CN106640754A - 带有环形突起结构的新型离心压气机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种带有环形突起结构的新型离心压气机，包括离心压气机本体；所述离心压气机本体包括叶轮轮盖；所述叶轮轮盖的内侧壁上设置有一环形突起结构；所述环形突起结构与所述叶轮轮盖的内侧壁之间通过圆弧过渡连接；所述环形突起结构设置在离心压气机本体的过渡区间段中。所述环形突起结构沿所述叶轮轮盖的周向延伸；所述环形突起结构在周向上的任一截面的形状相同。本发明可以有效的防止壁面附近的倒流现象，同时可以阻止叶轮中生成的涡团向下游的无叶扩压器流动，保证气流在该过渡区间能够顺畅的流动，使压气机能够在更加宽广的工况下工作，提高压气机的稳定工作裕度。

Description

带有环形突起结构的新型离心压气机

技术领域

本发明涉及离心压气机，具体地，涉及一种带有环形突起结构的新型离心压气机。

背景技术

离心压气机是一个重要的部件，不仅仅用在军用的航空发动机上，在民用领域也有广泛的应用。研究气体在离心压气机中的流动，更好进行控制，从而获得高性能的离心压气机，对实际的压气机研究、制造都有很重要的意义。

气体流经压气机时，首先经过旋转的叶轮，叶轮对气流做功，气体的温度、压力都增加。流出叶轮的气体具有很高的速度，而我们需要的是气流具有很高的压力能，为了实现这个功能，通常在叶轮出口、蜗壳之前，还有一个扩压器，气流经过扩压器减速增压，动能转化为压力能，气流的压力进一步提高。在叶轮的出口和扩压器之间，有一个连接这两者的过渡段，我们称之为过渡区间。

实际上，气体在叶轮中流动时，由于端壁附面层、叶片附面层、尾迹流等影响，使得气体不完全按照我们的要求流动，严重的甚至发生分离，形成分离涡。叶轮通道中形成的这些涡团不会凭空消失，而是跟随着主流向下游流动，进入扩压器等下游的部件，从而对下游流动造成影响。此外，由于气体在压气机中的逐渐压力变大的，也即其在逆压梯度下流动，这种情况下，气体就很容易发生倒流现象，即发生跟主流相反的流动。不管是倒流，还是涡团的形成，这些都是我们不希望得到的。因为倒流、涡团的存在使压气机中的损失变大，降低离心压气机的工作效率，工作性能变差。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种带有环形突起结构的新型离心压气机，能够有效的阻止气流在过渡区间段的倒流，与此同时，还可以防止上游来流中涡团向下游发展，改善该区域及下游的流动状况，提高整个离心压气机的稳定工作范围。

根据本发明提供的带有环形突起结构的新型离心压气机，包括离心压气机本体；所述离心压气机本体包括叶轮轮盖；

所述叶轮轮盖的内侧壁上设置有一环形突起结构；所述环形突起结构与所述叶轮轮盖的内侧壁之间通过圆弧过渡连接；

所述环形突起结构设置在离心压气机本体的过渡区间段中。

优选地，所述环形突起结构沿所叶轮轮盖的周向延伸；

所述环形突起结构在周向上的任一截面的形状相同。

优选地，所述环形突起结构在叶轮轮盖的径向上的投影长度不大于所述过渡区间段在径向上长度的50％。

优选地，所述环形突起结构的轴向高度在周向方向上的任一位置相同。

优选地，所述环形突起结构的轴向高度不大于所述过渡区间端在轴向上通道宽度的30％。

优选地，所述环形突起结构沿着来流方向的一侧为外凸形，另外一侧为内凹型。

优选地，所述环形突起结构的轴向高度不小于所述过渡区间端在轴向上通道宽度的10％。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明可以有效的防止壁面附近的倒流现象，同时可以阻止叶轮中生成的涡团向下游的无叶扩压器流动，保证气流在该过渡区间能够顺畅的流动，使压气机能够在更加宽广的工况下工作，提高压气机的稳定工作裕度；

2、本发明结构简单，布局合理，易于推广。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1(a)、图1(b)示出了本发明中带有环形突起结构的新型离心压气机的结构示意图；

图2为本发明中带有环形突起结构的新型离心压气机的局部放大示意图。

图中：

1为离心压气机的叶轮通道段；2为叶轮和无叶扩压器之间的过渡区间，3为无叶扩压器，4为环形突起结构。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

在本实施例中，本发明提供的带有环形突起结构的新型离心压气机，包括离心压气机本体；所述离心压气机本体包括叶轮轮盖；

所述叶轮轮盖的内侧壁上设置有一环形突起结构；所述环形突起结构与所述叶轮轮盖的内侧壁之间通过圆弧过渡连接；

所述环形突起结构设置在离心压气机本体的过渡区间段中。

所述环形突起结构沿所叶轮轮盖的周向延伸；所述环形突起结构在周向上的任一截面的形状相同。

所述环形突起结构在叶轮轮盖的径向上的投影长度不大于所述过渡区间段在径向上长度的50％。

所述环形突起结构的轴向高度在所叶轮轮盖的周向方向上的任一位置相同。所述环形突起结构的轴向高度不大于所述过渡区间端在轴向上通道宽度的30％。

所述环形突起结构沿着来流方向的一侧为外凸形，另外一侧为内凹型。所述环形突起结构的轴向高度不小于所述过渡区间端在轴向上通道宽度的10％。

本发明在过渡区间段的叶轮盖的一侧的隔板上，沿着周向均匀地加工一个环形的突起结构，如图1中所示。所述环形突起结构形状沿着周向相同，且环形突起结构整圆周的分布在过渡区间的0％～50％区域内，即整个突起结构在径向的投影长度不大于整个过渡区间径向长度的50％，不宜取太长，不然对下游的扩压器内部的流动影响太大。

所述的环形突起结构沿着整个圆周分布，中间没有间隔，且所述突起的轴向高度沿整个圆周在任意的位置相同，如图2中的h所示，即环形突起结构在整个圆周上的任意位置都是相同，且该高度h不大于过渡区间两个隔板形成的通道宽度的30％。该高度h不宜取太小，不然的话防止倒流的作用不明显，当然也不宜太大，不然的话会对主流的影响太大，很有可能造成得不偿失。该环形突起结构在整个圆周上的任何位置上尺寸、大小均相同，重点关注一下其截面上的两个侧面，如图2所示，沿着来流方向的一侧为外凸形，这个形状接近于流线型，使得上游的气流能够很顺畅的流过去，而在另外一侧为内凹型，这样设计的效果的是使得气流如果想要回流就很困难。至于整个环形突起结构的最高点所在位置的确定，可以由图中d1和d2来确定。其中，d2表示整个环形突起结构的径向投影长度，d1表示环形突起结构的外凸形一侧结构(即整个环形突起结构的靠近上游的一半)的径向长度。实际中，d2可以取50％d1～75％d1。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (7)

1.一种带有环形突起结构的新型离心压气机，其特征在于，包括离心压气机本体；所述离心压气机本体包括叶轮轮盖；

所述叶轮轮盖的内侧壁上设置有一环形突起结构；所述环形突起结构与所述叶轮轮盖的内侧壁之间通过圆弧过渡连接；

所述环形突起结构设置在离心压气机本体的过渡区间段中。

2.根据权利要求1所述的带有环形突起结构的新型离心压气机，其特征在于，所述环形突起结构沿所叶轮轮盖的周向延伸；

所述环形突起结构在周向上的任一截面的形状相同。

3.根据权利要求1所述的带有环形突起结构的新型离心压气机，其特征在于，所述环形突起结构在叶轮轮盖的径向上的投影长度不大于所述过渡区间段在径向上长度的50％。

4.根据权利要求1所述的带有环形突起结构的新型离心压气机，其特征在于，所述环形突起结构的轴向高度在周向方向上的任一位置相同。

5.根据权利要求1所述的带有环形突起结构的新型离心压气机，其特征在于，所述环形突起结构的轴向高度不大于所述过渡区间端在轴向上通道宽度的30％。

6.根据权利要求1所述的带有环形突起结构的新型离心压气机，其特征在于，所述环形突起结构沿着来流方向的一侧为外凸形，另外一侧为内凹型。

7.根据权利要求5所述的带有环形突起结构的新型离心压气机，其特征在于，所述环形突起结构的轴向高度不小于所述过渡区间端在轴向上通道宽度的10％。