CN203374525U - 离心式压气机内循环装置 - Google Patents

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张博
么克东
高博
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Abstract

本实用新型公开了一种离心式压气机内循环装置，包括固定在叶轮外侧的叶轮罩壳和与所述叶轮罩壳前端固定的进气弯管，其特征在于：在所述叶轮罩壳和所述进气弯管所构成的内壁上设有回流体，所述回流体与所述内壁之间形成有可供气体流通、提高喘振裕度的流道，所述流道的两端分别与所述内壁形成开口和喉口。本实用新型所述开口至喉口的流道设计要保证光滑过渡，面积单调变化且无突变。本实用新型的设计对离心式压气机使用效率影响较小，可大幅度提高压气机的喘振裕度，使气体流量范围增大约14%左右。

Description

离心式压气机内循环装置
技术领域
本实用新型涉及一种提高离心式压气机喘振裕度，扩大涡轮增压器匹配工况范围的内循环装置，具体地说是一种离心式压气机内循环装置。
背景技术
目前，为满足柴油机降低排放和单缸功率密度增大等要求，使得涡轮增压器必须满足在全工况范围内匹配效率最佳，这也必将使涡轮增压器靠近喘振线运行，这样也就限制了涡轮增压器的匹配工况的范围。单一地使用传统设计来调整涡轮增压器的压气机性能曲线，已不能满足宽泛的匹配工况和喘振裕度的要求。因此，设计一种在既有叶轮设计的基础上，提高离心式压气机喘振裕度，扩大涡轮增压器匹配工况范围的装置成为现阶段亟待解决问题。
发明内容
根据上述提出的技术问题，而提供一种离心式压气机内循环装置。本实用新型主要通过增设回流体形成气体流道，从而起到提高喘振裕度的效果。
本实用新型采用的技术手段如下：
一种离心式压气机内循环装置，包括固定在叶轮外侧的叶轮罩壳和与所述叶轮罩壳前端固定的进气弯管，其特征在于：在所述叶轮罩壳和所述进气弯管所构成的内壁上设有回流体，所述回流体与所述内壁之间形成有可供气体流通、提高喘振裕度的流道，所述流道的两端分别与所述内壁形成开口和喉口。
优选地，所述喉口的中心位置与所述叶轮的进气喉口中心位置沿子午流道平齐；所述开口设置在所述叶轮的前端，所述开口的中心位置距所述叶轮的叶片进气边的轴向距离为0.125-0.25倍叶轮直径。
优选地，所述喉口的面积为所述叶轮喉口面积的11%-21%。在本实用新型的结构中，气体进入离心式压气机内循环装置的流量占压气机进气总流量的比例为0.4%-1.2%，而流量比是理论计算值求得，不具备实际操作性，因此，本实用新型采用喉口面积与叶轮面积的比例定义更加具体。
优选地，所述开口的面积为所述喉口面积的2-6倍。
优选地，所述流道为光滑的、流道面积单调变化且无突变的流道。
较现有技术相比，本实用新型主要在现有的离心式压气机的叶轮罩壳与叶轮结构之间增设回流体结构，回流体与内壁之间形成流道，从而形成内循环系统；本实用新型的回流体结构可仅设置在叶轮罩壳上，只要满足流道开口和喉口的位置要求即可，也可同时跨越进气弯管和叶轮罩壳设置在其内壁上，只要满足流道光滑过度，流道开口和喉口位置要求即可。
当叶轮的流动即将发生分离时，叶轮前压力降低，压力差会通过流道喉口将已吸入的气体回流至叶轮前端，来推迟喘振的发生；当叶轮的流动即将阻塞时，气流将通过流道开口补充进气，从而加大了阻塞流量。通过以上方式，扩大了涡轮增压器的匹配工况范围。其中，流道的开口至喉口的流道设计要保证光滑过渡，面积单调变化且无突变，从而达到气流无阻力的流通。
本实用新型可大幅度提压气机喘振裕度，气体流量范围增大约14%左右。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
图1是本实用新型的结构示意图。
图中：1、回流体  2、叶轮罩壳  3、叶轮  4、进气弯管  5、流道  51、开口  52、喉口
具体实施方式
如图1所示，一种离心式压气机内循环装置，包括固定在叶轮3外侧的叶轮罩壳2和与所述叶轮罩壳2前端固定的进气弯管4，在所述叶轮罩壳2和所述进气弯管4所构成的内壁上设有回流体1，所述回流体1与所述内壁之间形成有可供气体流通、提高喘振裕度的流道5，所述流道5的两端分别与所述内壁形成开口51和喉口52。
所述喉口52的中心位置与所述叶轮3的进气喉口中心位置沿子午流道平齐；所述开口51设置在所述叶轮3的前端，所述开口51的中心位置距所述叶轮3的叶片进气边的轴向距离为0.125-0.25倍叶轮直径。
所述喉口52的面积为所述叶轮3喉口面积的11%-21%。
所述开口51的面积为所述喉口52面积的2-6倍。
所述流道5为光滑的、流道面积单调变化且无突变的流道。
实施例1
一种离心式压气机内循环装置，叶轮3直径为280mm，叶轮3喉口面积为134.967cm2，喉口52面积为19.458cm2，为叶轮3喉口面积的14.4%；开口51中心位置距压气机叶轮3叶片进气边轴向49.56mm，占叶轮3直径的0.177；开口51的面积为51.174cm2，为喉口52面积的2.63倍。本装置较现有装置相比，压气机的喘振裕度提高了14%，压气机80%以上效率区域也相应增大。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种离心式压气机内循环装置，包括固定在叶轮（3）外侧的叶轮罩壳（2）和与所述叶轮罩壳（2）前端固定的进气弯管（4），其特征在于：在所述叶轮罩壳（2）和所述进气弯管（4）所构成的内壁上设有回流体（1），所述回流体（1）与所述内壁之间形成有可供气体流通、提高喘振裕度的流道（5），所述流道（5）的两端分别与所述内壁形成开口（51）和喉口（52）。
2.根据权利要求1所述的离心式压气机内循环装置，其特征在于：所述喉口（52）的中心位置与所述叶轮（3）的进气喉口中心位置沿子午流道平齐；所述开口（51）设置在所述叶轮（3）的前端，所述开口（51）的中心位置距所述叶轮（3）的叶片进气边的轴向距离为0.125-0.25倍叶轮直径。
3.根据权利要求1或2所述的离心式压气机内循环装置，其特征在于：所述喉口（52）的面积为所述叶轮（3）喉口面积的11%-21%。
4.根据权利要求1或2所述的离心式压气机内循环装置，其特征在于：所述开口（51）的面积为所述喉口（52）面积的2-6倍。
5.根据权利要求1所述的离心式压气机内循环装置，其特征在于：所述流道（5）为光滑的、流道面积单调变化且无突变的流道。
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