具有非对称无叶扩压器的离心压气机及其形成方法技术

本发明专利技术公开了一种具有非对称无叶扩压器的离心压气机，包括：蜗壳，所述蜗壳包括互相连通的第一壳部和第二壳部，所述第一壳部内限定有蜗室，且所述第二壳部内限定有叶轮安装空间；叶轮，所述叶轮绕旋转轴可旋转地设在叶轮安装空间内；和无叶扩压器，所述无叶扩压器的入口端连通第二壳部且无叶扩压器的出口端连通所述第一壳部；其中所述无叶扩压器的宽度沿周向方向上是非轴对称分布的。根据本发明专利技术实施例的离心压气机，通过将无叶扩压器设计成宽度沿周向方向上非轴对称分布，能够降低离心压气机内部流体流场的非轴对称性，抑制离心压气机无叶扩压器的失速，从而扩大离心压缩机的稳定工作范围。本发明专利技术还公开了一种上述离心压气机的形成方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及叶轮机械
，尤其是涉及一种具有非对称无叶扩压器的离心压气机。
技术介绍
离心压气机等叶轮式压气机相对于往复式压气机，具有效率高、体积重量轻、运转平稳等优势，但其工况范围有限。离心压气机在低流量工况下内部流场出现大尺度流动分离等现象，出现不稳定工作现象、造成失速甚至喘振，直接导致压气机效率和压比急剧下降，寿命严重缩短，甚至短时间内直接损坏。离心压气机的无叶扩压器的通道两侧采用固定轮盘和轮盖的形状，其形状根据设计点工况确定，在设计点获得最优性能，能有效地将叶轮出口气体的动能转化为静压能。传统的无叶扩压器的结构均是轴对称的，即无叶扩压器的宽度在周向方向上均勻分布。在低流量情况下，无叶扩压器内有大尺度流动分离现象发生，这种失速现象造成流动损失增加， 扩压器效率下降；当流量进一步减小时，气体径向流动动力不足，在逆压梯度的作用下，气体回流，压气机发生喘振现象。目前已有的关于抑制无叶扩压器的失速的方法为在小流量时减小扩压器的宽度， 以增大气体的径向动量，减小回流。
技术实现思路
本专利技术是基于专利技术人对下面事实的发现由于离心压气机蜗壳的非轴对称性，导致无叶扩压器内部的周向流动本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种具有非对称无叶扩压器的离心压气机，其特征在于，包括：蜗壳，所述蜗壳包括互相连通的第一壳部和第二壳部，所述第一壳部内限定有蜗室，且所述第二壳部内限定有叶轮安装空间；叶轮，所述叶轮绕旋转轴可旋转地设在所述叶轮安装空间内；和无叶扩压器，所述无叶扩压器的入口端连通所述第二壳部且所述无叶扩压器的出口端连通所述第一壳部；其中所述无叶扩压器的宽度沿周向方向上是非轴对称分布的。

【技术特征摘要】
1.一种具有非对称无叶扩压器的离心压气机，其特征在于，包括蜗壳，所述蜗壳包括互相连通的第一壳部和第二壳部，所述第一壳部内限定有蜗室，且所述第二壳部内限定有叶轮安装空间；叶轮，所述叶轮绕旋转轴可旋转地设在所述叶轮安装空间内；和无叶扩压器，所述无叶扩压器的入口端连通所述第二壳部且所述无叶扩压器的出口端连通所述第一壳部；其中所述无叶扩压器的宽度沿周向方向上是非轴对称分布的。2.根据权利要求1所述的具有非对称无叶扩压器的离心压气机，其特征在于，在所述无叶扩压器入口气流角度α小于其周向平均值的周向位置处的所述无叶扩压器的宽度小于其他周向位置处的宽度，其中，所述无叶扩压器入口气流角度α定义为所述无叶扩压器入口端的气流速度在与旋转轴垂直的平面上的投影速度V与所述周向位置处的切线方向之间的夹角。3.根据权利要求2所述的离心压气机，其特征在于，在同一周向位置所述无叶扩压器的宽度沿径向均勻。4.根据权利要求1所述的具有非对称无叶扩压器的离心压气机，其特征在于，所述第一壳部和第二壳部之间通过轮盖和轮盘连接，且所述无叶扩压器由所述轮盖和轮盘之间限定出的通道形成。5.根据权利要求4所述的具有非对称无叶扩压器的离心压气机，其特征在于，所述第一壳部、第二壳部与所述轮盖一体形成。6.一种根据权利要求1所述的具有非对称无叶扩压器的离心压气机的形成方法，其特征在于，对无叶扩压器的宽度为周向均勻的对称离心压气机原型进行改进，包括以下步骤(1)设定周向起始位置；(2)通过数值仿真或实验得到所述对称离心压气机原型的无叶扩压器入口气流角度 ay在周向上的分布，并计算出无叶扩压器入口气流角度ay的周向平均值ayavg；同时得到所述对称离心压气机原型的无叶扩压器的宽度by ；(3)在所述对称离心压气机原型的无叶扩压器入口气流角度ay在周向上小于其周向平均...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑新前，林韵，张扬军，兰传杰，诸葛伟林，玉木秀明，川久保知己，
申请(专利权)人：清华大学，株式会社IHI，
类型：发明
国别省市：11