[發明專利]離心式壓氣機內循環裝置

無效

• 申請號: 201310211471.2
• 申請日: 2013-05-30
• 公開（公告）號: CN103277344A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 張博;么克東;高博
• 申請（專利權）人: 中國北車集團大連機車研究所有限公司
• 主分類號: F04D29/50
• 分類號: F04D29/50
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 趙淑梅;李洪福

技術領域

本發明涉及一種提高離心式壓氣機喘振裕度，擴大渦輪增壓器匹配工況范圍的內循環裝置，具體地說是一種離心式壓氣機內循環裝置。

背景技術

目前，為滿足柴油機降低排放和單缸功率密度增大等要求，使得渦輪增壓器必須滿足在全工況范圍內匹配效率最佳，這也必將使渦輪增壓器靠近喘振線運行，這樣也就限制了渦輪增壓器的匹配工況的范圍。單一地使用傳統設計來調整渦輪增壓器的壓氣機性能曲線，已不能滿足寬泛的匹配工況和喘振裕度的要求。因此，設計一種在既有葉輪設計的基礎上，提高離心式壓氣機喘振裕度，擴大渦輪增壓器匹配工況范圍的裝置成為現階段亟待解決問題。

發明內容

根據上述提出的技術問題，而提供一種離心式壓氣機內循環裝置。本發明主要通過增設回流體形成氣體流道，從而起到提高喘振裕度的效果。

本發明采用的技術手段如下：

一種離心式壓氣機內循環裝置，包括固定在葉輪外側的葉輪罩殼和與所述葉輪罩殼前端固定的進氣彎管，其特征在于：在所述葉輪罩殼和所述進氣彎管所構成的內壁上設有回流體，所述回流體與所述內壁之間形成有可供氣體流通、提高喘振裕度的流道，所述流道的兩端分別與所述內壁形成開口和喉口。

優選地，所述喉口的中心位置與所述葉輪的進氣喉口中心位置沿子午流道平齊；所述開口設置在所述葉輪的前端，所述開口的中心位置距所述葉輪的葉片進氣邊的軸向距離為0.125-0.25倍葉輪直徑。

優選地，所述喉口的面積為所述葉輪喉口面積的11%-21%。在本發明的結構中，氣體進入離心式壓氣機內循環裝置的流量占壓氣機進氣總流量的比例為0.4%-1.2%，而流量比是理論計算值求得，不具備實際操作性，因此，本發明采用喉口面積與葉輪面積的比例定義更加具體。

優選地，所述開口的面積為所述喉口面積的2-6倍。

優選地，所述流道為光滑的、流道面積單調變化且無突變的流道。

較現有技術相比，本發明主要在現有的離心式壓氣機的葉輪罩殼與葉輪結構之間增設回流體結構，回流體與內壁之間形成流道，從而形成內循環系統；本發明的回流體結構可僅設置在葉輪罩殼上，只要滿足流道開口和喉口的位置要求即可，也可同時跨越進氣彎管和葉輪罩殼設置在其內壁上，只要滿足流道光滑過度，流道開口和喉口位置要求即可。

當葉輪的流動即將發生分離時，葉輪前壓力降低，壓力差會通過流道喉口將已吸入的氣體回流至葉輪前端，來推遲喘振的發生；當葉輪的流動即將阻塞時，氣流將通過流道開口補充進氣，從而加大了阻塞流量。通過以上方式，擴大了渦輪增壓器的匹配工況范圍。其中，流道的開口至喉口的流道設計要保證光滑過渡，面積單調變化且無突變，從而達到氣流無阻力的流通。

本發明可大幅度提壓氣機喘振裕度，氣體流量范圍增大約14%左右。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明。

圖1是本發明的結構示意圖。

圖中：1、回流體2、葉輪罩殼3、葉輪4、進氣彎管5、流道51、開口52、喉口

具體實施方式

如圖1所示，一種離心式壓氣機內循環裝置，包括固定在葉輪3外側的葉輪罩殼2和與所述葉輪罩殼2前端固定的進氣彎管4，在所述葉輪罩殼2和所述進氣彎管4所構成的內壁上設有回流體1，所述回流體1與所述內壁之間形成有可供氣體流通、提高喘振裕度的流道5，所述流道5的兩端分別與所述內壁形成開口51和喉口52。

所述喉口52的中心位置與所述葉輪3的進氣喉口中心位置沿子午流道平齊；所述開口51設置在所述葉輪3的前端，所述開口51的中心位置距所述葉輪3的葉片進氣邊的軸向距離為0.125-0.25倍葉輪直徑。

所述喉口52的面積為所述葉輪3喉口面積的11%-21%。

所述開口51的面積為所述喉口52面積的2-6倍。

所述流道5為光滑的、流道面積單調變化且無突變的流道。

實施例1

一種離心式壓氣機內循環裝置，葉輪3直徑為280mm，葉輪3喉口面積為134.967cm²，喉口52面積為19.458cm²，為葉輪3喉口面積的14.4%；開口51中心位置距壓氣機葉輪3葉片進氣邊軸向49.56mm，占葉輪3直徑的0.177；開口51的面積為51.174cm²，為喉口52面積的2.63倍。本裝置較現有裝置相比，壓氣機的喘振裕度提高了14%，壓氣機80%以上效率區域也相應增大。

以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。