用于压气机级的扩散器的次级流体供应制造技术

本文提供了压气机级的实施例，特别是用于涡轮增压系统和/或涡轮复合机的压气机级，以及用于操作压气机级的方法。所述压气机级包括叶轮和设置在所述叶轮下游的叶片式扩散器。所述叶片式扩散器与所述叶轮的出口流体连接，并包括注射装置，所述注射装置被配置为将次级流体注入所述叶片式扩散器中。所述注射装置包括至少部分设置在所述扩散器的相邻的叶片对之间的可移位端口。间的可移位端口。间的可移位端口。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于压气机级的扩散器的次级流体供应


[0001]本文的实施例涉及压气机级，特别是用于涡轮增压系统和/或涡轮复合机的压气机级，以及操作压气机级的方法。

技术介绍

[0002]许多使用压气机级的应用包括注入或再循环次级流体(secondary fluid)。例如，现代内燃机经常需要应用废气再循环(EGR)以符合当前和未来的环境法规。
[0003]已经开发了不同的技术用于注入或再循环次级流体。对于内燃机，通常采用低压EGR和高压EGR，这取决于EGR气体在哪个压力水平上被重新引入发动机的空气供应路径。
[0004]低压EGR包括在压气机级的叶轮上游的低压水平上引入EGR气体，这可能导致严重的侵蚀和腐蚀问题，特别是关于叶轮材料的问题。
[0005]高压EGR包括在压气机级的下游引入EGR气体，这通常需要额外的EGR鼓风机来克服来自发动机排气歧管的次级流体和来自空气接收器的初级流体之间的压力差。
[0006]克服与高压和低压EGR有关的问题的一个尝试是在废气歧管和叶轮出口和扩散器入口之间的区域提供一个链接。从压气机叶轮中出来的高动量初级流体会像喷气泵一样吸入EGR气体并对其进行加压。
[0007]目前将废气注入扩散器的设计包括压气机级中的缝隙或孔，这些缝隙或孔与适当的供应管道或通道相连，以便将次级流体注入压气机主流。狭缝或孔位于叶轮出口和扩散器入口之间，因为这是叶轮的下游
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从而避免了叶轮的侵蚀和腐蚀问题
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以及扩散器的上游
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那里的静压低到足以吸入次级流。
[0008]然而，这种设计导致了操作问题，因为扩散器限制了在给定的上游总流量条件下可以通过扩散器推动的质量流量。这样一来，扩散器要么太小，无法满足主流(初级)和次级流体(如果次级流体被打开的话)，要么太大，只能满足主流。

技术实现思路

[0009]简而言之，提供一种压气机级(compressor stage)和用于操作压气机级的方法，以克服至少一些上述的限制。这一目的是通过根据权利要求1所述的压气机级，特别是用于涡轮增压系统和/或涡轮复合机的压气机级，以及根据权利要求15所述的操作压气机级的方法来实现的。特别是，本专利技术的目的是提供一种压气机级，所述压气机级允许注入次级流体，并同时适合于当开启次级流体以及关闭次级流体时的组合(初级和次级)流速。
[0010]根据实施例，提供了压气机级，特别是用于涡轮增压系统和/或涡轮复合机的压气机级。所述压气机级包括叶轮和设置在叶轮下游的叶片式扩散器。所述叶片式扩散器与所述叶轮的出口流体连接。所述叶片式扩散器还包括注射装置，所述注射装置被配置为将次级流体注入叶片式扩散器中。所述注射装置包括至少部分设置在所述扩散器的相邻的叶片对之间的可移位端口。
[0011]根据另一个实施例，提供了用于操作涡轮增压系统和/或涡轮复合机的压气机级
的方法，特别是根据本公开的任何实施例的压气机级组件的方法。所述方法包括确定次级流体的预期质量流量，特别是废气的预期质量流量，以及确定压气机的叶片式扩散器的有效横截面，从而将所述压气机的叶轮保持在预定的操作极限内。所述方法还包括将所述叶片式扩散器的横截面调整为有效横截面，特别是通过移位注射装置的至少部分设置在扩散器的相邻的叶片对之间的可移位端口。
[0012]本领域的技术人员在阅读以下详细描述并查看附图后，将认识到其它的特征和优点。
附图说明
[0013]图中的部件不一定是按比例的，而是强调说明本专利技术的原理。此外，在图中，类似的附图标记表示相应的部件。在附图中：
[0014]图1A说明了根据本公开的实施例的压气机级的一部分。
[0015]图1B说明了根据本公开的实施例的压气机级的一部分。
[0016]图2A说明了根据本公开的实施例的压气机级的一部分。
[0017]图2B说明了根据本公开的实施例的压气机级的一部分。
[0018]图3A说明了根据本公开的实施例的压气机级的一部分。
[0019]图3B说明了根据本公开的实施例的压气机级的一部分。
具体实施方式
[0020]在以下的详细描述中，参考了构成本专利技术一部分的附图，附图中以本专利技术的具体实施例的方式显示。
[0021]如本文所用，术语“具有”、“包含”、“包括”、“组成”等是开放性术语，表示存在所述元素或特征，但不排除其它元素或特征。
[0022]应当理解，在不偏离本专利技术范围的情况下，可以利用其他实施例，并可以进行结构或逻辑上的改变。因此，以下的详细描述不应被视为限制性的，本专利技术的范围由所附权利要求书定义。在此描述的实施例使用特定的语言，不应被解释为限制所附权利要求的范围。每个实施例和如此定义的每个方面可以与任何其他实施例或任何其他方面结合，除非明确指示相反。
[0023]根据实施例，提供了压气机级100，特别是用于涡轮增压系统和/或涡轮复合机。
[0024]所述压气机级100包括具有入口段和出口段或出口的叶轮110以及具有扩散器入口段111的扩散器120。所述扩散器120被设置在所述叶轮110的下游。所述扩散器入口段111与所述叶轮的出口段流体连通。所述压气机级100被配置为在所述叶轮入口段吸入通常是空气的初级流体，并通过所述压气机级100压缩和输送初级流体。这条通过所述压气机级100的路径也可称为流动通道。所述压气机级100可以是离心式压气机级。
[0025]所述扩散器120是包括多个叶片121、122、123的叶片式扩散器。所述叶片式扩散器120具有壳体，其中，所述叶片121、122、123通常固定在所述壳体上或与所述壳体一体形成。所述壳体可以包括侧壁，特别是护罩侧和/或轮毂侧。所述叶片121、122、123在壳体的两个相对的侧壁之间延伸。
[0026]图1A示出根据本公开的实施例的压气机级100的一部分。大的未填充的箭头示出
了初级流体从叶轮110(在图1A中仅示出了叶轮的位置)被输送到扩散器入口段111并被进一步输送进入叶片式扩散器120的流动。图1A所示的压气机级100的部分包括两个叶片121、122，然而，通常在叶片式扩散器120内设置许多额外的叶片。
[0027]每对叶片121、122、123定义喉部段150。所述喉部段150应被理解为限制通过压气机级100输送的流体的质量流速的收缩段。叶片式扩散器120通常包括多个喉部段150，每个喉部段150由各自相邻的叶片对121、122、123限定。
[0028]根据实施例，喉部段150包括邻近扩散器入口111的上游部分151。在一些操作点上，所述上游部分151也可以被称为横截面减少部分，因为通过叶片式扩散器120输送的流体的流管横截面在所述喉部段150的上游部分151内会越来越小。所述喉部段150还包括喉部位置152。所述喉部位置152是与几何上横截面积最小的相应叶片对相邻的位置，通常喉部位置152包括整个叶片式扩散器120的最小横截面积(除本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种压气机级(100)，特别是用于涡轮增压系统和/或涡轮复合机，包括：叶轮(110)；和叶片式扩散器(120)，被设置在所述叶轮(110)下游并与所述叶轮(110)的出口流体连接，所述叶片式扩散器(120)包括被配置为将次级流体注入所述叶片式扩散器(120)中的注射装置(130)；其中，所述注射装置(130)包括可移位端口(131)，所述可移位端口(131)至少部分地设置在所述扩散器的相邻的叶片对(121、122、123)之间。2.根据权利要求1所述的压气机级，其中，所述叶片式扩散器(120)包括由相邻的叶片对(121、122、123)限定的喉部段(150)。3.根据权利要求2所述的压气机级，其中，所述注射装置(130)被配置为将次级流体注入所述喉部段(150)。4.根据前述任一项权利要求所述的压气机级，其中，所述叶片式扩散器(120)的有效横截面，特别是所述喉部段(150)的有效横截面，通过所述端口(131)的移位来调整。5.根据前述任一项权利要求所述的压气机级，其中，所述注射装置130被配置为当所述可移位端口(131)处于打开位置时将次级流体注入所述叶片式扩散器(120)中，并当所述可移位端口(131)处于关闭位置时阻止次级流体流入所述叶片式扩散器(120)中。6.根据权利要求5所述的压气机级，其中，所述注射装置(130)包括被配置为在打开位置和关闭位置之间移动所述可移位端口(131)的驱动机构。7.根据权利要求5所述的压气机级，其中，所述注射装置(130)包括被配置为在打开位置和关闭位置之间枢转所述可移位端口(131)的枢转机构。8.根据前述任一项权利要求所述的压气机级，其中，所述喉部段(150)包括邻近扩散器入口段(111)的上游部分(151)、喉部位置(152)和下游部分(153)。9.根据权利要求8所述的压气机级，其中，所述注射装置(130)被配置为在所述上游部分(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼尔，
申请(专利权)人：涡轮增压系统瑞士有限公司，
类型：发明
国别省市：