[實用新型]一種具有弧形縫的壓縮機機匣

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720330919.6
• 申請日: 2017-03-31
• 公開（公告）號: CN206723141U
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張一帆;竇華書;張煒;魏義坤;陳小平;楊徽
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江理工大學(xué)
• 主分類號: F04D29/54
• 分類號: F04D29/54;F04D29/66
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙)33240
• 代理人: 杜軍

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于軸流式壓縮機領(lǐng)域，具體涉及一種具有弧形縫的壓縮機機匣。

背景技術(shù)

當(dāng)代能源工業(yè)、化工工業(yè)及航空工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)，軸流壓縮機作為一種流體輸送機械得到了廣泛應(yīng)用。然而隨著壓縮機壓縮比的提高，壓縮機的工作范圍受到了較大影響，其效率也明顯下降。國內(nèi)外學(xué)者經(jīng)過長期研究發(fā)現(xiàn)，壓縮機內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)失速現(xiàn)象是導(dǎo)致上述問題的主要原因。由于旋轉(zhuǎn)失速現(xiàn)象的存在，壓縮機的工作范圍縮小，效率下降，壓縮機內(nèi)零部件也受到了一定程度的損壞。機匣處理是一種改善壓縮機的氣動穩(wěn)定性的有效方式。機匣處理結(jié)構(gòu)形式主要包括周向槽式和軸向縫式處理。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供一種具有弧形縫的壓縮機機匣，使得軸流壓縮機在保持原有的壓比特性和工作效率基本不變的前提下，穩(wěn)定工作范圍得到提升。

本實用新型包括機匣體；所述的機匣體呈圓管狀；機匣體的壁厚為a，a的值取5～10mm中的一個值，內(nèi)徑為s，s的值取100～500mm中的一個值。機匣體的端面上開設(shè)有沿機匣體周向均布的n個弧形縫，n的值為s取值除以k后四舍五入取整所得值，8≤k≤10。所述的弧形縫連通機匣體的兩端端面，且弧形縫的頂部與機匣體的內(nèi)壁連通?；⌒慰p在機匣體端面上的投影由第一圓弧、第二圓弧和連接半圓弧組成。第一圓弧與第二圓弧通過連接半圓弧連接；第二圓弧的半徑為a的十分之四。第一圓弧與第二圓弧同心且均為四分之一圓弧。第一圓弧半徑比第二圓弧半徑大b，b的值取a的五分之一。

相鄰兩個弧形縫之間均設(shè)有直槽組，直槽組開設(shè)在機匣體內(nèi)壁上。所述的直槽組由第一直槽、兩個第二直槽、兩個第三直槽和兩個第四直槽組成。所述的第一直槽開設(shè)在相鄰兩個弧形縫的正中位置。兩個第二直槽、兩個第三直槽和兩個第四直槽分別對稱開設(shè)在第一直槽的兩側(cè)。第一直槽、第二直槽、第三直槽和第四直槽由內(nèi)至外依次排布。第一直槽、第二直槽、第三直槽和第四直槽的槽寬均為3L。L的值取s的三千六百分之一。

所述的第一直槽的槽深為3mm，第二直槽的槽深H1＝3-c，第三直槽的槽深H2＝3-2c，第四直槽的槽深H3＝3-3c，c的值取0.3～0.7mm中的一個值。

所述的第一直槽與第二直槽的間距為L，第二直槽與對應(yīng)側(cè)第三直槽的間距為2L，第三直槽與對應(yīng)側(cè)第四直槽的間距為3L。

本實用新型具有的有益效果是：

1、本實用新型能夠削弱葉頂間隙的氣體流動強度，抑制旋轉(zhuǎn)失速團(tuán)。

2、本實用新型利用了回流具有周向速度這一特點，在機匣中設(shè)置弧形縫，進(jìn)而降低主流與回流的摻混損失，提高壓縮機的效率。

3、本實用新型在工作過程中，直槽組內(nèi)會形成極小的漩渦，這些旋渦能夠使得主流與機匣內(nèi)壁的接觸減小，起到減小阻力作用。

4、本實用新型的直槽組中不同直槽由兩側(cè)往中間逐漸變密并逐漸變深，能夠更好地適應(yīng)來流，起到導(dǎo)流作用。

附圖說明

圖1為本實用新型的俯視圖；

圖2為圖1中A部分的局部放大圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步說明。

如圖1和2所示，一種具有弧形縫的壓縮機機匣，包括機匣體1，機匣體1呈圓管狀。機匣體1的壁厚a＝7mm，內(nèi)徑s＝480mm。

機匣體1的端面上開設(shè)有沿機匣體1周向均布的n個弧形縫12，n的值為s取值除以八后四舍五入取整所得值?；⌒慰p12連通機匣體1的兩端端面，且弧形縫12的頂部與機匣體1的內(nèi)壁連通?；⌒慰p12在機匣體1端面上的投影由第一圓弧122、第二圓弧123和連接半圓弧121組成。第一圓弧與第二圓弧通過連接半圓弧連接；第二圓弧的半徑為a的十分之四。第一圓弧與第二圓弧同心且均為四分之一圓弧。第一圓弧半徑比第二圓弧半徑大b，b的值取a的五分之一。

相鄰兩個弧形縫12之間均設(shè)有直槽組13，直槽組13開設(shè)在機匣體1內(nèi)壁上。直槽組13由第一直槽、兩個第二直槽、兩個第三直槽和兩個第四直槽組成。第一直槽開設(shè)在相鄰兩個弧形縫12的正中位置。兩個第二直槽、兩個第三直槽和兩個第四直槽均對稱開設(shè)在第一直槽的兩側(cè)。第一直槽、第二直槽、第三直槽和第四直槽由內(nèi)至外依次排布。第一直槽、第二直槽、第三直槽和第四直槽的槽寬均為3L。L的值取s的三千六百分之一。第一直槽的槽深為3mm，第二直槽的槽深為2.5mm，第三直槽的槽深為2mm，第四直槽的槽深為1.5mm。第一直槽與第二直槽的間距為L，第二直槽與對應(yīng)側(cè)第三直槽的間距為2L，第三直槽與對應(yīng)側(cè)第四直槽的間距為3L。

該具有弧形縫的壓縮機機匣的回流引導(dǎo)過程如下：

將機匣體1裝入壓縮機，使得機匣體1的入風(fēng)端靠近壓縮機葉輪的入風(fēng)口，在機匣體1的入風(fēng)端端面上，弧形縫12的頂部位于該弧形縫12底部的順時針方向上。壓縮機啟動，氣流從機匣體1的入風(fēng)端流向出風(fēng)端，形成主流。由于主流在靠近機匣體1內(nèi)壁處流動較不穩(wěn)定，易發(fā)生分離，故直槽組內(nèi)部會產(chǎn)生漩渦。漩渦起到阻隔主流與機匣體1內(nèi)壁的作用，減小了主流與機匣體1內(nèi)壁的摩擦損失。由于葉輪上各葉片的幾何結(jié)構(gòu)存在差異且主流具有不均勻性，葉輪內(nèi)部氣流會發(fā)生旋轉(zhuǎn)失速，部分主流在葉頂間隙處產(chǎn)生從機匣體1的出風(fēng)端流向入風(fēng)端的回流。回流氣體從機匣體1的出風(fēng)端端面上流入弧形縫12，由于回流氣體具有周向速度，因此回流氣體能夠在沿弧形縫向機匣體的入風(fēng)端流動的同時向機匣體內(nèi)側(cè)流動。最終，脫離弧形縫12的回流與主流匯合，此時的匯合過程溫和，摻混損失較小。