[發明專利]用于具有寬斷流間隙的內燃機的側通道鼓風機

有效

• 申請號: 201580072911.8
• 申請日: 2015-12-11
• 公開（公告）號: CN107110169B
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: M.布特羅斯-米卡希爾;R.彼得斯
• 申請（專利權）人: 皮爾伯格有限責任公司
• 主分類號: F04D23/00
• 分類號: F04D23/00;F04D29/16;F04D29/26;F04D29/40;F04D5/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 郝俊梅

已知一種用于內燃機的側通道鼓風機，包括：氣流外殼、轉子(16)、轉子葉片(32)、徑向間隙(52)、進口(18)和出口(30)以及兩個連接進口(18)與出口(30)的氣體輸送通道(20、22)、驅動裝置(14)以及在出口(30)與進口(18)之間的斷流區(58)，所述轉子可旋轉地安裝在氣流外殼中；所述轉子葉片設計在轉子(16)徑向外部的區域，以及設計為朝徑向外部開口；所述徑向間隙(52)在轉子(16)與徑向圍繞轉子(16)的外殼壁(54)之間；所述氣體輸送通道(20、22)與轉子葉片(32)沿軸向相對置地設計在氣流外殼中，以及通過轉子葉片(32)之間的空隙互相流體連通；借助所述驅動裝置(14)可以驅動轉子(16)；輸送通道(20、22)在斷流區(58)內沿周向截斷。為了在保持輸送能力不變的同時，能基于較大的公差低成本地制成鼓風機，并使鼓風機變得對結冰和污垢不敏感，按本發明建議，在整個斷流區(54)內，在轉子(16)與構成徑向邊界的外殼壁(54)之間的徑向斷流間隙(64)，相當于轉子直徑的0.005至0.03倍。

技術領域

本發明涉及一種用于內燃機的側通道鼓風機，包括：氣流外殼、轉子、轉子葉片、徑向間隙、進口和出口以及兩個連接進口與出口的氣體輸送通道、驅動裝置以及在出口與進口之間的斷流區，所述轉子可旋轉地安裝在氣流外殼中；所述轉子葉片設計在轉子徑向外部的區域，以及設計為朝徑向外部開口；所述徑向間隙在轉子與徑向圍繞轉子的外殼壁之間；所述氣體輸送通道與轉子葉片沿軸向相對置地設計在氣流外殼中，以及通過轉子葉片之間的空隙互相流體連通；借助所述驅動裝置可以驅動轉子；輸送通道在斷流區內沿周向截斷。

背景技術

側通道鼓風機或泵是眾所周知的并在許多應用中有說明。在汽車中它們例如用于輸送燃料，或用于將二次空氣吹入排氣系統，或用于為PEM燃料電池系統輸送氫。驅動通常借助電動機實現，轉子安裝在它的輸出軸上。已知一些側通道鼓風機，它們僅在轉子一個軸向側的一個外殼部分內設計一個輸送通道，還已知一些側通道鼓風機，它們在轉子兩個軸向側設計輸送通道，其中這兩個輸送通道互相流體連通。在這種側通道鼓風機中，輸送通道之一大多設計在一個用作蓋的外殼部分內，而另一個輸送通道則設計在通常在其上固定驅動器的那個外殼部分內，轉子至少防旋轉地安裝在驅動器的軸上。轉子在其圓周基本上設計為，使它與圍繞轉子的這個輸送通道或圍繞轉子的這些輸送通道形成一個或兩個環形渦流通道。

在具有兩個軸向對置的渦流通道的側通道鼓風機中，轉子葉片沿一個徑向段分成兩個配屬于各自相對置的輸送通道的軸向段。在轉子葉片之間形成間隔，當轉子旋轉時在此間隔內輸送的流體通過轉子葉片獲得周向和徑向加速度，從而在輸送通道中形成環形渦流。此外，在設計為徑向開口的轉子中，大多通過在轉子的徑向端與徑向對置的外殼壁之間的間隙，形成輸送通道溢流。

為達到盡可能良好地輸送或升壓，在輸送氣體和液體時，基于在輸送可壓縮或不可壓鎖或能小量壓縮的介質時不同的特性，采取不同措施。

此外，在側通道鼓風機中輸送時應注意噪聲發生，此時在斷流區始端直接在掠過每個轉子葉片后出現聲干擾的壓力沖擊波，因為在轉子葉片之間的間隔內尚存在被壓縮的氣體，它并沒有完全經出口排出，并在到達斷流區時突然朝其壁加速。其結果是導致發出明顯升高的噪聲。

基于上述原因，巳知斷流區的一些不同的出口結構和構型。例如在DE102010046870A1中建議一種側通道鼓風機，其中在出口后方，在構成徑向邊界的外殼壁上設計一些凹槽，它們沿周向經過多個葉片間距延伸，從而在外殼璧上形成分階段的斷流區。雖然由此改善噪聲的發生，然而按這種設計斷流區經過一個超過60°的圓周角延伸，由此降低鼓風機可能的輸送能力并因而降低效率，因為縮短了可提供使用于增壓的路徑。此外，用于防止從出口經斷流區直接到進口短路流動的徑向斷流間隙只有約0.3mm。其結果是，當在內燃機中使用這種鼓風機時，在外界溫度低于冰點的情況下，間隙中的冷凝物會凍結并使轉子卡殼。除此之外，在制造和裝配時應遵照非常準確的公差，以防轉子與外殼壁接觸。