一种进气蜗室及膨胀机制造技术

本实用新型专利技术提供一种进气蜗室及膨胀机，该进气蜗室包括收缩型进气管路和变截面筒体，所述变截面筒体内部设有变截面螺旋进气通道，所述收缩型进气管路收缩端的内表面与所述变截面螺旋进气通道的进气端口表面光滑过渡连接。本申请提供的进气蜗室结构简单、测量方便、制造成本低，具体良好的气动性能，能够最大限度地满足膨胀机安装的要求。地满足膨胀机安装的要求。地满足膨胀机安装的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种进气蜗室及膨胀机


[0001]本技术涉及膨胀机
，尤其涉及一种进气蜗室及膨胀机。

技术介绍

[0002]有机朗肯循环(英文全称：OrganicRankineCycle，简称ORC)是以低沸点有机物为工质的朗肯循环，其能够对中低温热源进行回收利用，在全球化石能源紧缺的大形势下具有良好的发展前景。有机朗肯循环系统的主要组成部件包括余热锅炉、透平膨胀机、冷凝器和工质泵，其中，透平膨胀机是有机朗肯循环系统的核心部件。向心式涡轮膨胀机作为透平膨胀机中的一种，其具有单级压比高、小流量时效率高、结构紧凑、制造简单、成本低、强度可靠性和振动可靠性高等特点，在ORC系统中是100KW以上功率的最佳选择。
[0003]向心透平通流结构是向心式涡轮膨胀机的核心部件，其影响向心式涡轮膨胀机的性能。向心透平通流结构一般包括进气蜗室、导叶和动叶。目前，对于向心式涡轮膨胀机性能改进的研究主要在于改善导叶和动叶。然而，随着导叶和动叶设计手段以及加工方法的不断完善，依靠改善导叶和动叶来提高向心式涡轮膨胀机的性能越来越困难，因此，提高进气结构性能已经成为进一步提高整机性能的关键。
[0004]对于向心式涡轮膨胀机的进气蜗室，其型式不仅对进气结构内部流动和损失产生影响，同时也影响导叶、动叶等下游部件的流动和损失，因此，进气蜗室、导叶和动叶的作用是相互的。附图1所示的蜗牛型进气蜗室，其加工工艺比较复杂，导致制造成本高。附图2所示的圆筒型进气蜗室，其结构简单，但性能较低，无法满足生产需求。

技术实现思路

[0005]本技术提供一种进气蜗室及膨胀机，以解决现有进气蜗室加工工艺比较复杂、性能较低的问题。
[0006]本技术提供一种进气蜗室，包括收缩型进气管路和变截面筒体，所述变截面筒体内部设有变截面螺旋进气通道，所述收缩型进气管路收缩端的内表面与所述变截面螺旋进气通道的进气端口表面光滑过渡连接。
[0007]优选地，以所述收缩型进气管路为中心，所述变截面螺旋进气通道为对称式变截面螺旋进气通道。
[0008]优选地，所述变截面螺旋进气通道任意截面位置处法线与中心线夹角θ由0
°
过渡到180
°
。
[0009]优选地，所述收缩型进气管路的扩张端截面为圆形截面，收缩端截面为椭圆形截面。
[0010]本技术提供一种膨胀机，包括上述进气蜗室、喷嘴、叶轮以及扩压管，所述进气蜗室中变截面螺旋进气通道的出气端口与所述喷嘴的进气端相连通，所述喷嘴的出气端连通所述叶轮，所述叶轮外周设置所述扩压管。
[0011]本技术的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
[0012]本技术提供一种进气蜗室及膨胀机，该进气蜗室包括收缩型进气管路和变截面筒体，所述变截面筒体内部设有变截面螺旋进气通道，所述收缩型进气管路收缩端的内表面与所述变截面螺旋进气通道的进气端口表面光滑过渡连接。本申请提供的进气蜗室结构简单、测量方便、制造成本低，具体良好的气动性能，能够最大限度地满足膨胀机安装的要求。
[0013]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。
附图说明
[0014]为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0015]图1为现有蜗牛型进气蜗室的示意图；
[0016]图2为现有圆筒型进气蜗室的示意图；
[0017]图3为本技术实施例提供的进气蜗室的主视图；
[0018]图4为本技术实施例提供的进气蜗室的左视图；
[0019]图5为本技术实施例提供的进气蜗室的线条结构示意图；
[0020]图6为本技术实施例提供的进气蜗室与圆筒型进气蜗室关于相对效率
‑
膨胀比的对比曲线图；
[0021]图7为本技术实施例提供的进气蜗室与圆筒型进气蜗室关于相对流量
‑
膨胀比的对比曲线图；
[0022]图8为本技术实施例提供的膨胀机的立体结构示意图；
[0023]图9为本技术实施例提供的膨胀机内气体流向示意图；
[0024]符号表示：
[0025]1‑
收缩型进气管路，2
‑
变截面筒体，3
‑
变截面螺旋进气通道；
[0026]01
‑
进气蜗室，02
‑
喷嘴，03
‑
叶轮，04
‑
扩压管。
具体实施方式
[0027]请参考附图3、4，附图3、4分别示出了本申请实施例提供的进气蜗室的主视图、左视图。由附图3、4可见，本申请实施例提供的进气蜗室包括收缩型进气管路1和变截面筒体2，其中，变截面筒体2内部设有变截面螺旋进气通道3。收缩型进气管路1和变截面筒体2均为单独的结构，每个部件都可以单独加工，加工便捷。收缩型进气管路1收缩端的内表面与变截面螺旋进气通道3的进气端口表面光滑过渡连接，以使有机工质能够顺利的由收缩型进气管路1进入变截面螺旋进气通道3内。
[0028]本申请实施例中的收缩型进气管路1采用收缩变截面结构，其扩张端截面为圆形截面，收缩端截面为椭圆形截面，也就是，收缩型进气管路1的管路入口截面为圆形截面，管路出口截面为椭圆形截面。收缩型进气管路1扩张端的圆形面积需要根据进气速度的大小以及标准管直径来确定，且在设计时需要考虑进气角度、偏心距离以及进气筒高度，因此，收缩型进气管路1扩张端的圆形面积需要根据实际情况确定。
[0029]以收缩型进气管路1为中心，变截面螺旋进气通道3为对称式变截面螺旋进气通道，如附图5所示。变截面螺旋进气通道3任意截面位置处法线与中心线夹角θ由0
°
过渡到180
°
。通常认为，螺旋通道内的流体速度和密度保持不变，螺旋通道内不同θ角截面上的流量为：Q
Vθ
＝(Q
V
/2)*(θ/180
°
)，对应此处的截面面积为：A
θ
＝Q
Vθ
/C，其中，Q
V
为进气室入口处流量，θ为任意截面位置处法线与中心线夹角，C为C＝C
180
‑
为A
180
截面处气流速度。流体进入螺旋通道后，分布是不均匀的，螺旋通道上下部分的阻力是不同的，所以在θ
‑0°
的面积大小在设计时A0比实际计算得到的值大。在气动性能方面，气体沿收缩型进气管路1进入变截面螺旋进气通道3，再由变截面螺旋进气通道3进入喷嘴02都比较顺畅，流线分布均匀，流动损失减小，其特殊的收缩型进气管路1设计和变截面筒体2设计还可对喷嘴02进口气流起到很好的预旋和导流效果。
[0030]本申请实施例还对本申请提供的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种进气蜗室，其特征在于，包括收缩型进气管路(1)和变截面筒体(2)，所述变截面筒体(2)内部设有变截面螺旋进气通道(3)，所述收缩型进气管路(1)收缩端的内表面与所述变截面螺旋进气通道(3)的进气端口表面光滑过渡连接。2.根据权利要求1所述的进气蜗室，其特征在于，以所述收缩型进气管路(1)为中心，所述变截面螺旋进气通道(3)为对称式变截面螺旋进气通道。3.根据权利要求2所述的进气蜗室，其特征在于，所述变截面螺旋进气通道(3)任意截面位置处法线与中心线夹角θ由0
°
过渡...

【专利技术属性】
技术研发人员：王杨，刘艳，李艺雯，郭婷，周维江，石海，刘啸，
申请(专利权)人：大连透平机械技术发展有限公司，
类型：新型
国别省市：