[發明專利]具有穩定和加強結構的旋轉式壓縮機

無效

• 申請號: 93108530.6
• 申請日: 1993-07-14
• 公開（公告）號: CN1045812C
• 公開（公告）日: 1999-10-20
• 發明（設計）人: 彼得·姚·唐
• 申請（專利權）人: 聯合信號股份有限公司
• 主分類號: F04D27/02
• 分類號: F04D27/02;F04D17/08
• 代理公司: 上海專利商標事務所
• 代理人: 張民華

本發明涉及一種旋轉式壓縮機，具體說涉及一種具有穩定結構的旋轉式壓縮機。

旋轉式壓縮機一般包括一安裝在旋轉軸上的可旋轉的葉輪。該葉輪上裝有若干葉片。葉片裝在輪轂上以便使之在殼體內旋轉。通過葉輪的轉動，氣體，通常是大氣空氣，通過外殼上的進口被吸進殼內，然后通過一擴壓器而進入一圍繞葉輪的渦殼通道。在渦輪增壓器的情況下，壓縮機的順葉輪可以由渦輪轉動或者在增壓器或壓氣機的情況下，采用直接的機械驅動裝置。空氣從渦殼通道排出以便為使用這種裝置的內燃機的進氣歧管提供增壓空氣。然而，這種壓縮機葉輪只在一比較狹的工作范圍內才是穩定的。如果壓縮機葉輪工作在這個范圍以外，即在通常所謂的喘振區工作，就會帶來具有危險的不穩定性。

因此，人們希望能在保持最大氣體動力效率的同時，擴大壓縮機葉輪的工作范圍。美國專利4743161號中揭示了一種提高壓縮機葉輪的工作范圍的方法。該專利中所提出的壓縮機輪沿殼體的周圍具有按圓周間隔排列的空氣口或開孔以允許雙方向氣流進入壓縮機葉片的上游和下游側邊之間的壓縮機葉輪的區域，這樣的結構布置，使葉輪結構復雜化，從而制作較麻煩。

在歐洲專利EP-0348674A1中揭示了一種具有穩定結構的離心式壓縮機，所述穩定結構包括一穩定槽、一穩定環和若干穩定葉片組成；所述穩定環是設置在所述穩定凹槽內，位于葉輪之前和輸送介質主流動之外，而所述若干葉片是安裝在所述穩定環的外周上并緊固在所述凹槽內。這樣的布置雖然可使壓縮機處于小流量即部分負荷下抑制喘振現象以獲得較穩定的流動特性，從而擴大其工作范圍，但是其結構比較復雜，即穩定環與穩定葉片和槽之間的固定關系較復雜，且穩定環外徑與葉輪進口外徑要保持精確比例，因而加工制造工藝較煩復；另外葉輪的葉片并未采用加強結構，從而葉輪的轂的尺寸就較大，這樣實際上還不能有效地完全避免小負荷時的喘振現象。

因此，為克服上述已有技術中所存在的不足之處，本發明的目的是提供一種具有結構簡單但可有效消除低負荷喘振現象以穩定工作，從而擴大有效工作范圍的穩定裝置的旋轉式壓縮機。

為實現上述目的，本發明提供一種具有穩定和加強結構的旋轉式壓縮機，它包括一具有一進口的殼體，所述殼體上形成一圓周方向延伸的槽；一在殼體內可旋轉地安裝著的葉輪，所述葉輪包括一可以繞旋轉軸線旋轉的轂，和從所述轂向外延伸的葉片；所述葉片具有一自由邊，所述殼體包括一與所述自由邊一部分基本上共形的共形部分，兩者配合在它們之間形成一第一間隙；以及一環，該槽圍繞所述環，所述槽與所述環一起在其間形成所述第二間隙；其中，所述環圍繞所述葉片的所述自由邊的前沿邊部分設置，并可與所述葉片一起相對于所述殼體旋轉；所述共形部分延伸過所述環以形成一與自由邊和共形部分之間的第一間隙連通的氣流通路。

由于該環有加強葉片強度的作用，因此輪轂的面積可以縮小，從而可以減小喘振范圍。殼體上有一條槽圍繞在環的四周，在槽的底部和環之間形成一個間隙，此間隙大于葉片自由邊及共形壁之間的間隙，從而擴大了已有技術的工作范圍而用不著在殼體壁上提供對空氣動力學來說產生擾動的孔或開口。

本發明的這些和別的特點通過下面結合附圖所作的描述將變得更為明顯。附圖中：

圖1是按照本發明的旋轉式壓縮機的截面圖；

圖2是圖1中畫有圈圈的那一部分的放大圖。

現請參閱圖1及圖2。圖中用編號10表示的是采用本發明的壓縮機。此壓縮機包括一形成氣體進口區域14的殼體12，一共壁部分16，一擴壓區18和一輪出的渦殼20，此渦殼20圍繞著圖中用編號22表示的壓縮機葉輪。如果壓縮機10是用于壓縮來自大氣的空氣為發動機提共增壓空氣的，則氣體進口14通過一通常的空氣濾清器(圖中未畫出)與周圍大氣相通。被壓縮的大氣空氣，在經過壓縮機葉輪22之后，排入渦殼20，此渦殼20與內燃機(圖中未畫出)進氣歧管相連，由此壓縮機10向內燃機提供增壓空氣。

壓縮機輪22包括一具有輪廓線的轂24，該輪廓有一沿圓周延伸的外曲面26。該壓縮機輪安裝在軸28上。如果壓縮機裝置10是一廢氣驅動的渦輪增壓器的一部分，則有一透平葉輪(圖中未畫出)安裝在軸28的另一端，以本技術領域的技術人員所熟知的方式使軸28轉動。本技術領域的人也都知道，軸28也可以由機械裝置驅動，例如由傳動帶傳動。