專利名稱：帶可變角度導(dǎo)流器的渦輪機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及諸如離心與混流泵、鼓風(fēng)機(jī)及壓縮機(jī)等渦輪機(jī)，并具體涉及具有可變角度導(dǎo)流器的渦輪機(jī)。
當(dāng)傳統(tǒng)的離心與混流泵在低于泵的設(shè)計(jì)流量的流量上工作時(shí)，會在諸如葉輪與擴(kuò)散器等處出現(xiàn)氣流分離而導(dǎo)致壓力上升率降低而在管道系統(tǒng)中產(chǎn)生諸如稱作“喘振”現(xiàn)象的不穩(wěn)定性而使工作不能進(jìn)行。
解決這些問題的傳統(tǒng)方法為提供旁通管道系統(tǒng)(鼓風(fēng)機(jī)與壓縮機(jī)的排出管)，從而當(dāng)泵的低流量威肋到泵的工作的穩(wěn)定性時(shí)，便可打開一條旁通管來維持對泵的流量以維持穩(wěn)定的工作并減少對設(shè)備的流量。
然而，按照這一方法，必須事先估計(jì)在泵的工作中導(dǎo)致不穩(wěn)定性的流量，并在達(dá)到這一流量時(shí)采取步驟來打開旁通管的閥門。因此，按照這一方法，除非精確地知道導(dǎo)致不穩(wěn)定性的流量，便不能精確地控制整個(gè)流體系統(tǒng)。此外，為了適當(dāng)?shù)乜刂普麄€(gè)流體系統(tǒng)，有必要準(zhǔn)確地知道渦輪機(jī)在泵的各種轉(zhuǎn)速上的工作特性。因此，如果工作中包含泵的轉(zhuǎn)速的連續(xù)改變，這種控制技術(shù)便不能跟上泵工作的變化狀況。
再者，即使通過啟動(dòng)旁通管上的閥門而避免了不穩(wěn)定性點(diǎn)，泵本身的工作狀況并不改變而使泵低效率地工作，從而出現(xiàn)能量消耗中的浪費(fèi)。此外，這種方法需要裝設(shè)旁通管與閥門，從而提高了系統(tǒng)的成本。
本發(fā)明是鑒于現(xiàn)有技術(shù)中的這些問題而作出的，其目的為提供一種具有可變角度擴(kuò)散器葉片的渦輪機(jī)，這種渦輪機(jī)能通過防止由設(shè)備在低于設(shè)計(jì)流量的流量上工作而導(dǎo)致的不穩(wěn)定現(xiàn)象而在廣范圍的流量上工作。
這一目的是在包括下述部件的渦輪機(jī)中達(dá)到的一個(gè)葉輪，用于將能量提供給一種流體介質(zhì)并將該流體介質(zhì)送至一個(gè)擴(kuò)散器；設(shè)置在一個(gè)擴(kuò)散器上的具有可變角度葉片的擴(kuò)散器葉片，用于提高該流體介質(zhì)的流體壓力；一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)器，用于驅(qū)動(dòng)所述擴(kuò)散器葉片；一個(gè)流量檢測器，用于檢測進(jìn)口流量，其中擴(kuò)散器葉片的工作角度是根據(jù)進(jìn)口流量與擴(kuò)散器葉片角之間的預(yù)定關(guān)系從流量檢測器檢測到的進(jìn)口流量中確定的，并操作一個(gè)控制器來驅(qū)動(dòng)該轉(zhuǎn)動(dòng)器將所述擴(kuò)散器葉片定位在所述工作角度上。
按照該渦輪機(jī)，葉輪可在低于設(shè)計(jì)流量的流量上將流體介質(zhì)驅(qū)入擴(kuò)散器中。渦輪機(jī)檢測到達(dá)渦輪機(jī)的進(jìn)口流量，并根據(jù)進(jìn)口流量與擴(kuò)散器葉片角之間的預(yù)定關(guān)系在擴(kuò)散器葉片上確定與設(shè)置最佳葉片角。因此，該設(shè)備即使在低于設(shè)備的設(shè)計(jì)流量的流量上也能工作。
本發(fā)明的這一特征是基于下述考慮的。


圖1示出靠近渦輪機(jī)(壓縮機(jī))的葉輪出口的流體流。流出葉輪2的流的流向是用標(biāo)記為A(在設(shè)計(jì)流量上)、B(在低流量上)及C(在高流量上)的三個(gè)箭頭表示的。從這一圖中可清楚地看出，在設(shè)計(jì)流量以外的流量上，相對于擴(kuò)散器葉片的朝向，存在著流體流的導(dǎo)向偏差。在高流量C上，流體流在擴(kuò)散器3的擴(kuò)散器葉片3a的壓力面上具有負(fù)的入射角；而在低流量上，它在擴(kuò)散器葉片3a的吸力面上具有正的入射角。這一條件產(chǎn)生氣流分離，從而引發(fā)圖2中所示的狀況，即擴(kuò)散器損耗在高于與低于設(shè)計(jì)流量的流量上都會增加。當(dāng)流量太低時(shí)，便開始不穩(wěn)定，如果流量仍繼續(xù)降低，便會出現(xiàn)喘振。喘振在管道系統(tǒng)中誘發(fā)流體壓力的極大變化，終于導(dǎo)致泵不能工作。
這一問題可通過使擴(kuò)散器的葉片角可變化而加以解決，并且如果將葉片角調(diào)整到適應(yīng)葉輪的出口流的流角，例如圖1中箭頭B，則即使到達(dá)極低的流量，也能減少擴(kuò)散器損耗，如圖2中的虛線所示。因此，避免了不穩(wěn)定性的發(fā)生，從而使泵能在低流量上平穩(wěn)地工作并改進(jìn)泵的整體性能，如圖3中虛線所示。
根據(jù)對擴(kuò)散器葉片的效率的當(dāng)前研究，葉輪出口區(qū)中的擴(kuò)散器葉片的最佳角度相對于葉輪的無量綱進(jìn)口流量是大致上線性的，如圖4中所示。已經(jīng)證實(shí)，通過控制擴(kuò)散器葉片角，直到零流量都能避免喘振現(xiàn)象。
對于泵而言，不同轉(zhuǎn)速上的流量與擴(kuò)散器葉片角之間的關(guān)系可用一條直線(圖4中N1)來近似表示。對于壓縮機(jī)而言，不同轉(zhuǎn)速上的流量與擴(kuò)散器角之間的關(guān)系取決于轉(zhuǎn)速。如圖4中所示，在不同的速度N2，…，N4上，由于氣體的可壓縮性而有各不相同的線性關(guān)系。這些線的斜率可用實(shí)驗(yàn)結(jié)果或通過假設(shè)葉輪出口處的一定條件而計(jì)算出。
從這些結(jié)果中可以看出，如果能夠在工作狀態(tài)下找出泵的無量綱進(jìn)口流量，則對于任何類型的渦輪機(jī)都能找出適應(yīng)這一流量的一個(gè)最佳擴(kuò)散器葉片角。
結(jié)果，通過利用無量綱原始進(jìn)口流量并從中得出擴(kuò)散器葉片角，并確定一個(gè)最佳擴(kuò)散器葉片角及利用一個(gè)控制器來調(diào)整擴(kuò)散器葉片角而將這一角度設(shè)定在擴(kuò)散器葉片上，便有可能避免喘振的發(fā)作而提供渦輪機(jī)的平穩(wěn)工作。
本發(fā)明的另一特征為包括下述部件的一種渦輪機(jī)一個(gè)葉輪，用于將能量提供給一種流體介質(zhì)并將所述流體介質(zhì)送至一個(gè)擴(kuò)散器；配置在所述葉輪上游的一塊進(jìn)口導(dǎo)流葉片；一個(gè)工作參數(shù)輸入設(shè)備，用于輸入達(dá)到所述渦輪機(jī)的規(guī)定工作狀況所需的工作參數(shù)；一個(gè)計(jì)算處理器，用于從傳感器測定的進(jìn)口流量與壓力頭值中計(jì)算所述進(jìn)口導(dǎo)流葉片的工作角度，以便達(dá)到所述規(guī)定的工作狀況；以及一個(gè)第一驅(qū)動(dòng)控制器，用于操作所述進(jìn)口導(dǎo)流葉片，從而將所述進(jìn)口導(dǎo)流葉片定位在所述計(jì)算處理器計(jì)算出的所述工作角度上。
本發(fā)明的這一特征是基于下述考慮的。
一旦限定了工作狀況，便能相似地對待所有的渦輪機(jī)。圖5為說明泵特性與系統(tǒng)阻力曲線之間的關(guān)系的曲線。一開始便假定泵在進(jìn)口導(dǎo)流葉片角為零時(shí)的性能是已知的。
首先，用泵工作所需的流量Q與壓力頭值H計(jì)算流系數(shù)φ(＝4Q/πD22U22)及壓力系數(shù)ψ(＝gH/U22)。
假定通過工作點(diǎn)(φ，ψ)與原點(diǎn)的曲線為一條二次曲線，(如果有一個(gè)固定的系統(tǒng)阻力，這可從ψ軸上的截距得出)，便可得出該曲線的系數(shù)。通過計(jì)算或其它方法得出該曲線與泵在零葉片角上的已知性能曲線的交點(diǎn)的坐標(biāo)(φ’，ψ’)。
用下式從φ’的值中得出流量Q’的值。
Q’＝φ’πD22U2/4。
令葉輪的面積為A1，從下式給出葉輪處的進(jìn)口軸向速度分量Cm1Cm1＝Q’/A1＝φ’πD22U2/4A1。
泵的壓力頭值H’是從葉輪處的端速U2與絕對速度的切向分量Cu2之積U2Cu2與葉輪處的速度U1與絕對速度的切向分量Cu1之積U1Cu1的差中以下式得出H’＝(U2Cu2-U1Cu1)/g這里，ψ’＝gH’/U22，因此得到ψ’＝(U2Cu2-U1Cu1)/U22。
由于進(jìn)口導(dǎo)流葉片角為零，絕對速度的切向分量Cu1為零。因此，葉輪出口處的絕對速度的切向分量Cu2由下式給出Cu2＝U2ψ’。
根據(jù)當(dāng)前的研究結(jié)果，得到絕對速度的切向分量Cu2只取決于流量，而與進(jìn)口導(dǎo)流葉片角無關(guān)。
利用這些結(jié)果，工作參數(shù)的值由下式給出φ＝(U22φ’-U1Cu1)/U22＝φ’-U1Cu1/U22因此，絕對速度的切向分量Cu1由下式給出Cu1＝(ψ’-ψ)U22/U1。
滿足工作參數(shù)的進(jìn)口導(dǎo)流葉片角由下式給出α＝arctan(Cu1/Cm1)＝arctan(A1(φ’-φ)U2/(D22φ’U1))＝arctan(A1(φ’-φ)U2/D2D1rmsφ’)其中D1rms為葉輪進(jìn)口處的根均方直徑，并定義k＝A1/(D2D1rms)則可得到α1＝arclan(k(ψ’-ψ)/φ’)。
按照上面提出的渦輪機(jī)，通過輸入諸如流量Q或壓力頭H的所要求條件，便可按照上述公式計(jì)算出最適當(dāng)?shù)倪M(jìn)口導(dǎo)流葉片角，從而渦輪機(jī)的工作可呈現(xiàn)其最佳性能。
圖1為存在于葉輪出口區(qū)中的流體流狀況的示意圖。
圖2示出無量綱流量與擴(kuò)散器損耗之間的關(guān)系。
圖3示出無量綱流量與無量綱壓力頭系數(shù)之間的關(guān)系。
圖4示出無量綱流量與擴(kuò)散器葉片角之間的關(guān)系。
圖5為說明泵的性能與泵的系統(tǒng)阻力曲線的曲線。
圖6為單級離心壓縮機(jī)的具有可變角度葉片的渦輪機(jī)的一個(gè)實(shí)施例的剖面圖。
圖7為圖6中所示的致動(dòng)器的詳細(xì)局部側(cè)視圖。
圖8為展示本發(fā)明的渦輪機(jī)的處理步驟的流程圖。
圖9為確定流量的邏輯流程圖。
圖10示出具有可變角度葉片的實(shí)施例的渦輪機(jī)的結(jié)果。
圖11示出本發(fā)明的渦輪機(jī)中不同葉片角上的無量綱流量與無量綱壓力頭系數(shù)之間的關(guān)系(上部曲線)；以及不同葉片角上的無量綱流量與無量綱效率之間的關(guān)系(下部曲線)。
圖12示出傳統(tǒng)的渦輪機(jī)中不同葉片角上的無量綱流量與無量綱壓力頭系數(shù)之間的關(guān)系(上部曲線)；以及不同葉片角上的無量綱流量與無量綱效率之間的關(guān)系(下部曲線)。
下面參照圖6至10提出本發(fā)明的具有可變角度葉片的渦輪機(jī)的一個(gè)實(shí)施例。
圖6與7示出可應(yīng)用可變角度葉片的單級離心式渦輪機(jī)，其中圖6為渦輪機(jī)的剖面圖而圖7則為該設(shè)備的局部側(cè)視圖。渦輪機(jī)從一個(gè)吸入管1接受一個(gè)流體流，以及一個(gè)葉輪2將能量供給流體流以將其送至一個(gè)擴(kuò)散器3來增高其壓力。加壓后的流從一個(gè)蝸室4排放到排出管5。在吸入管1中，沿周邊方向設(shè)置多個(gè)扇形進(jìn)口導(dǎo)流葉片6，并通過傳動(dòng)裝置7將它們可操作地連接在一個(gè)致動(dòng)器8上。配置在葉輪2下游的擴(kuò)散器3具有通過傳動(dòng)裝置9可操作地連接在一個(gè)致動(dòng)器10上的擴(kuò)散器葉片3a。吸入管1上設(shè)有測定進(jìn)口流量的流量傳感器11，而排出管5上則設(shè)有用于測定排放壓力(頭)的一個(gè)壓力傳感器12。設(shè)有用于操作致動(dòng)器8、10的一個(gè)控制器13，而流量傳感器與壓力傳感器的輸出端則電連接在其上面。
圖8示出控制器13的配置的方框圖。如該圖中所示，具有可變角度葉片的渦輪機(jī)包括一個(gè)計(jì)算處理器部分U，包含用于測定渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)速、進(jìn)口流量與壓力頭的上升及為進(jìn)口流量確定擴(kuò)散器葉片3a的最佳角度的一個(gè)計(jì)算部分21，以及用于存儲進(jìn)口導(dǎo)流葉片完全打開時(shí)事先確定的渦輪機(jī)的工作參數(shù)的一個(gè)存儲部分22；一個(gè)輸入設(shè)備23，用于輸入渦輪機(jī)的必要工作參數(shù)；一個(gè)第一驅(qū)動(dòng)控制器24，用于控制進(jìn)口導(dǎo)流葉片6的角度；一個(gè)第二驅(qū)動(dòng)控制器25，用于控制擴(kuò)散器葉片3a的角度；以及一個(gè)第三驅(qū)動(dòng)控制器26，用于控制葉輪2的轉(zhuǎn)速，即渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)速。
渦輪機(jī)是設(shè)計(jì)成這樣工作的，使得該設(shè)備能在輸入設(shè)備23所輸入的必要工作參數(shù)下工作。這是利用包含計(jì)算部分21與存儲部分22的計(jì)算處理器U達(dá)到的，從而可以確定進(jìn)口導(dǎo)流葉片6的角度并操作進(jìn)口導(dǎo)流葉片6而將葉片6定位在這樣確定的角度上，操作擴(kuò)散器葉片3a使之設(shè)定在根據(jù)進(jìn)口流量的一個(gè)適當(dāng)角度上，并控制渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)速以達(dá)到穩(wěn)定地工作。下面說明擴(kuò)散器葉片角的調(diào)整。
圖9為使渦輪機(jī)能在規(guī)定的工作狀況下在其最大工作效率上工作并在工作系統(tǒng)中不引入喘振的流程圖。這是通過將進(jìn)口導(dǎo)流葉片6的角度設(shè)定在操作該設(shè)備來滿足所要求的工作狀況所需要的適當(dāng)角度上，同時(shí)設(shè)定擴(kuò)散器葉片3a來防止渦輪機(jī)中的喘振而達(dá)到的。進(jìn)口導(dǎo)流葉片6的角度α是根據(jù)下述工作參數(shù)確定的葉輪2的轉(zhuǎn)速N、所要求的流量Q及壓力頭H。
如果該渦輪機(jī)提供有可變轉(zhuǎn)速的能力，預(yù)先將一個(gè)適當(dāng)?shù)乃俣容斎氲皆撛O(shè)備中。在步驟1中，輸入所要求的流量Q與壓力頭H；在步驟2中，計(jì)算流量系數(shù)φ、壓力系數(shù)ψ。接著，在步驟3中，計(jì)算通過流量系數(shù)Q與壓力系數(shù)ψ的一條二次曲線；在步驟4中，計(jì)算該曲線與在進(jìn)口導(dǎo)流葉片零角度上的渦輪機(jī)的工作特性的交點(diǎn)φ’，ψ’；以及在步驟5中，按照下式計(jì)算進(jìn)口導(dǎo)流葉片的角度α＝arctan(k(ψ’-ψ)/φ’)，其中k為一個(gè)常數(shù)。
在步驟6中，控制進(jìn)口導(dǎo)流葉片6的角度；而在步驟7中，檢驗(yàn)該值是否為零(即葉片完全打開)。如果角度不為零；則在步驟9中測定流量并計(jì)算參數(shù)φ”，ψ”。接著，在步驟10中，檢驗(yàn)壓力頭是否適當(dāng)，并且如果壓力頭值不適當(dāng)，則在步驟11中計(jì)算α’；并在步驟12中計(jì)算量(α-α’)，而后控制步驟返回到步驟6。
如果步驟6中的角α為零且渦輪機(jī)末提供有轉(zhuǎn)速改變能力，則控制步驟返回至1去重設(shè)工作參數(shù)。如果渦輪機(jī)提供有速度改變能力，則在步驟8中改變速度，并且控制步驟進(jìn)行到步驟9。
在步驟10中，如果壓力頭值是適當(dāng)?shù)模瑒t由步驟13以后的步驟控制擴(kuò)散器葉片。在步驟13中，利用步驟9中測定的進(jìn)口流量，從圖10中所示的無量綱進(jìn)口流量與擴(kuò)散器葉片角之間的關(guān)系確定擴(kuò)散器葉片角。在步驟14中，改變擴(kuò)散器葉片角。測定擴(kuò)散器葉片角改變后的流量與壓力頭值；并在步驟15中從測定的值計(jì)算φ”，ψ”的值。在步驟16，檢驗(yàn)壓力頭H是否為適當(dāng)?shù)闹担绻麎毫︻^值H不適當(dāng)，則控制步驟返回至步驟11。
步驟13中所利用的圖10中的曲線是在壓縮器中得到的數(shù)據(jù)的概要，并在X軸上表示用設(shè)計(jì)流量除工作流量得出的無量綱流量，而在Y軸上則為擴(kuò)散器葉片角。這一曲線示出通過在各流量與轉(zhuǎn)速上改變擴(kuò)散器葉片角而得到的壓縮機(jī)的最穩(wěn)定工作的擴(kuò)散器葉片角。例如，流量的穩(wěn)定性是用記錄在配置在管道與泵殼中的壓力傳感器中的壓力改變判斷的。
圖10示出在這一研究中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果圓圈指在轉(zhuǎn)動(dòng)馬赫數(shù)為1.21與進(jìn)口導(dǎo)流葉片設(shè)定在零角度時(shí)的結(jié)果；而正方形則指轉(zhuǎn)動(dòng)馬赫數(shù)為0.87且進(jìn)口導(dǎo)流葉片設(shè)定在零角度上的結(jié)果；三角形指轉(zhuǎn)動(dòng)馬赫數(shù)為0.87而進(jìn)口導(dǎo)流葉片設(shè)定在60度上時(shí)的結(jié)果。
因此，可從看出渦輪機(jī)穩(wěn)定工作的擴(kuò)散器葉片角只依賴于流體流量，并且即使改變了進(jìn)口導(dǎo)流葉片角，也能通過大致上沿直線調(diào)整擴(kuò)散器葉片角而防止喘振。還能看出，直線的斜率取決于葉輪的端速的轉(zhuǎn)動(dòng)馬赫數(shù)，即渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)速。
圖11與12示出具有固定角度擴(kuò)散器葉片的傳統(tǒng)渦輪機(jī)的整體性能特征(圖12)與設(shè)有可變角度擴(kuò)散器葉片的本發(fā)明的渦輪機(jī)的性能特征(圖11)的比較?？梢钥闯霰緶u輪機(jī)即使在接近關(guān)閉流量的低流量上也能平穩(wěn)工作。
圖6至12中所提出的實(shí)施例是基于單個(gè)單元的計(jì)算處理器U的，但也可以為不同的計(jì)算需求設(shè)置獨(dú)立的計(jì)算處理器。另外，驅(qū)動(dòng)控制器是分成第一、第二與第三驅(qū)動(dòng)控制器的，但用一個(gè)控制器也能同樣完善地服務(wù)于這些功能。
權(quán)利要求
1.一種具有可變角度導(dǎo)流裝置的渦輪機(jī)，包括一個(gè)葉輪，用于將能量提供給一種流體介質(zhì)并將所述流體介質(zhì)送至一個(gè)擴(kuò)散器；設(shè)置在一個(gè)擴(kuò)散器上的具有可變角度葉片的擴(kuò)散器葉片，用于增加所述流體介質(zhì)的流體壓力；一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)器，用于驅(qū)動(dòng)所述擴(kuò)散器葉片；一個(gè)流量檢測器，用于檢測進(jìn)口流量；其中所述擴(kuò)散器葉片的工作角度是根據(jù)進(jìn)口流量與擴(kuò)散器葉片角之間的預(yù)定關(guān)系從所述流量檢測器所檢測到的進(jìn)口流量中確定的，并操作一個(gè)控制器來驅(qū)動(dòng)所述轉(zhuǎn)動(dòng)器將所述擴(kuò)散器葉片定位在所述工作角度上。
2.權(quán)利要求1中所提出的一種渦輪機(jī)，其中進(jìn)口流量與擴(kuò)散器葉片角之間的關(guān)系是大致上線性的。
3.權(quán)利要求2中所提出的一種渦輪機(jī)，其中所述關(guān)系的斜率是由所述葉輪的轉(zhuǎn)速決定的。
4.權(quán)利要求1中所提出的一種渦輪機(jī)，其中當(dāng)通過調(diào)整所述擴(kuò)散器葉片的所述工作角度得不到特定的壓力頭值時(shí)，所述控制器便調(diào)整所述渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)速。
5.權(quán)利要求1至4中一項(xiàng)中所提出的一種渦輪機(jī)，其中所述機(jī)器在所述葉輪上游配置有可變角度進(jìn)口導(dǎo)流葉片，當(dāng)通過調(diào)整所述擴(kuò)散器葉片的所述工作角度得不到特定的壓力頭值時(shí)，便將所述進(jìn)口導(dǎo)流葉片調(diào)整到一個(gè)葉片角上。
6.一種具有可變角度導(dǎo)流裝置的渦輪機(jī)，包括一個(gè)葉輪，用于將能量提供給一種流體介質(zhì)并將所述流體介質(zhì)送至一個(gè)擴(kuò)散器；配置在所述葉輪上游的一個(gè)進(jìn)口導(dǎo)流葉片；一個(gè)工作參數(shù)輸入設(shè)備，用于輸入達(dá)到所述渦輪機(jī)的規(guī)定的工作狀況所需的工作參數(shù)；一個(gè)計(jì)算處理器，用于根據(jù)傳感器測定的進(jìn)口流量與壓力頭值計(jì)算所述進(jìn)口導(dǎo)流葉片的工作角度，以便達(dá)到所述規(guī)定的工作狀況；以及一個(gè)第一驅(qū)動(dòng)控制器，用以操作所述進(jìn)口導(dǎo)流葉片，以便將所述進(jìn)口導(dǎo)流葉片定位在所述計(jì)算處理器計(jì)算出的所述工作角度上。
7.權(quán)利要求6中所提出的一種渦輪機(jī)，其中所述計(jì)算處理器根據(jù)由流量/壓力系數(shù)定義的一條參照性能曲線與一條通過一個(gè)所要求的工作點(diǎn)的曲線的一個(gè)交點(diǎn)，結(jié)合所述要求的工作點(diǎn)上的流量/壓力系數(shù)，確定所述進(jìn)口導(dǎo)流葉片的所述工作角度。
8.權(quán)利要求5中所提出的一種渦輪機(jī)，其中所述擴(kuò)散器上設(shè)置有可變角度擴(kuò)散器葉片，及所述計(jì)算處理器根據(jù)進(jìn)口流量與葉片角之間的預(yù)定關(guān)系確定所述可變角度擴(kuò)散器葉片的葉片角，并操作一個(gè)第二驅(qū)動(dòng)控制器來將所述擴(kuò)散器葉片定位在所述葉片角上。
9.權(quán)利要求6中所提出的一種渦輪機(jī)，其中進(jìn)口流量與擴(kuò)散器葉片角之間的關(guān)系是大致上線性的。
10.權(quán)利要求7中所提出的一種渦輪機(jī)，其中所述關(guān)系的斜率是由所述葉輪的轉(zhuǎn)速決定的。
11.權(quán)利要求5至8中一項(xiàng)中所提出的一種渦輪機(jī)，其中所述渦輪機(jī)上設(shè)置有一個(gè)第三驅(qū)動(dòng)控制器來控制所述渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)速。
全文摘要
本發(fā)明提出的渦輪機(jī)能在低于設(shè)計(jì)流量的流量上穩(wěn)定工作而不導(dǎo)致喘振。這是通過設(shè)置帶可變角度葉片的擴(kuò)散器而達(dá)到的。調(diào)整低流量上的葉片角而減小來自葉輪的出口流體流的擴(kuò)散器損耗。由于葉輪的出口流的流角只是無量綱流量的函數(shù)而不依賴于葉輪進(jìn)口處的流角，因此可以調(diào)整葉片角來達(dá)到渦輪機(jī)在低于設(shè)計(jì)流量的流量上穩(wěn)定工作而不導(dǎo)致喘振。除了可變角度葉片之外，還設(shè)置了具有可變?nèi)~片角的進(jìn)口導(dǎo)流葉片，使渦輪機(jī)能在所要求的流量與壓力頭壓力上工作。
文檔編號F04D27/02GK1115011SQ9510552
公開日1996年1月17日 申請日期1995年5月23日 優(yōu)先權(quán)日1994年5月23日
發(fā)明者原田英臣, 武井和生 申請人:株式會社荏原制作所