蜗壳及压缩机制造技术

本发明专利技术公开了一种蜗壳及压缩机，所述蜗壳用于离心压缩机，所述蜗壳的内壁上设置有导流槽，所述导流槽用于约束由流体流动产生的边界层的流场方向。本发明专利技术的蜗壳通过在蜗壳的内壁上设置导流槽，可以通过导流槽约束流场的方向，扰乱流体形成的边界层，使边界不容易扩展，防止边界层分离，避免形成阻塞团；另外，通过约束流场的方向，可以增加垂直流体方向上的阻力，从而防止形成二次流，降低了流动损失。

【技术实现步骤摘要】
蜗壳及压缩机
本专利技术涉及压缩机
，具体涉及一种蜗壳及压缩机。
技术介绍
空气压缩机作为一般动力气源，广泛应用于机械、汽车、医疗、食品、电力、建材、石油、化工及军工等行业。按压缩机方式的不同，常见的有离心式空气压缩机、螺杆式空气压缩机、涡旋式空气压缩机等。在新能源方面，氢燃料电池汽车动力性能高、加氢快、续航里程长，是21世纪新能源汽车最具战略意义的突破口。压缩机为燃料电池系统提供高压气源，与螺杆压缩机、涡旋压缩机相比，离心式空压机能提供更高压比的气源，显著提升电堆的功率密度和整体性能。离心式空压机的工作原理是通电后，高速电机驱动叶轮对进口的空气做功，并通过蜗壳形成高压空气，源源不断地为燃料电池系统提供高压气源。离心压缩机的蜗壳工作效率直接影响整个燃料电池系统的工作效率。气流在经过蜗壳后的会产生边界层分离和二次流，从而导致分离损失和二次流损失。分离损失主要由于边界层的分离产生漩涡，导致气流反向流动引起能量损失；二次流损失主要是由于壁面存在压力差的作用，气体由工作面向非工作面流动，产生方向垂直主流区的流体，带来能量损失。综上所述，离心压缩机由于在运行时，气流通过蜗壳会产生边界层分离和二次流，致使流体产生分离损失和二次流损失，最终导致流动损失。
技术实现思路
本专利技术公开了一种蜗壳及压缩机，解决了离心压缩机在运行时，由于气体经过蜗壳会产生边界层分离和二次流，导致流动损失的问题。根据本专利技术的一个方面，公开了一种蜗壳，所述蜗壳的内壁上设置有导流槽，所述导流槽用于约束由流体流动产生的边界层的流场方向。进一步地，所述蜗壳的内壁包括扩压面，所述导流槽设置在所述扩压面上。进一步地，所述蜗壳包括吸气口，所述导流槽位于靠近所述吸气口位置处。进一步地，所述导流槽设置在所述吸气口的外周侧。进一步地，所述导流槽为多个。进一步地，所述导流槽的数量与离心压缩机的叶轮的叶片数量相同。进一步地，所述导流槽的一端朝向所述蜗壳的吸气口。进一步地，所述导流槽的形状为弧形槽。进一步地，沿流体流动的方向上，所述导向槽的槽深逐渐减小。根据本专利技术的第二个方面，公开了一种压缩机，包括上述的蜗壳。进一步地，所述压缩机还包括：叶轮，所述叶轮安装在所述蜗壳内，所述叶轮包括轮毂和设置在所述轮毂上的多个叶片，两个叶片之间形成流体流道，所述流体流道内设置有边界层降低部。进一步地，所述边界层降低部包括设置在所述轮毂上的导向槽，所述导向槽沿流体流动的方向设置。本专利技术的蜗壳通过在蜗壳的内壁上设置导流槽，可以通过导流槽约束流场的方向，扰乱流体形成的边界层，使边界不容易扩展，防止边界层分离，避免形成阻塞团；另外，通过约束流场的方向，可以增加垂直流体方向上的阻力，从而防止形成二次流，降低了流动损失。附图说明图1是本专利技术第一个实施例的蜗壳的结构示意图；图2是本专利技术第二个实施例的压缩机的叶轮的结构示意图；图3是本专利技术第二个实施例的压缩机的叶轮的截面图；图4是本专利技术第二个实施例的压缩机的结构示意图；图例：11、内壁；111、扩压面；12、导流槽；13、吸气口；14、排气口；20、叶轮；21、轮毂；22、叶片；23、边界层降低部；30、筒体；51、前轴向轴承；52、前径向轴承；60、推力盘；70、电机轴。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步说明，但不局限于说明书上的内容。流体在经过表面时，由于摩擦作用速度会逐渐降低形成边界层，当边界层分离会形成漩涡，会导致边界层的流体反向流动，降低主流道同流面积，无法起到扩压作用。同时由于在蜗壳内流动的气流之间存在速度差，会使流体蜗壳内壁面产生垂直流体方向的二次流，扰乱主流区的流场。如图1所示，根据本专利技术的第一个实施例，公开了一种蜗壳，该蜗壳用于离心压缩机，蜗壳的内壁11上设置有导流槽12，导流槽12用于约束由流体流动产生的边界层的流场方向。本专利技术的蜗壳通过在蜗壳的内壁11上设置导流槽12，可以通过导流槽约束流场的方向，扰乱流体形成的边界层，使边界不容易扩展，防止边界层分离，避免形成阻塞团；另外，通过约束流场的方向，可以增加垂直流体方向上的阻力，从而防止形成二次流，降低了流动损失。蜗壳内主要用于流动气体，例如：空气、水蒸气或者冷媒气，本实施例以空气为例进行具体说明，蜗壳的内壁11包括扩压面111，导流槽12设置在扩压面111上。蜗壳内还设置有扩压器，扩压器与扩压面111相对设置，扩压器表面与扩压面之间形成扩压通道，使得叶轮20的出口气流得到扩压效果，提高压力。由于导流槽12设置在扩压通道内，(由于气流从叶轮出口流出后，受到通道突然增大影响，容易形成逆向扩压梯度。为了解决该问题，在本实施例中，导流槽12位于扩压通道内，通过将导流槽12设置在扩压通道内，够起到约束流场的作用，降低边界层的形成和增厚，在气流扩压的过程中，导流槽12能够约束边界层的流场方向，避免产生阻塞团，提高扩压效果。蜗壳包括吸气口13和排气口14，导流槽12位于靠近吸气口13位置处。通过将导流槽设置在吸气口13位置处，可以使进入蜗壳的气流加速，减少气流在扩压通道中的流动路线，降低了摩擦损失。导流槽12设置在吸气口13的外周侧。通过将导流槽12设置在吸气口13的外周侧，可以使气流直接进入导流槽12，使进入蜗壳的气流加速，减少气流在扩压通道中的流动路线，降低了摩擦损失。进一步地，导流槽可以设置为多个，这样不仅可以更好的避免二次流的形成，使更多地气流减少在扩压通道中的流动路线，进一步降低摩擦损失。更进一步地，导流槽12的数量与离心压缩机的叶轮20的叶片22数量相同。从而与叶轮相配合，使叶轮的气流数量与导流槽的数量相匹配，从而可以更好地约束边界层的流场，更有效地防止二次流的形成。在其他未示出的实施例中，导流槽12的数量是多个，多个导流槽12分布的位置可以分布在蜗壳的整个内壁11上，导流槽12的数量与叶片数量不同，同样能够达到防止边界层分离和二次流形成的效果。导流槽12的一端朝向蜗壳的吸气口13，也就是说，导流槽13的一端是指向吸气口13，这样可以使气流直接进入导流槽12内，减少扰流的形成，当导流槽12为多个时，多个导流槽整体形成扩散式分布，具体形状参见图1，这样的分布方式可以避免叶轮出口气流对扩压器的冲击，减少噪音的形成。导流槽12的形状为弧形槽，与叶轮出口的气流方向相同，从而在约束流场的方向，防止形成二次流，同时减少扰流的产生，进一步降低了气流损失。在流体流动(本实施例中是气流流动)的方向上，导流槽12的槽深逐渐减小，由于出口槽深减少，导致扩压通道的出口宽度降低，流体在出口处速度会增大，当压缩机运行在小负荷时，能够防止逆压梯度的形成，防止边界层形成流体分离，能够使压缩机适应更宽的运行范围根据本专利技术的第二个实施例，公开了一种压缩机，包括上述的蜗壳。如图2和图3所示，压缩机还包括叶轮20，叶轮20安装在蜗壳内，叶轮20本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蜗壳，所述蜗壳用于离心压缩机，其特征在于，/n所述蜗壳的内壁(11)上设置有导流槽(12)，所述导流槽(12)用于约束由流体流动产生的边界层的流场方向。/n

【技术特征摘要】
1.一种蜗壳，所述蜗壳用于离心压缩机，其特征在于，
所述蜗壳的内壁(11)上设置有导流槽(12)，所述导流槽(12)用于约束由流体流动产生的边界层的流场方向。


2.根据权利要求1所述的蜗壳，其特征在于，
所述蜗壳的内壁(11)包括扩压面(111)，所述导流槽(12)设置在所述扩压面(111)上。


3.根据权利要求1所述的蜗壳，其特征在于，
所述蜗壳包括吸气口(13)，所述导流槽(12)位于靠近所述吸气口(13)位置处。


4.根据权利要求3所述的蜗壳，其特征在于，
所述导流槽(12)设置在所述吸气口(13)的外周侧。


5.根据权利要求1或4所述的蜗壳，其特征在于，
所述导流槽(12)为多个。


6.根据权利要求5所述的蜗壳，其特征在于，
所述导流槽(12)的数量与离心压缩机的叶轮(20)的叶片(22)数量相同。


7.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘华，张治平，陈玉辉，叶文腾，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44