[發明專利]一種軸流式渦輪機可變擴張比耐高溫的消聲擴壓器

有效

• 申請號: 202110206899.2
• 申請日: 2021-02-23
• 公開（公告）號: CN112796890B
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 溫華兵;劉偉;錢徐芹;渠浩
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: F02C7/24
• 分類號: F02C7/24;F02C7/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 徐澍

本發明公開了一種軸流式渦輪機可變擴張比耐高溫的消聲擴壓器，包括外殼和內殼，所述外殼為倒置圓臺形筒狀體，其底部設有用于連接的內外凸緣，所述內殼為由若干片子母板搭接圍成的能張能收的倒置圓臺形筒狀體，其頂端設有外檐，所述內殼與所述外殼同軸心穿裝在所述外殼中，其頂端外檐蓋壓在所述外殼的頂端端面上，其底端通過彈簧鉸鏈固定連接在所述外殼底端設有的環形內凸緣上，所述外殼與所述內殼之間設有環形空腔，所述外殼內壁設有吸聲材料，所述子母板設置有若干通孔。本發明的消聲擴壓器不僅能調節擴張比，能有效提升渦輪機變工況運行時的效率的同時還能改善渦輪機噪聲問題。

技術領域

本發明涉及一種軸流式渦輪機消聲擴壓器，特別涉及一種軸流式渦輪機可變擴張比耐高溫的消聲擴壓器，屬于動力設備性能提升領域。

背景技術

近年來，隨著對于內燃機尾氣排放的控制和能源節約的要求越來越嚴格，增壓技術得到了巨大的發展。增壓器通常所采用的單級軸流式渦輪，要求從渦輪進氣殼、噴嘴環、動葉到渦輪排氣殼的每一個燃氣所通過的部件，都要求最小的空氣動力損失。然而在渦輪動葉出口處的燃氣具有很高的速度，如不加以利用，就以動能形式損失掉，俗稱渦輪的余速損失，且膨脹比越大，這一損失占渦輪總焓降比例也就越大。除此之外，伴隨著增壓比的提升，往往帶來較高的噪聲水平，嚴重影響了所從事行業人員的身心健康。

目前，國內外增壓器廠家均在排氣道進口處添加一短的軸向排氣擴壓器。在擴壓器結構參數中出口面積與入口面積之比稱為擴張比，擴張比是影響擴壓器效率的一個主要因素，通常擴張比應設在2.5左右，然而因增壓器經常在變工況下運行，在目前的擴壓器中，一旦擴張比確定后，便不能改變，導致渦輪機在某些工況下運行余速損失很大。此外，普通的擴壓器幾乎不會降低渦輪機的噪聲水平。

申請號為CN201110421605.4，名稱為一種燃氣輪機波浪形擴壓器。該發明專利涉及燃氣輪機擴壓器出口形狀設計，主要解決了氣流在周向上的分配和沖擊位置，減小氣流在燃燒室腔內的流阻損失問題，該發明專利主要提出一種新線型來減小燃氣輪機過渡段周圍氣流速度和壓力不均勻度，然而由于其線型的固定，當渦輪機變工況運行時，流場特性的變化，導致出口流量的變化，當運行至大流量工況時，較小的出口帶來的效率下降問題無法得到實質性改善。

發明內容

本發明的目的是為了克服上述現有技術存在的技術問題和缺陷，提供一種軸流式渦輪機可變擴張比耐高溫的消聲擴壓器。

本發明設計的可調節擴張比結構，并采用耐高溫吸聲材料與穿孔板構建了阻抗復合式消聲結構，在有效提升渦輪機變工況運行時的效率的同時還能改善渦輪機噪聲問題。

為達到上述目的，本發明實現目的所采取的技術方案是：

一種軸流式渦輪機可變擴張比耐高溫的消聲擴壓器，包括外殼2和內殼10所述外殼2為倒置圓臺形筒狀體，其底部設有用于連接的內外凸緣，所述內殼10為由若干片子母板1搭接圍成的能張能收的倒置圓臺形筒狀體，其頂端設有外檐1-3，所述內殼10與所述外殼2同軸心穿裝在所述外殼2中，其頂端外檐1-3蓋壓在所述外殼2的頂端端面上，其底端通過彈簧鉸鏈3固定連接在所述外殼2底端設有的環形內凸緣上，所述外殼2與所述內殼10之間設有環形空腔9，所述外殼2內壁設有吸聲材料7，所述子母板1設置有若干通孔8。

進一步優選，所述內殼10收縮狀態的出口半徑為r₂，入口半徑為r₁，r₂比r₁為(1.36-1.45)：1。

進一步優選，所述環形空腔9的間距d₁在50mm-150mm范圍內。

進一步優選，所述子母板1為4片，每片所述子母板1右端外壁沿母線設有一條凹陷的階梯狀搭接面A1-2，左端內壁沿母線設有一條凹陷的階梯狀搭接面B1-1，其中所述搭接面1-2和搭接面1-1的寬度均為10mm-120mm，所述階梯的高度均為2mm-5mm。