[發明專利]徑流式壓縮機擴散器

無效

• 申請號: 201080043329.6
• 申請日: 2010-09-23
• 公開（公告）號: CN102686889A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 讓-保羅·科莫爾;西奧多·瓦爾曼
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: F04D29/44
• 分類號: F04D29/44
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 張春水;田軍鋒

技術領域

本發明涉及一種用于徑流式壓縮機級的徑流式壓縮機擴散器，其中徑流式壓縮機擴散器具有徑流式壓縮機出口葉片組。

背景技術

徑流式壓縮機級應用在渦輪壓縮機的不同的構造形式中。在此，按照應用領域區分在徑流式壓縮機級中的導流裝置的類型。在徑流式壓縮機中的導流裝置具有葉輪、徑向擴散器和流出殼體作為基本元件。這尤其涉及單級徑流式壓縮機的、變速壓縮機的各個級的或者多級單軸壓縮機的末級的導流裝置。徑向擴散器既能構造為無葉片的擴散器也能構造為安裝葉片的擴散器。流出殼體通常構造為螺旋形的殼體。

為了實現更好的工作特性，螺旋形殼體設計并且構成為，使得在葉輪外周上的或者在徑向擴散器的外周上的靜壓力是恒定的。為此必需的是，螺旋部的流動橫截面精確匹配于存在于徑向擴散器的出口處的流動數據。但是，因為流動數據在沿著壓縮機特征曲線工作時發生變化，所以該匹配常常僅非常不完整地實現：例如，螺旋部僅對于特定設計點精確匹配于流動數據，而在壓縮機的其他工作點（“非設計工作點”）上不存在螺旋部的特別的匹配。換而言之，根據相應的工作點，在一方面葉輪和擴散器和另一方面螺旋形殼體之間或多或少存在大的空氣動力錯誤匹配，這相應地導致對于徑向擴散器的工作性能的負作用。

下面，為了實現在葉輪外周或者擴散器外周上的恒定的靜壓力，示例地說明一種用于計算螺旋形殼體的橫截面尺寸的運算過程，該計算過程在Eckert/Schnell，“Axial-und?Radial-Kompressoren（軸流式壓縮機和徑流式壓縮機）”，Springer?Verlage，1961，417頁以及之后）中加以說明。因此，螺旋部尺寸參數C用作為用于橫截面尺寸的重要參數，所述螺旋部尺寸參數如下計算：

C=720π·cu·rQ,]]>

其中c_u：流速的在進入到螺旋部中的入口處的用于螺旋部設計點的切向分量，r：在螺旋部入口處的半徑，Q：在進入到螺旋形中的入口處的用于螺旋部設計點的體積流量，π：圓周率。

由此變形之后得出：

C=360b·tanαC]]>

或者

αC=arctan(360b·C),]]>

其中b：在螺旋部入口處的擴散器寬度。

因此適用的是：對于具有特征在于螺旋部尺寸參數C的給定螺旋部的壓縮機級而言，當流動角度根據上述關系設定為數值α_C時，則精確實現在葉輪外周或者擴散器外周上的恒定的壓力。在螺旋部入口處出現的流動角度α的特征在于葉輪和所述流動在徑向擴散器中的繼續發展。該角度決不是恒定的，而是沿著壓縮機特征曲線變化。因此，僅在適用α=α_C的特殊工作點上觀察到在葉輪、擴散器和螺旋部之間的最佳的相匹配。在偏離于該工作點的工作點中由于α≠α_C而可預期損失。