CN110067776B - 用于压缩机的扩散器 - Google Patents

Abstract

一种用于压缩机的扩散器，包括：主体，具有环形形状，并包括：流体流入面，沿着所述扩散器的径向方向延伸；和边沿，从流体流入面弯曲；多个主叶片，形成在流体流入面和边沿上以引导流体；至少一个分流叶片，布置在所述多个主叶片中的相邻的主叶片之间以引导流体。

Description

用于压缩机的扩散器

本申请要求于2018年1月24日提交到韩国知识产权局的第10-2018-0008588号韩国专利申请的优先权，所述韩国专利申请的公开通过引用全部包含于此。

技术领域

与示例性实施例一致的设备涉及一种用于压缩机的扩散器，更具体地讲，涉及一种扩散器叶片和去旋流器(deswirler)一体形成的用于压缩机的扩散器。

背景技术

燃气涡轮发动机通过燃烧燃料来使涡轮旋转。燃料可通过燃烧室燃烧，这需要大量的空气来进行燃烧。

压缩机可用于将足够量的空气供应到燃烧室。压缩机压缩大量的空气以将压缩的空气供应到燃烧室。然后，燃烧室使用供应的空气燃烧燃料。

通常，压缩机包括用于控制空气的流动的扩散器。扩散器可包括扩散器叶片和去旋流器。朝向扩散器叶片引导的空气穿过去旋流器，在这里流动角度改变并且能量损失可能发生。

因此，期望使进入扩散器的空气因去旋流器的流动损失最小化/减少。

发明内容

一个或多个示例性实施例可提供一种用于压缩机的扩散器，其中，扩散器叶片和去旋流器一体形成以减少能量损失。

应注意，本公开的对象不限于上述对象，对于本领域技术人员来说，本公开的其他对象根据下面的描述将变得清楚。

根据示例性实施例的一个方面，提供一种用于压缩机的扩散器，包括：主体，具有环形形状，并包括：流体流入面，沿着环形的径向方向广泛地形成；和边沿，从流体流入面弯曲；多个主叶片，沿着流体流入面和边沿形成以引导引入的流体；至少一个分流叶片，布置在所述多个主叶片中的两个相邻的主叶片之间以引导引入的流体。

所述多个主叶片中的每个主叶片和所述至少一个分流叶片可包括：径向引导部，设置在流体流入面上；轴向引导部，设置在边沿上；连接引导部，连接径向引导部和轴向引导部。

所述多个主叶片和所述至少一个分流叶片可设置在主体上，使得径向引导部的长轴相对于从主体的中心径向延伸的虚线倾斜。

多个主叶片可布置在主体上，使得两个相邻的主叶片的径向引导部之间的距离从主体的中心朝着外侧变大。

所述至少一个分流叶片的径向引导部可形成为比所述多个主叶片的径向引导部短。

所述多个主叶片中的每个径向引导部可包括与主体的中心相邻的直线区域。

所述多个主叶片中的每个径向引导部可包括两个拐点。

流体流入面可朝着主体的中心轴倾斜。

所述至少一个分流叶片可布置在每两个相邻的主叶片之间。

将参照附图在具体实施方式中描述本公开的示例性实施例中的细节。

根据另一示例性实施例的一个方面，提供一种用于压缩机的扩散器，包括：主体，具有环形形状，并包括：流体流入面，沿着所述扩散器的径向方向延伸；和边沿，从流体流入面弯曲；多个主叶片，形成在流体流入面和边沿上以引导流体；至少一个分流叶片，布置在所述多个主叶片中的相邻的主叶片之间以引导流体。

所述多个主叶片中的每个主叶片和所述至少一个分流叶片可包括：径向引导部，设置在流体流入面上；轴向引导部，设置在边沿上；连接引导部，连接径向引导部和轴向引导部。

所述多个主叶片和所述至少一个分流叶片可设置在主体上，使得所述多个主叶片和所述至少一个分流叶片中的每个径向引导部的轴在所述径向方向上相对于从主体的中心径向延伸的虚线倾斜。

所述多个主叶片可布置在主体上，使得所述多个主叶片中的两个相邻的主叶片的径向引导部之间的距离在所述径向方向上从主体的中心朝着外侧变大。

所述至少一个分流叶片的径向引导部的径向长度可短于所述多个主叶片的每个径向引导部的径向长度。

所述多个主叶片的每个径向引导部可包括与主体的中心相邻的直线区域。

所述多个主叶片或所述至少一个分流叶片可包括多个拐点。

所述多个拐点可形成在所述多个主叶片或所述至少一个分流叶片的径向引导部中。

所述多个拐点可包括两个拐点。

所述多个主叶片和所述至少一个分流叶片的径向引导部可分别无角度地连接到所述多个主叶片和所述至少一个分流叶片的连接引导部。所述多个主叶片和所述至少一个分流叶片的轴向引导部可分别无角度地连接到所述多个主叶片和所述至少一个分流叶片的连接引导部。

流体可被引入径向引导部中并由连接引导部引导以被传递到轴向引导部。

每个径向引导部的厚度可远离主体的中心而逐渐增加。

两个分流叶片可布置在主体上，使得两个相邻的分流叶片的径向引导部之间的距离在所述径向方向上远离主体的中心而变大。

所述多个主叶片中的每个主叶片和所述至少一个分流叶片的厚度可沿着所述径向方向变化。

多个主叶片中的每个主叶片和所述至少一个分流叶片中的至少一部分可形成为流线型形状。

所述至少一个分流叶片可布置在每两个相邻的主叶片之间。

根据另一示例性实施例的一个方面，提供一种用于压缩机的扩散器，包括：主体，包括：通孔，被配置为与叶轮结合；内侧部分，沿着所述扩散器的径向方向延伸；和外侧弯曲部分，从内侧部分弯曲；多个第一叶片，沿内侧部分和外侧弯曲部分延伸，以将流体从内侧部分引导到外侧弯曲部分；至少一个第二叶片，布置在所述多个第一叶片中的相邻的第一叶片之间以引导流体。所述至少一个第二叶片的径向长度短于所述多个第一叶片中的每个第一叶片的径向长度。

所述多个第一叶片中的每个第一叶片可包括：径向引导部，设置在内侧部分上；轴向引导部，设置在外侧弯曲部分上；连接引导部，连接径向引导部和轴向引导部。所述至少一个第二叶片可包括：径向引导部，设置在内侧部分上；轴向引导部，设置在外侧弯曲部分上；连接引导部，连接径向引导部和轴向引导部。

所述多个第一叶片中的每个第一叶片在所述扩散器的圆周方向上的厚度可沿着所述径向方向变化。所述至少一个第二叶片在所述圆周方向上的厚度可沿着所述径向方向变化。

所述多个第一叶片中的每个第一叶片可沿着所述径向方向包括多个拐点。

根据示例性实施例的一个方面，扩散器叶片和去旋流器一体形成，从而可防止在去旋流器的入口处改变流动角度时引起的能量损失。

应注意，本公开的效果不限于上述效果，对于本领域技术人员来说，本公开的其他效果根据下面的描述将变得清楚。

附图说明

通过参照附图对本公开的示例性实施例进行详细描述，本公开的上述和/或其他方面和特征将变得更加清楚，其中：

图1是根据示例性实施例的用于压缩机的扩散器的立体图；

图2是根据示例性实施例的主叶片的前视图；

图3是根据示例性实施例的分流叶片的前视图；

图4是示出根据示例性实施例的引入到主体和流体流入面的流体的流动的剖视图；

图5是根据示例性实施例的主叶片的侧视图；

图6是根据示例性实施例的分流叶片的侧视图；

图7是根据示例性实施例的用于压缩机的扩散器的前视图；

图8是示出根据示例性实施例的由主叶片和分流叶片引导的流体的流动的示图；

图9是根据另一示例性实施例的用于压缩机的扩散器的立体图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述本公开的示例性实施例。根据下面参照附图对在此的示例性实施例进行的描述，本公开的优点和特征以及实现它们的方法将变得清楚。然而，本公开不限于在此公开的示例性实施例，而是可以以各种不同的方式来实现。提供示例性实施例用于使本公开的公开是彻底的并且用于向本领域技术人员充分传达本公开的范围。应注意，本公开的范围仅由权利要求限定。贯穿说明书，相同的参考标号表示相同的元件。

除非另外定义，否则在此使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。还将理解，除非在此明确定义，否则术语(诸如，在通用字典中定义的术语)应被解释为具有与它们在相关领域和/或本申请的上下文中的含义一致的含义，并且将不被解释为理想化或过于正式的含义。

图1是根据示例性实施例的用于压缩机(未示出)的扩散器10的立体图。图。图2是根据示例性实施例的主叶片200的前视图。图3是根据示例性实施例的分流叶片300的前视图。

参照图1，用于压缩机的扩散器10包括主体100、主叶片200和分流叶片300。

主体100用于支撑主叶片200和分流叶片300。主体100可具有环形形状。具体地讲，主体100可具有安装叶轮20(图4)的盘状通孔H。

具有环形形状的主体100可包括流体流入面110和边沿(rim)120。流体流入面110指的是接收来自叶轮的流体的面。流体流入面110可形成为沿着环形的径向方向延伸。边沿120可从流体流入面110弯曲并延伸。

主叶片200和分流叶片300可附着到主体100。主叶片200和分流叶片300中的每个可具有板形形状。也就是说，主叶片200和分流叶片300中的每个可具有用于引导流体的至少一个表面。此外，主叶片200和分流叶片300中的每个可具有两个或更多个拐点(参见图5)。沿着主叶片200和分流叶片300流动的流体的移动方向可在拐点处改变。

根据本公开的示例性实施例的主叶片200和分流叶片300可具有类似于板的形状并可将流体引导到两侧。主叶片200和分流叶片300的厚度可沿主体100的径向方向恒定或可变。当板具有不同的厚度时，主叶片200和分流叶片300的厚度可以以流线型形状变化以产生流体的平稳流动。

主叶片200和分流叶片300可沿着主体100的流体流入面110和边沿120布置，以引导从叶轮引入的流体。多个分流叶片300中的至少一个可布置在两个相邻的主叶片200之间以引导流体。在图1中所示的示例性实施例中，两个分流叶片300布置在每两个相邻的主叶片200之间。

参照图2和图3，主叶片200中的每个可包括径向引导部210、轴向引导部220和连接引导部230。此外，多个分流叶片300中的每个可包括径向引导部310、轴向引导部320和连接引导部330。

主叶片200的径向引导部210和分流叶片300的径向引导部310可分别沿着主体100的流体流入面110设置。径向引导部210和分流叶片300充当扩散器叶片。轴向引导部220和轴向引导部320可沿着主体的边沿120设置。轴向引导部220和轴向引导部320充当去旋流器。径向引导部210和径向引导部310可沿着主体100的径向方向附着在流体流入面110上。轴向引导部220和轴向引导部320可沿着主体100的轴向方向附着在边沿120上。为此，径向引导部210和径向引导部310的附着在流体流入面110上的侧部可符合流体流入面110的形状，轴向引导部220和轴向引导部320的附着在边沿120上的侧部可符合边沿120的形状。

如上所述，主叶片200和分流叶片300引导从叶轮产生的流体，流体可从主体100的中心向外(从流体流入面110到边沿120)移动。因此，流体可通过主叶片200的径向引导部210和分流叶片300的径向引导部310的下端被引入。引入的流体可沿着径向引导部210和径向引导部310流动，然后可被传递到轴向引导部220和轴向引导部320。

轴向引导部220和轴向引导部320可总体上在扩散器的轴向方向上延伸。流体可通过由容纳用于压缩机的扩散器10的壳体(未示出)以及轴向引导部220和轴向引导部320所引导而在轴向方向上(从图2和图3的左侧朝着右侧)行进。

连接引导部230和连接引导部330用于将主叶片200的径向引导部210和分流叶片300的径向引导部310分别与轴向引导部220和轴向引导部320连接。由径向引导部210和径向引导部310引导的流体可经由连接引导部230和连接引导部330传递到轴向引导部220和轴向引导部320。

由于径向引导部210和径向引导部310通过连接引导部230和连接引导部330连接到轴向引导部220和轴向引导部320，因此，可防止当流体从径向引导部210和径向引导部310传递到轴向引导部220和轴向引导部320时的流动损失。如果径向引导部210和径向引导部310与轴向引导部220和轴向引导部320彼此断开，则流体可在径向引导部210和径向引导部310与轴向引导部220和轴向引导部320之间泄漏，使得流动损失可能发生。相反，根据本公开的示例性实施例，径向引导部210和径向引导部310通过连接引导部230和连接引导部330连接到轴向引导部220和轴向引导部320，因此，可防止由流动角度的改变(从扩散器的径向方向到轴向方向)引起的能量损失。

此外，为了在轴向方向上(即，图2和图3中的水平方向)引导流体，轴向引导部220和轴向引导部320需要具有特定长度。连接引导部230和连接引导部330可连接到轴向引导部220和轴向引导部320的一侧，以与轴向引导部220和轴向引导部320一起在轴向方向上引导流体。

由于连接引导部230和连接引导部330在轴向方向上引导流体，因此，轴向引导部220和轴向引导部320的总长度可被减小。由于轴向引导部220和轴向引导部320的长度被减小，因此，支撑轴向引导部220和轴向引导部320的主体100的边沿120的长度(沿着轴向方向)可被减小。此外，由于主体100的边沿120的长度(沿着轴向方向)被减小，因此，包括扩散器10的压缩机的长度以及包括压缩机的发动机的长度被减小，使得发动机的整体重量可被减少。

图4是根据示例性实施例的扩散器10的剖视图。

参照图4，叶轮20安装在扩散器10的通孔H中。扩散器10的主体100的中心轴Ax可与叶轮20的旋转轴Bx同轴。

叶轮20可包括旋转体21和叶片22。当叶轮20旋转时，流体在径向方向上从叶片22向外移动。如图中所示，流体可从叶轮20的前部引入。从叶片22移动的流体的移动方向可形成在从叶轮20的旋转轴Bx向外的方向上。

从叶轮20到达扩散器10的流体流入面110的流体可在径向方向上沿着流体流入面110的表面移动的同时由主叶片200和分流叶片300引导。

图5是根据示例性实施例的主叶片200的侧视图。图6是根据示例性实施例的分流叶片300的侧视图。

参照图5和图6，主叶片200和分流叶片300中的每个可以以板的形式来实现。

根据示例性实施例，板的厚度可分别根据主叶片200的径向引导部210和连接引导部230以及分流叶片300的径向引导部310和连接引导部330的组件的延伸方向(沿着圆周方向和/或径向方向)而变化。例如，主叶片200和分流叶片300的最大厚度与最小厚度的比率可小于或等于3。由于板的最大厚度与最小厚度的比率不大于3，因此，径向引导部210和径向引导部310以及连接引导部230和连接引导部330的组件的表面可形成平坦的或流线型的表面。具体地讲，在流体所流入的径向引导部210和径向引导部310的前端(即，内径向端)(图5和图6中的右下端)处的厚度相对小，厚度可在延伸方向上(朝着图5和图6中的左上端)逐渐增加。

当流体沿着平坦的或流线型的表面移动时，涡流被防止，使得由于与径向引导部210和径向引导部310以及连接引导部230和连接引导部330的表面的摩擦而导致的流动损失可被减少。

主叶片200的径向引导部210可包括与主体100的中心相邻的直线区域。参照图5，径向引导部210的前端部211与主体100的中心相邻布置，前端部211可包括引入流体的直线区域。

从叶轮20排出的流体可流入径向引导部210的前端部211中。在流体的速度接近马赫(Mach)1的环境下，如果径向引导部的前端部具有弯曲形状，则流体可能被加速得太多，使得由于冲击波而引起的流动损失可被增加。相反，根据本公开的示例性实施例的径向引导部210的前端部211具有直线形状，使得流动加速度受限，因此，与弯曲形状相比流动损失可被减小。

主叶片200的径向引导部210可包括两个拐点212a和212b。流体的移动方向可在拐点212a和拐点212b处改变。如果存在一个拐点，则由于摩擦引起的损失可随着叶片的总长度变长而增加。相反，如果存在一个以上的拐点，则叶片的总长度变短，使得由于摩擦引起的损失可减少，从而有助于引导流体。根据本公开的示例性实施例，径向引导部210包括两个拐点212a和212b，使得流体与径向引导部210之间的摩擦可相对小，从而抑制涡流。

分流叶片300的径向引导部310的前端部311可位于与主叶片200的拐点212a和212b相邻的位置。因此，流体可被平稳地引入到分流叶片300中并在其移动方向已经改变后被引导。

尽管图5示出径向引导部210具有两个拐点212a和212b，但是主叶片200可包括两个以上的拐点。例如，轴向引导部220可额外地包括拐点，或者连接引导部230可额外地包括拐点。可选地，拐点可被包括在径向引导部210与连接引导部230之间，或者拐点可被包括在连接引导部230与轴向引导部220之间。

此外，与主叶片200类似，分流叶片300可包括两个或更多个拐点。

图7是根据示例性实施例的用于压缩机的扩散器10的前视图。图8是示出根据示例性实施例的由主叶片200和分流叶片300引导的流体的流动的示图。

参照图7，主叶片200和分流叶片300可布置在主体100上，使得径向引导部210的轴Lx1和径向引导部310的轴Lx2分别相对于从主体100的中心或中心轴Ax径向延伸的虚线VL倾斜。

设置在叶轮20上的叶片22的排出流体的端部可与旋转轴Bx间隔开预定距离，以将流体的移动方向从旋转轴方向改变位垂直方向。当叶轮20旋转时，从叶片22的端部排出的流体的移动方向可相对于虚线VL弯曲(或旋转)。

可根据从叶片22排出的流体的移动方向来确定虚线VL与径向引导部210的轴Lx1和径向引导部310的轴Lx2之间的角度。

参照图8，两个相邻的主叶片200可设置在主体100上，使得相邻的主叶片200的径向引导部210之间的距离在径向方向上从主体100的中心朝着外侧逐渐增大。两个相邻的分流叶片300可布置在两个相邻的主叶片200之间，使得相邻的分流叶片300的径向引导部310之间的距离在径向方向上从主体100的中心朝着外侧逐渐增大。此外，所有的径向引导部210和径向引导部310之中的相邻的径向引导部之间的距离在径向方向上从主体100的中心朝着外侧逐渐增大。

分流叶片300的径向引导部310可比主叶片200的径向引导部210短。分流叶片300可布置在相邻的主叶片200之间。分流叶片300可使沿着主叶片200(或在相邻的主叶片200之间)移动的流体分流。当流体的流动被分流叶片300分流时，由主叶片200和分流叶片300形成的出口WO处的压力可沿着主体100的边缘变得相对均匀。

此外，因为分流叶片300使流体的移动路径变得相对小，所以，可减少流体的涡流。

图9是根据另一示例性实施例的用于压缩机的扩散器的立体图。

参照图9，根据这个示例性实施例的用于压缩机的扩散器11可在每两个相邻的主叶片200之间包括三个分流叶片300(而不是如之前的实施例中所示的两个分流叶片300)。

包括在相邻的主叶片200之间的分流叶片300的数量可由相邻的主叶片200的入口WI的尺寸、主叶片200的出口WO的尺寸、流体的移动速度等来确定。此外，在之前的实施例中所描述的主页片200和分流叶片300的特点和优点也可适用于在两个相邻的主页片200之间包括更多个分流叶片300的实施例中。

尽管已经参照附图描述了本公开的示例性实施例，但是本领域技术人员将理解，在不脱离本公开的精神或必要特征的情况下，可进行各种修改和变化。因此，应理解，上述实施例不是限制性的，而是在所有方面都是说明性的。

Claims (11)

1.一种用于压缩机的扩散器，包括：

主体，具有环形形状，并包括：

流体流入面，沿着所述扩散器的径向方向延伸；

边沿，从流体流入面弯曲；

多个主叶片，形成在流体流入面和边沿上以引导流体；

至少两个分流叶片，布置在所述多个主叶片中的每两个相邻的主叶片之间以引导流体，

其中，所述多个主叶片中的每个主叶片包括形成在所述主叶片的径向引导部的同一侧边缘的两个拐点，

其中，所述两个拐点中的每个拐点是弯曲方向发生变化的点，

其中，所述多个主叶片的每个主叶片的所述径向引导部还包括与所述主体的中心相邻的直线区域，所述直线区域是所述主叶片的沿径向最内侧的部分，并且所述直线区域沿直线延伸并在所述扩散器的圆周方向上具有恒定的厚度。

2.根据权利要求1所述的扩散器，其中，所述多个主叶片中的每个主叶片包括：

所述径向引导部，所述径向引导部设置在流体流入面上；

轴向引导部，设置在边沿上；

连接引导部，连接所述主叶片的所述径向引导部和所述主叶片的所述轴向引导部，

其中，所述至少两个分流叶片中的每个分流叶片包括：

径向引导部，设置在流体流入面上；

轴向引导部，设置在边沿上；

连接引导部，连接所述分流叶片的所述径向引导部和所述分流叶片的所述轴向引导部。

3.根据权利要求2所述的扩散器，其中，所述多个主叶片和所述至少两个分流叶片设置在主体上，使得所述多个主叶片和所述至少两个分流叶片中的每个径向引导部的较长的轴在所述径向方向上相对于从主体的中心径向延伸的虚线倾斜。

4.根据权利要求2所述的扩散器，其中，所述多个主叶片布置在主体上，使得所述多个主叶片中的两个相邻的主叶片的径向引导部之间的距离在所述径向方向上从主体的中心朝着外侧变大。

5.根据权利要求2所述的扩散器，其中，所述至少两个分流叶片的径向引导部的径向长度短于所述多个主叶片的每个径向引导部的径向长度。

6.根据权利要求2所述的扩散器，其中，所述至少两个分流叶片中的每个分流叶片包括一个或多个拐点。

7.根据权利要求2所述的扩散器，其中，每个径向引导部的厚度远离主体的中心而逐渐增加。

8.根据权利要求2所述的扩散器，其中，当所述至少两个分流叶片中的两个相邻的分流叶片布置在主体上时，两个相邻的分流叶片的径向引导部之间的距离在所述径向方向上远离主体的中心变大。

9.一种用于压缩机的扩散器，包括：

主体，包括：

通孔，被配置为与叶轮结合；

内侧部分，沿着所述扩散器的径向方向延伸；

外侧弯曲部分，从内侧部分弯曲；

多个第一叶片，沿内侧部分和外侧弯曲部分延伸，以将流体从内侧部分引导到外侧弯曲部分；

至少两个第二叶片，布置在所述多个第一叶片中的每两个相邻的第一叶片之间以引导流体，

其中，所述至少两个第二叶片的径向长度短于所述多个第一叶片中的每个第一叶片的径向长度，

其中，所述多个第一叶片中的每个第一叶片包括形成在所述第一叶片的径向引导部的同一侧边缘的两个拐点，

其中，所述两个拐点中的每个拐点是弯曲方向发生变化的点，

其中，所述多个第一叶片的每个第一叶片的所述径向引导部还包括与所述主体的中心相邻的直线区域，所述直线区域是所述第一叶片的沿径向最内侧的部分，并且所述直线区域沿直线延伸并在所述扩散器的圆周方向上具有恒定的厚度。

10.根据权利要求9所述的扩散器，其中，所述多个第一叶片中的每个第一叶片包括：

所述径向引导部，所述径向引导部设置在内侧部分上；

轴向引导部，设置在外侧弯曲部分上；

连接引导部，连接所述第一叶片的所述径向引导部和所述第一叶片的所述轴向引导部，

其中，所述至少两个第二叶片中的每个第二叶片包括：

径向引导部，设置在内侧部分上；

轴向引导部，设置在外侧弯曲部分上；

连接引导部，连接所述第二叶片的所述径向引导部和所述第二叶片的所述轴向引导部。

11.根据权利要求9所述的扩散器，其中，所述多个第一叶片中的每个第一叶片在所述扩散器的所述圆周方向上的厚度沿着所述径向方向变化，

其中，所述至少两个第二叶片在所述圆周方向上的厚度沿着所述径向方向变化。

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