CN106761972B - 一种轴向进气径向排气铸造蜗壳结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轴向进气径向排气铸造蜗壳结构,其特征在于:包括蜗壳和导流环,所述导流环位于蜗壳进口处与蜗壳轴向端面连接,组合形成蜗壳内腔,该蜗壳内腔沿轴向截面型线是涡旋线或对数螺旋线,垂直轴线方向截面为两侧对称的涡旋线或对数螺旋线;所述导流环在蜗壳内腔部分构成蜗壳内腔沿轴向型线延伸段;在蜗壳内腔处的导流环和蜗壳接配位置设置一个平面,并由圆角与导流环型线过渡。该铸造蜗壳结构使排气流动损失小,且结构紧凑,加工及安装方便。
Description
技术领域
本发明涉及轴向进气、径向排气的透平机械排气设备,具体地讲是一种轴向进气径向排气铸造蜗壳结构。
背景技术
在透平机械中,蜗壳是用于将出口气体汇集后排出至后续冷凝器、换热器等设备。轴向进气、径向排气的透平机械,由于此排气方式可有效减小机组排气部分轴向长度被广泛采用,但由于气流速度、方向变化较大,导致排气损失较大。
常规的铸造蜗壳主要包含两种方式:1、径向采用螺旋线结构,包括有出风口、蜗舌和内腔,蜗舌位于出风口下端与内腔连接位置。此结构适用于向心透平、离心压气机等辐流式透平机械。2、铸铁排气缸,流道采用等环量设计,截面采用直段和圆弧结合形式。排气缸内流场十分复杂,损失较大。
目前,还没有特别适合轴向进气、径向排气的透平机械的蜗壳。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术问题,提供一种轴向进气径向排气铸造蜗壳结构,该铸造蜗壳结构使排气流动损失小,且结构紧凑,加工及安装方便。
实现本发明的技术方案是:一种轴向进气径向排气铸造蜗壳结构,其特征在于:包括蜗壳和导流环,所述导流环位于蜗壳进口处与蜗壳轴向端面连接,组合形成蜗壳内腔,该蜗壳内腔沿轴向截面型线是涡旋线或对数螺旋线,垂直轴线方向截面为两侧对称的涡旋线或对数螺旋线;所述导流环在蜗壳内腔部分构成蜗壳内腔沿轴向型线延伸段;所述蜗壳内腔和导流环接配位置设置一个平面,并由圆角与型线过渡。
所述蜗壳内腔和导流环接配位置,导流环型线略低于内腔表面位置。
所述蜗壳内腔各径向截面型线中心位于同一平面。
所述导流环为径向截面轮廓相等的回转体。
所述蜗壳由蜗壳上半和蜗壳下半组成,蜗壳上半和蜗壳下半内侧形成蜗壳内腔。
所述蜗壳流道为气流进口,扩压段,经涡旋线段,沿流道至出口。
所述导流环型线为整圈整体,各截面形状相等。
所述导流环内侧与进口顶部扩压段相连。
所述导流环内侧所带扩压段与轴向角度为8°~12°。
本发明的有益效果是:
1、本发明的导流环为等截面结构,方便加工。
2、本发明的导流环与蜗壳接配面为平面,方便加工,同时便于保证流道光滑,能保证流道损失小。
3、本发明的气缸进口处导流环与气缸组成扩压段,角度8~12°,工质先扩压减速,有利于减少损失。
4、本发明结构紧凑。
附图说明
图1是本发明外形及纵剖面示意图;
图2是图1的A-A示意图;
图3是图1的B-B示意图;
图4是图1的C-C示意图;
图5是本发明内腔示意图。
图中代号含义:1—蜗壳上半,2—蜗壳下半,3—导流环,4—蜗壳内腔,5—内腔接配面,6—导流环型线,7—进口底部轴向延伸段,8—进口顶部扩压段,I—排气中心线,II—截面型线中心线,a—内腔接配面定位尺寸,b—截面型线中心线轴向定位尺寸,c1、c2、c3—截面型线中心线径向定位尺寸,d接配面定位尺寸,A—气流进口,B—扩压段,C—涡旋线段,α—进口顶部扩压段与轴线夹角。
具体实施方式
如图1至图5所示,为有效减小轴向进气径向排气蜗壳流动损失,本发明提出了一种轴向进气径向排气铸造蜗壳结构,包括有蜗壳上半1、蜗壳下半2、导流环3。由蜗壳上半1和蜗壳下半2组合形成蜗壳内腔4。该蜗壳内腔4沿轴向截面型线是涡旋线或对数螺旋线,垂直轴线方向截面为两侧对称的涡旋线或对数螺旋线;所述导流环3在蜗壳内腔部分构成蜗壳内腔4沿轴向型线延伸段;所述蜗壳内腔4的型线各径向截面面积由计算求得比例,根据比例可求得各截面轮廓形状。各截面涡旋线的中心设置在同一平面内,即各轮廓中心线截面型线中心线II轴向定位尺寸b相等。同时,由于各截面的进口底部轴向延伸段7半径相等,作为蜗壳内腔4型线的设计参数,由此确定出截面型线中心线径向定位尺寸c1、c2、c3。所述截面型线中心线II与排气中心线I不在同一个平面内。
为方便加工,导流环型线6可为整圈整体加工,各径向截面形状相等。
为方便安装,且减小流动损失,在内腔接配面5位置,导流环型线6应略低于蜗壳内腔4,即导流环3的接配面定位尺寸d略小于气缸上半1和气缸下半2的接配面定位尺寸。所述导流环3内侧与进口顶部扩压段8相连,进口顶部扩压段与轴线夹角α为8°~12°,用于进口部分扩压。
本发明的工作过程是:气流由气流进口A进入蜗壳,沿扩压段B进行扩压,经涡旋线段C形成涡流,沿流道至出口排出。
Claims (9)
1.一种轴向进气径向排气铸造蜗壳结构,其特征在于:包括蜗壳和导流环,所述导流环位于蜗壳进口处与蜗壳轴向端面连接,组合形成蜗壳内腔,该蜗壳内腔沿轴向截面型线是涡旋线或对数螺旋线,垂直轴线方向截面为两侧对称的涡旋线或对数螺旋线;所述导流环在蜗壳内腔部分构成蜗壳内腔沿轴向型线延伸段;在蜗壳内腔处的导流环和蜗壳接配位置设置一个平面,并由圆角与导流环型线过渡。
2.根据权利要求1所述轴向进气径向排气铸造蜗壳结构,其特征在于:所述蜗壳内腔处的导流环和蜗壳接配位置,导流环型线略低于内腔表面位置。
3.根据权利要求1所述轴向进气径向排气铸造蜗壳结构,其特征在于:所述蜗壳内腔各径向截面型线中心位于同一平面。
4.根据权利要求1所述轴向进气径向排气铸造蜗壳结构,其特征在于:所述导流环为径向截面轮廓相等的回转体。
5.根据权利要求1所述轴向进气径向排气铸造蜗壳结构,其特征在于:所述蜗壳由蜗壳上半和蜗壳下半组成,蜗壳上半和蜗壳下半内侧形成蜗壳内腔。
6.根据权利要求1所述轴向进气径向排气铸造蜗壳结构,其特征在于:所述蜗壳流道由气流进口、扩压段、经涡旋线段沿流道至出口组成。
7.根据权利要求1或4所述轴向进气径向排气铸造蜗壳结构,其特征在于:所述导流环型线为整圈整体,各截面形状相等。
8.根据权利要求1或4所述轴向进气径向排气铸造蜗壳结构,其特征在于:所述导流环内侧与进口顶部扩压段相连。
9.根据权利要求1或4所述轴向进气径向排气铸造蜗壳结构,其特征在于:所述导流环内侧与进口顶部扩压段相连,进口顶部扩压段与轴线夹角为8°~12°。
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