边缘叶片宽度大且叶片上边缘位于同一水平面内；叶片与叶轮迎风面攻角a为25～75°，该迎风面即是进气口，叶片轴向长度与叶盘半径长度相同，叶片之间间隙小，叶轮顺时针方向旋转，旋转时叶片将气体被挤压到流道中进行增压。

【技术特征摘要】
1.一种具有高压比的离心式压气机叶轮，叶轮为半开式结构，包括叶片和叶盘，其特征在于:所述叶片上边缘为直线形，叶片下边缘为后弯曲线形，叶片与叶盘交线轴向截面外缘为曲线形结构，叶轮边缘叶片宽度大且叶片上边缘位于同一水平面内；叶片与叶轮迎风面攻角a为25～75°...

【专利技术属性】
技术研发人员：张阳柳，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61