[發明專利]一種離心壓氣機

在審

• 申請號: 201910510342.0
• 申請日: 2019-06-13
• 公開（公告）號: CN110296088A
• 公開（公告）日: 2019-10-01
• 發明（設計）人: 張陽柳
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: F04D17/10
• 分類號: F04D17/10;F04D25/06;F04D29/054;F04D29/44;F04D29/28
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 陳星

本發明公開了一種離心壓氣機，由中央葉片、外緣葉片、轉動軸、二次擴壓葉片、整流葉片和葉輪組成；葉輪與轉動軸配合安裝，電機輸出軸與轉動軸通過聯軸器連接，并通過變速裝置變速后為轉動軸傳遞動力；葉輪逆時針旋轉，壓氣機進入工作狀態。中央葉片與葉輪內腔壁形成梯形擴張通道，用于引導氣體流入葉輪并進行加速增壓。外緣葉片固定于葉盤上并對氣體產生剪切作用，對被整流葉片減速增壓的氣體進行加速增壓；二次擴壓葉片進行擴壓處理，將氣體的動能轉化為靜壓能，增大氣體壓強。壓氣機通過增大進氣面積提高進氣量；通過在內腔添加整流葉片，對增壓加速后的氣體進行擴壓來降低氣流的速度，實現增大葉輪外緣葉片對氣體的做功能力。

技術領域

本發明涉及壓氣機技術領域，具體地說，涉及一種離心壓氣機。

背景技術

單級離心式壓氣機在小型燃機結構設計中應用較廣泛，功率為100kW～5MW功率的燃機均可采用這種結構。尤其對于兆瓦級功率段的應用，單級壓氣機具有結構簡單、尺度小、維護方便、故障率低、壽命長、可靠性高的特點。但同時為了保證燃機設計功率指標的實現，需要壓氣機具有較高的壓比參數。對于國內自主研發的同功率段燃機壓氣機葉輪而言，最高設計壓比參數可達到4.3，而國外單級離心壓氣機的壓比參數最高可達到9，無法適應兆瓦級燃機對高壓比的需求。

現有技術中CN108757559A公開了“一種單級分段式離心壓氣機葉輪結構”，該葉輪結構包括依次布置在轉子軸上的第一葉輪段、第二葉輪段和第三葉輪段，各葉輪盤上均設有臺階形裝配面并徑向過盈配合裝配成一體，錐套在徑向上過盈配合安裝在第一葉輪段的外側臺階形裝配面上，軸封通過螺紋緊固在轉子軸上，并在軸向上壓緊錐套，且軸封與轉子軸之間安裝有限位銷，第二葉輪段、第三葉輪段的葉片數量相等且在周向位置上一一對應連接，第一葉輪段的葉片在周向上與第二葉輪段的葉片錯位布置，且第一葉輪段的葉片進口型線采用折彎型線。雖然增強了進口葉輪段的整流、預壓縮作用，增加了入口通流面積，提高流體流量，并降低了氣流損失，利于在進口葉輪段獲得較高初壓的氣流，但并未提高離心壓氣機在徑向的增壓能力，現有技術中存在以下缺陷:增壓中的氣體動能增大，氣體的切向速度和徑向速度增大，不利于葉片外緣對氣體的做功，單級增壓困難。

發明內容

為避免現有技術存在的不足，本發明提出一種離心壓氣機；該壓氣機通過增大進氣面積，增大導葉徑向長度，實現提高進氣量；通過在內腔中添加整流葉片，對增壓加速后的氣體進行擴壓來降低氣流的速度，實現增大葉輪外緣葉片對氣體的做功能力。壓氣機具有結構簡單、尺度小、維護方便、故障率低、壽命長、可靠性高的特點。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:包括中央葉片、外緣葉片、轉動軸、二次擴壓葉片、整流葉片和葉輪，所述葉輪為圓盤形，中心設有圓通孔與轉動軸配合安裝，電機輸出軸與轉動軸通過聯軸器連接，并通過變速裝置變速后為轉動軸傳遞動力；葉輪逆時針旋轉，壓氣機進入工作狀態；中央葉片與葉輪內腔壁形成梯形擴張通道，氣流通道用于引導氣體流入葉輪，并進行加速增壓；

所述外緣葉片為直板型，外緣葉片與徑向夾角為20～60°，外緣葉片高度大于中央葉片外緣高度，外緣葉片數量多于中央葉片數量，外緣葉片固定于葉盤上，葉盤旋轉對氣體產生剪切作用，對被整流葉片減速增壓的氣體進行二次加速增壓，二次擴壓葉片進行二次擴壓處理后，將氣體的動能轉化為靜壓能，增大氣體壓強。

所述整流葉片截面形狀為直角梯形，向外擴張成外高內低，梯形斜邊固定有豎直葉片，整流葉片與內腔壁形成梯形擴張通道，流通截面積增大使氣體減速增壓。

有益效果