[發(fā)明專利]離心壓縮機(jī)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 01124348.1
• 申請日: 2001-07-27
• 公開（公告）號(hào): CN1399077A
• 公開（公告）日: 2003-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 枡谷穣
• 申請（專利權(quán)）人: 三菱重工業(yè)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): F04D29/46
• 分類號(hào): F04D29/46
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 鄭修哲

發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種例如使用在小型燃?xì)鉁u輪或渦輪冷凍機(jī)中的離心壓縮機(jī)，尤其涉及裝有傳統(tǒng)葉輪式擴(kuò)壓器或所謂溝槽式擴(kuò)壓器的離心壓縮機(jī)。

背景技術(shù)

離心壓縮機(jī)設(shè)有一個(gè)擴(kuò)壓器，用作一個(gè)減小氣體速度并將其動(dòng)能轉(zhuǎn)換為內(nèi)能的裝置。一種設(shè)有擴(kuò)壓器的離心壓縮機(jī)如圖9和10所示。如圖所示的離心壓縮機(jī)安裝有一個(gè)外殼1、由外殼1軸向支承而旋轉(zhuǎn)的葉輪2、與包圍在葉輪2周圍的外殼1結(jié)合成一個(gè)部件的渦室3以及設(shè)置在該葉輪2和渦室3之間并呈環(huán)狀以便包圍住葉輪2的擴(kuò)壓器4。

擴(kuò)壓器4包括若干沿圓周相互間隔放置的葉片5，并實(shí)現(xiàn)如下的功能，也就是將從葉輪2所排出氣體的流動(dòng)方向移動(dòng)地更靠近徑向外側(cè)，同時(shí)減小其速度以便將氣體的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為靜壓力。

然而，在上述離心壓縮機(jī)中，由于空氣進(jìn)入擴(kuò)壓器4的進(jìn)氣角度會(huì)在葉輪2的進(jìn)氣量變化時(shí)改變，因此即使例如在一定的進(jìn)入流量體積下從葉輪2流出的氣流方向與葉片5前緣上的翼部中線一致，但是如果進(jìn)入流量的體積發(fā)生變化，那么兩者將不再一致從而導(dǎo)致擴(kuò)壓器效率的降低。這導(dǎo)致操作范圍從喘振到扼流變得更狹窄。

因此，盡管已經(jīng)進(jìn)行過嘗試來減少弦長和葉片間間隔的比例(弦節(jié)比)以及防止在相鄰葉片之間形成喉部以便擴(kuò)大操作范圍，但是這將使轉(zhuǎn)換為靜壓力很難進(jìn)行，并且導(dǎo)致不能獲得足夠擴(kuò)壓器效率的問題。在此，喉部是指從一個(gè)垂直地從一個(gè)葉片前緣垂直下降到葉翼中心線的特定線開始延伸到一個(gè)垂直地從另一個(gè)葉片后緣垂直下降到葉翼中心線的特定線的兩個(gè)鄰近葉片之間的空間。

發(fā)明概述

考慮如上情形，本發(fā)明的目的在于提供一種離心壓縮機(jī)，該離心壓縮機(jī)甚至在葉輪的進(jìn)入流量體積改變時(shí)，都能通過阻止擴(kuò)壓器效率的降低而允許從喘振到扼流的更大操作范圍。

為解決上述問題，所應(yīng)用的一種離心壓縮機(jī)具有如下所述的結(jié)構(gòu)。也就是，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，離心壓縮機(jī)具有一個(gè)環(huán)繞一葉輪的擴(kuò)壓器，其中，該擴(kuò)壓器安裝有若干葉片組，該葉片組包括若干沿葉輪圓周方向設(shè)置的葉片，以便使葉片圍繞葉輪旋轉(zhuǎn)軸的中心同心，位于外部的葉片組的葉片越多，則葉片相對(duì)葉輪徑向的角度越小。

在該離心壓縮機(jī)中，因?yàn)閷⑷~輪所排出氣體的動(dòng)壓力轉(zhuǎn)換為靜壓力是與氣體每次穿過每個(gè)設(shè)置在同心圓內(nèi)的葉片組同時(shí)進(jìn)行的，所以在氣體穿過最外部設(shè)置的葉片組時(shí)能夠獲得高效率。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，上述第一方面的離心壓縮機(jī)的特征在于，在除了位于最接近葉輪位置處的一個(gè)葉片組之外的任何一個(gè)葉片組中，葉片組的葉片數(shù)量是該葉片組內(nèi)部的相鄰葉片組中的葉片數(shù)量的整數(shù)倍。

從葉輪排出的氣流在經(jīng)過葉片組時(shí)是沿著最靠近葉輪的葉片組中的葉片而流動(dòng)的，形成的氣流在葉片后部(外部)的翼部中線的方向上呈弧形。如果該氣流向外流動(dòng)而不會(huì)在隨后階段的每個(gè)葉片組中衰減，那么從動(dòng)壓力轉(zhuǎn)換為靜壓力就有著很高的效率。在該離心壓縮機(jī)中，除了最接近葉輪位置處的葉片組對(duì)應(yīng)若干單個(gè)葉片外，其它每個(gè)葉片組中通常設(shè)有若干持續(xù)向外排出氣體的葉片。結(jié)果，從動(dòng)壓力轉(zhuǎn)換為靜壓力有著很高的效率，由此獲得高的擴(kuò)壓器效率。

根據(jù)本發(fā)明的第三方面，上述第一方面或第二方面的離心壓縮機(jī)的特征在于，至少在最靠近葉輪的葉片組中的若干葉片能由平行于旋轉(zhuǎn)軸的軸在軸向上支承而單獨(dú)旋轉(zhuǎn)。

如果葉輪的進(jìn)氣體積變化時(shí)，從葉輪排出的氣流方向和最靠近葉輪的葉片組中的葉片前緣的翼部中線方向不再一致，由此使氣流繼續(xù)流動(dòng)以及停止降低的擴(kuò)壓器效率變得困難。因此，葉片會(huì)旋轉(zhuǎn)以便改變前緣翼部中線方向的傾度，并使其與葉輪排出的氣流方向相一致。結(jié)果，如果葉輪的進(jìn)氣體積改變時(shí)擴(kuò)壓器效率也能維持在高的水平。

根據(jù)本發(fā)明的第四方面，上述第三方面的離心壓縮機(jī)的特征在于，可旋轉(zhuǎn)葉片設(shè)置在與形成一部分?jǐn)U壓器的壁相獨(dú)立的凸緣上，并與該凸緣一起旋轉(zhuǎn)，上述壁在旋轉(zhuǎn)軸方向上與放置其間的若干葉片相分隔。

如果其構(gòu)成使得僅有上述葉片能旋轉(zhuǎn)，那么在上述形成一部分?jǐn)U壓器的壁和上述葉片之間形成一個(gè)豎立的間隙，這就會(huì)導(dǎo)致氣流擾動(dòng)以及降低擴(kuò)壓器效率。因此，如果葉片設(shè)置在上述凸緣上并與該凸緣一起旋轉(zhuǎn)，那么在上述壁和葉片之間不再有任何間隙，由此使得擴(kuò)壓器效率維持在高的水平而不會(huì)降低。

根據(jù)本發(fā)明的第五方面，上述第三方面或第四方面的離心壓縮機(jī)的特征在于，鄰接可旋轉(zhuǎn)葉片外部的葉片組能在圓周方向上轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)維持住若干單個(gè)葉片的設(shè)置。