【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
1、动力式压缩机被用来为各种应用提供加压流体流。诸如离心式压缩机之类的动力式压缩机通过叶轮的旋转向流体流添加能量来增加连续流体流的压力。
技术实现思路
0、概述
1、动力流体机械或涡轮机械是从流体提取能量和/或增加流体动能的机械装置。涡轮机械包括涡轮机、泵和动力式压缩机，例如轴流式压缩机和离心式或径流式压缩机。动力式压缩机是使用快速旋转元件加速空气或气体的旋转连续流动机器。动力式压缩机使用动态位移压缩来压缩例如气体(例如空气)的流体。例如，动力式压缩机可被配置为离心式压缩机，其使用在围绕轮毂设置的叶轮叶片之间吸入气体以将气体加速至高速的叶轮。叶轮周围的护罩引导气体离开叶轮。然后气体经由形成在轮毂表面和护罩表面之间的扩散器通道通过扩散器排出。在扩散器中，流动的动能减少，气体的静压增加。
2、流体流动本质上是三维的，这意味着诸如速度和压力之类的流体流动参数是所有三个坐标方向的函数。在三维流场应用中，流场分为初级流或核心流和次级流。初级流平行于流体运动的主方向流动(例如，沿与流体运动的主方向相同的方向)，而次级流垂直于流体运动的主方向流动。在许多叶轮设计中(尤其是高流量系数叶轮)，在叶轮排放口处以及靠近扩散器入口的护罩侧处的扩散器通道内形成了次级流区域。由于初级流和次级流之间存在显著的动量差异，因此在轮毂表面(核心流占主导)和护罩表面(次级流占主导)之间的气流角度会发生巨大变化。该次级流区域的形状和大小根据叶轮的设计而变化，在扩散器通道容量的百分之十(
3、为了克服这种效率损失，某些离心式压缩机设计挤压从叶轮出来的扩散器通道。例如，在护罩表面和轮毂表面之间形成的扩散器通道的横截面积逐渐减小，直到达到最小喉部值。然而，通过减小扩散器通道的面积，会引起流体流动的加速。
4、本专利技术涉及一种具有离心式加速稳定器环的离心式压缩机，该离心式加速稳定器环减少再循环流的影响而不沿整个扩散器通道加速流体流动。离心式加速稳定器环位于叶轮的出口处，导致扩散器通道入口处的无叶片区域中的流体流动加速。离心式加速稳定器环使初级流场和次级流场对准，迫使次级流遵循流体运动的主方向(相对于离心式压缩机的旋转轴线径向)。
5、示例性实施例的具体实施方式
6、总体参考图1至图15，描述了根据本专利技术的示例性实施例的离心式压缩机100。在实施例中，动力式压缩机可被配置为提供加压流体流的离心式压缩机100，如图3至图6中所示的离心式压缩机。离心式压缩机100包括与叶轮104流体连通的入口101。入口101将流体流106供给至叶轮104，叶轮104被构造成接收流体流106、将流体流106加速至更高的速度，然后分配流体流106。
7、叶轮104包括围绕轮毂109设置的多个桨叶108和叶轮后缘113。多个桨叶108构造成绕轴线110旋转以接收与轴线110对准的流体流106。叶轮104可以由配置成提供旋转输出的驱动器(未示出)驱动，例如电动机、内燃机等。在本示例中，叶轮104将流体流106加速到更高的速度，然后沿至少大致垂直于轴线110的方向(例如，相对于轴线110径向地)以高速分配流体流106。在示例性实施例中，叶轮104可以是半开放式或半封闭式叶轮。半开放式叶轮一侧开放，一般为进口侧，并且一侧封闭，一般为轮毂侧。半开放式叶轮也可称为开式(open-face)叶轮。应当理解，全开放式叶轮或封闭式叶轮(带护罩的叶轮)可以用在离心式压缩机100的不同示例性实施例中。
8、根据示例性实施例，离心式压缩机100包括如图1和图2所示的护罩102，护罩102配置为围绕叶轮104并引导流体流106离开叶轮104。离心式压缩机100还包括与叶轮104流体连通的扩散器112。扩散器112围绕叶轮104周向地设置，与护罩102相对。
9、参照图3至图5，扩散器112包括扩散器通道111，扩散器通道111由邻近护罩102的护罩表面122和邻近轮毂109的轮毂表面124限定。扩散器112构造成从叶轮104接收高速的流体流106，并将高速流体流106转换成高压流体流106。以这种方式，离心式压缩机100产生高压流体输出。在实施例中，扩散器112可包括多个扩散器叶片(例如，叶片和/或小叶片)114。多个扩散器叶片114从轮毂表面124延伸至护罩表面122。在示例性实施例中，多个扩散器叶片可以从轮毂表面124部分地延伸至护罩表面122。如图9所示，多个扩散器叶片114中的每一者均包括叶片前缘115和叶片后缘117。图9示出了低稠度扩散器(lsd)，其中扩散器叶片114布置成单排。在其他示例性实施例(未示出)中，扩散器112可以具有多排扩散器叶片(例如，叶片和/或小叶片)114，可以是楔形通道扩散器、无叶片扩散器、或部分叶片扩散器，其中扩散器叶片(例如，叶片和/或小叶片)114在护罩表面122和轮毂表面124之间交错。
10、离心式压缩机100还包括与扩散器112流体连通的蜗壳116。蜗壳116从扩散器112接收高压流体流106并且从离心式压缩机100排出高压流体流106。蜗壳116包括排出高压流体流106的蜗壳排放口118，高压流体流106从此处被引导至其最终应用或至下一个压缩机级(未示出)。
11、在图4和图5所示的示例性实施例中，扩散器112是平行壁式扩散器，其中护罩表面122和轮毂表面124沿着扩散器112的整个径向长度彼此平行。在其他实施例(未示出)中，护罩表面122和轮毂表面124可以是渐缩的以保持恒定的面积，或者可以是渐缩的以限制与平行壁式扩散器相关的面积扩大。
12、扩散器通道包括限定在叶轮后缘113和叶片前缘115之间的无叶片区域。在离开叶轮104时，流体流106可被认为由两(2)个流动区域组成：初级等熵核心和次级流区域。次级流区域具有较低的径向动量，并且可以产生邻近护罩表面122的再循环区域，如图10和图11所示。为了使流体流106在叶轮后缘113出口处的再循环减少到最低限度，离心式加速稳定器环120设置在扩散器112的扩散器叶片114之前的无叶片区域处，如图3所示。离心式加速稳定器环120通过使流体流106进入扩散器112的通道变窄而在叶轮的出口导流器和扩散器的前缘之间产生短的加速区域。流体流106被激励并且被引导向等熵核心流，或初级流。在该加速区域之后，流体流106被引导至扩散器112的多个扩散器叶片114，从而带来更稳定(且有效)的扩散过程。离心式加速稳定器环120被配置成增加在扩散器112中流动的流场的较低动量区域的径向速度，从而在重新扩大该区域以促进扩散之前带来穿过扩散器通道111的更均匀的流场，然后进入具有多个扩散器叶片114的叶片区域。
13、离心式加速稳定器环120可显著降低与流体流106的再循环相关的总效率损失。由于离心式加速稳定器环120仅在流体流106被多个扩散器叶片114扩散之前挤压扩散器通道，并且护罩表面12本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种离心式压缩机，包括：
2.根据权利要求1所述的离心式压缩机，其中，所述无叶片区域的径向长度在叶轮半径的百分之十(10％)和百分之二十五(25％)之间的范围内。
3.根据权利要求2所述的离心式压缩机，其中，所述离心式加速稳定器环沿着整个所述无叶片区域或部分地沿着整个所述无叶片区域延伸。
4.根据权利要求1所述的离心式压缩机，其中，所述离心式加速稳定器环的高度在所述护罩表面与所述轮毂表面之间的距离的百分之三(3％)和百分之二十(20％)之间的范围内。
5.根据权利要求1所述的离心式压缩机，其中，所述离心式加速稳定器环的横截面轮廓由弯曲突出部限定。
6.根据权利要求5所述的离心式压缩机，其中，所述离心式加速稳定器环的横截面轮廓由半圆形突出部限定。
7.根据权利要求5所述的离心式压缩机，其中，所述离心式加速稳定器环的横截面轮廓由具有基本平坦的顶表面的弯曲突出部限定。
8.根据权利要求1所述的离心式压缩机，其中，所述叶轮是半开放式叶轮或封闭式叶轮中的一种。
9.根据权利要求1所述的离心式
10.一种离心式压缩机，包括：
11.根据权利要求10所述的离心式压缩机，其中，所述扩散器包括从所述轮毂表面延伸至所述护罩表面的多个扩散器叶片，所述多个扩散器叶片各自具有叶片前缘和叶片后缘，其中所述离心式加速稳定器环位于在所述叶轮后缘和所述叶片前缘之间限定的无叶片区域之间。
12.根据权利要求11所述的离心式压缩机，其中，所述无叶片区域的径向长度在叶轮半径的百分之十(10％)和百分之二十五(25％)之间的范围内。
13.根据权利要求12所述的离心式压缩机，其中，所述离心式加速稳定器环沿着整个所述无叶片区域或部分地沿着整个所述无叶片区域延伸。
14.根据权利要求10所述的离心式压缩机，其中，所述离心式加速稳定器环的高度在所述护罩表面和所述轮毂表面之间的距离的百分之三(3％)和百分之二十(20％)之间的范围内。
15.根据权利要求1所述的离心式压缩机，其中，所述离心式加速稳定器环的横截面轮廓由弯曲突出部限定。
16.根据权利要求10所述的离心式压缩机，其中，所述叶轮是半开放式叶轮或封闭式叶轮中的一种。
17.根据权利要求10所述的离心式压缩机，其中，所述扩散器是平行壁式扩散器。
18.一种离心式压缩机，包括：
19.根据权利要求18所述的离心式压缩机，其中，所述无叶片区域的径向长度在叶轮半径的百分之十(10％)和百分之二十五(25％)之间的范围内。
20.根据权利要求18所述的离心式压缩机，其中，所述离心式加速稳定器环的高度在所述护罩表面与所述轮毂表面之间的距离的百分之三(3％)和百分之二十(20％)之间的范围内。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种离心式压缩机，包括：
2.根据权利要求1所述的离心式压缩机，其中，所述无叶片区域的径向长度在叶轮半径的百分之十(10％)和百分之二十五(25％)之间的范围内。
3.根据权利要求2所述的离心式压缩机，其中，所述离心式加速稳定器环沿着整个所述无叶片区域或部分地沿着整个所述无叶片区域延伸。
4.根据权利要求1所述的离心式压缩机，其中，所述离心式加速稳定器环的高度在所述护罩表面与所述轮毂表面之间的距离的百分之三(3％)和百分之二十(20％)之间的范围内。
5.根据权利要求1所述的离心式压缩机，其中，所述离心式加速稳定器环的横截面轮廓由弯曲突出部限定。
6.根据权利要求5所述的离心式压缩机，其中，所述离心式加速稳定器环的横截面轮廓由半圆形突出部限定。
7.根据权利要求5所述的离心式压缩机，其中，所述离心式加速稳定器环的横截面轮廓由具有基本平坦的顶表面的弯曲突出部限定。
8.根据权利要求1所述的离心式压缩机，其中，所述叶轮是半开放式叶轮或封闭式叶轮中的一种。
9.根据权利要求1所述的离心式压缩机，其中，所述扩散器是平行壁式扩散器。
10.一种离心式压缩机，包括：
11.根据权利要求10所述的离心式压缩机，其中，所述扩散器包括从所述轮毂表面延伸至所述护罩表面的多个扩散器叶片，所述多个扩散器叶片各自具有叶片前缘和叶片后缘，...
【专利技术属性】
技术研发人员：C·V·斯瓦泰克，M·格里格里夫，P·C·布朗，C·因帕斯塔托，
申请(专利权)人：英格索兰工业美国公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。