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具有階梯殼體輪廊的旋轉(zhuǎn)式壓縮機的制作方法

文檔序號:5444347閱讀:227來源:國知局
專利名稱:具有階梯殼體輪廊的旋轉(zhuǎn)式壓縮機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)式壓縮機。
旋轉(zhuǎn)式壓縮機一般包括一安裝在旋轉(zhuǎn)軸上的可旋轉(zhuǎn)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(nèi)旋轉(zhuǎn)。通過葉輪的轉(zhuǎn)動,氣體,通常是大氣空氣,通過外殼上的進口被吸進殼內(nèi),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,壓縮機的葉輪可以由渦輪轉(zhuǎn)動,或者,在增壓器或壓氣機的情況下,采用直接的機械驅(qū)動裝置。空氣從渦殼通道排出以便為使用這種裝置的內(nèi)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(nèi)才是穩(wěn)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(qū)工作,就會帶來具有危險的不穩(wěn)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輪的工作范圍的方法。該專利中所提出的壓縮機葉輪上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的氣流進入壓縮機葉片的上游和下游側(cè)邊之間的壓縮機葉輪的區(qū)域。
本發(fā)明提供一種沿圓周延伸、圍繞著壓縮機葉片的前沿邊的環(huán)。該環(huán)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(huán)的四周,在槽的底部和環(huán)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(shù)的工作范圍而用不著在殼體壁上提供對空氣動力學(xué)來說產(chǎn)生擾動的孔或開口。
本發(fā)明的這些和別的特點通過下面結(jié)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(fā)明的壓縮機裝置的截面圖;
圖2是圖1中畫有圈圈的那一部分的放大圖。
現(xiàn)請參閱圖1及圖2。圖中用編號10表示的是采用本發(fā)明的壓縮機。此壓縮機包括一殼體12,殼體形成一氣體入口區(qū)域14,一共型壁部分16,一擴壓區(qū)18和一輸出的渦殼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(fā)動機提供增壓空氣的,則進口孔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(jīng)過壓縮機葉輪22之后,排入渦殼20,此渦殼20與內(nèi)燃機(圖中未畫出)進氣歧管相連,由此壓縮機10向內(nèi)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(qū)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(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知的方式轉(zhuǎn)動軸28。本技術(shù)領(lǐng)域的人也都知道,軸28也可以由機械裝置驅(qū)動,例如由傳動帶傳動。
多個沿圓周間隔設(shè)置的葉片30從轂24的表面26伸出,葉片30具有使空氣動力效率達到最大的構(gòu)形。每一葉片30有一在圖中用編號32表示的自由邊緣,自由邊緣32包括一進口邊緣部分34,進入空氣進氣口14的空氣撞擊在它的上面,一出口邊緣部分36,它面向擴壓器18,該自由邊并與殼體12的共形壁16的形狀一致,從而在兩者之間形成一個間隙。
在葉片30的自由邊32上固定著一作圓周延伸的環(huán),此環(huán)從前沿邊部分34作軸向延伸(相對于旋轉(zhuǎn)軸28)。為了達到空氣動力的最大的效率,環(huán)40的厚度以及環(huán)40的軸向長度應(yīng)根據(jù)葉片的設(shè)計而定,與此同時,應(yīng)保證環(huán)40有足夠的剛度以使它同時具有增強葉片30的強度的功能。如果輪22是鑄造的,則環(huán)40可以鑄成葉輪的一部分,然后進行機加工。在殼體12的共形壁16的一部分上形成有一作圓周形延伸的槽42,它基本上與軸28的旋轉(zhuǎn)軸線是同軸的。槽42的深度要安排得使槽42的沿圓周延伸的壁44及外圓周表面46之間的間隙大于葉片邊緣和壁之間的間隙。這種安排的優(yōu)點是,在高流速運行時,氣流可以從進口14流過環(huán)40的、作圓周延伸的表面46,進入葉片30的自由邊部分38和殼體共形部分16之間的間隙,而在低流速運行時,則氣流可以從葉片及壁之間的間隙進入進氣口。這種氣流的雙方流動,比之已有技術(shù)在共形壁部分16形成沿圓周間隙的孔,具有可以擴大工作范圍的優(yōu)點。由于環(huán)有加強強度的作用,轂24的厚度可以比具有同樣功能的壓縮機的厚度為小。
權(quán)利要求
1.一種壓縮機裝置,它包括一殼體(12),一在殼體(12)內(nèi)可旋轉(zhuǎn)地安裝著的葉輪(22),所述葉輪(22)包括一可以繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的轂(24),葉片(30)從所述轂(24)向外延伸。所述葉片(30)具有一自由邊(32),所述殼體(12)包括一與所述自由邊(32)一部分基本上共形的共形部分(16),兩者之間形成一第一間隙,一環(huán)(40)圍繞所述葉片(30)的所述自由邊(32)并可與所述葉片(30)一起相對于所述殼體(12)旋轉(zhuǎn),其特征在于,所述共形部分(16)延伸過所述環(huán)(40)以形成一與自由邊32和共形部分(16)之間的第一間隙連通的氣流通路。
2.如權(quán)利要求1所述的壓縮機裝置,其特征還在于,所述殼體(12)包括一進口,所述自由邊(32)包括一面對所述進口的前沿邊部分和出口邊部分,它與所述殼體(12)一起形成一第一間隙,所述環(huán)(40)圍繞所述葉片(30)的前沿邊部分。
3.如權(quán)利要求2所述的壓縮機裝置,其特征還在于,所述殼體(12)上形成一作圓周延伸的槽,該槽圍繞所述環(huán)(40),所述槽與所述環(huán)40一起在其間形成所述第二間隙。
4.如權(quán)利要求3所述的壓縮機裝置,其特征還在于,所述第二間隙大于所述第一間隙。
5.如權(quán)利要求3所述的壓縮機裝置,其特征還在于,所述槽和所述環(huán)(40)有一段與所述轂(24)的旋轉(zhuǎn)軸平行延伸的長度,所述槽的長度要大于所述環(huán)(40),以便足以允許氣體通過所述第二間隙在所述環(huán)(40)周圍流動。
6.如權(quán)利要求3所述的壓縮機裝置,其特征還在于,所述殼體(12)有一環(huán)繞所述環(huán)(40)的、作圓周延伸的槽,所述槽有一相對于所述旋轉(zhuǎn)軸作徑向延伸的深度,所述槽的深度至少形成所述第二間隙的一部分。
7.如權(quán)利要求5所述的壓縮機裝置,其特征還在于,所述環(huán)(40)固定于所述葉片(30)的所述前沿邊部分。
8.如權(quán)利要求1所述的壓縮機裝置,其特征還在于,所述殼體(12)上有一圍繞所述環(huán)(40)、作圓周延伸的槽(42),所述槽(42)與所述環(huán)(40)一起,兩者之間形成一第二間隙,所述第二間隙大于所述第一間隙。
9.如權(quán)利要求8所述的壓縮機裝置,其特征還在于,所述槽(42)和所述環(huán)(40)有一段與所述轂(24)的所述旋轉(zhuǎn)軸平行延伸的長度,所述槽(42)的長度應(yīng)大于所述環(huán)(40)的長度,足以允許氣體通過所述第二間隙在所述環(huán)(40)周圍流動。
10.如權(quán)利要求8所述的壓縮機裝置,其特征還在于,所述殼體(12)上有一圍繞所述環(huán)(40)、作圓周延伸的槽(42),所述槽(42)有一相對于所述旋轉(zhuǎn)軸作徑向延伸的深度,該槽(42)的深度至少形成所述第二間隙的一部分。
全文摘要
一種壓縮機裝置,該裝置包括一殼體(12),一可在殼體(12)內(nèi)旋轉(zhuǎn)的葉輪(22),該葉輪包括一轂(24)和從轂(24)延伸的葉片(30),一環(huán)(40)轉(zhuǎn)繞葉片(30)的前沿邊并與殼體(12)上的槽(42)一起,在兩者之間形成一間隙,該間隙大于葉片(30)自由邊與殼體(12)的共形部分之間的間隙。這一結(jié)構(gòu)可以允許氣體在環(huán)(40)周圍自由流動以擴大壓縮機葉輪的工作范圍。環(huán)(40)同時有增加葉片(30)的強度的作用,因此轂(24)的厚度可以降低,從而進一步擴大了壓縮機葉輪的工作范圍。
文檔編號F04D29/44GK1083183SQ93108530
公開日1994年3月2日 申請日期1993年7月14日 優(yōu)先權(quán)日1992年7月20日
發(fā)明者彼得·姚·唐 申請人:聯(lián)合信號股份有限公司
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