CN205154739U

CN205154739U - 一种大流量高压比高效率离心式压气叶轮

Info

Publication number: CN205154739U
Application number: CN201520882194.2U
Authority: CN
Inventors: 彭丽; 周黎; 郭必敏; 袁小平
Original assignee: Chongqing Jiangjin Shipbuilding Industry Co Ltd
Current assignee: Chongqing Jiangjin Shipbuilding Industry Co Ltd
Priority date: 2015-11-06
Filing date: 2015-11-06
Publication date: 2016-04-13
Anticipated expiration: 2025-11-06

Abstract

本实用新型公开一种大流量高压比高效率离心式压气叶轮，该叶轮包括交替设置的长叶片和短叶片，所述短叶片起始于叶轮中间位置，叶轮出口轮径D₂、叶轮进口轮径D₁，D₁/D₂＝0.685～0.827；叶轮轮毂直径d，d/D₂＝0.25～0.4；叶轮后弯角β_2A＝30～45°，长短叶片的前缘均是长径比为2～4的椭圆，长叶片1、短叶片2的尾缘叶尖厚度与叶跟厚度之比均为3～4；增大短叶片2进口段的beta角。该叶轮的短叶片的设置减小叶道进口处的阻塞，提高效率，同时采用小的轮毂比加上大的轮径比，使叶片进口高度较高，通流能力增加，适合在大流量工况下运行，使压气叶轮的最高效率达90％，可使柴油机燃油消耗率下降0.5～1个百分点，二氧化碳排放量降低1～2个百分点。

Description

一种大流量高压比高效率离心式压气叶轮

技术领域

本实用新型涉及一种大流量高压比高效率离心式压气叶轮。

背景技术

随着船用柴油机功率的增加，不断要求与之匹配的涡轮增压器的压气机有更高的增压比，另一个趋势是压气机的流量范围需求也与日俱增。随着国Ⅳ排放标准的施行，为了降低油耗和满足严格的排放要求，需要进一步提高涡轮增压器的效率。

实用新型内容

为了提高涡轮增压器的效率，本实用新型提供一种大流量高压比高效率离心式压气叶轮，通过对压气叶轮的的优化提高压气机的增压比，从而提高涡轮增压器的效率，特别是大流量轮增压器。

本实用新型通过以下技术方案实现：

一种大流量高压比高效率离心式压气叶轮，包括交替设置的长叶片、短叶片，所述短叶片起始于叶轮中间位置；所述长叶片轴向长度L₁为120～135mm，短叶片轴向长度L₂，L₂/L₁＝50～60％，以减小叶道进口处的阻塞，提高效率。

进一步，叶轮出口轮径D₂为350～365mm，叶轮进口轮径D₁，D₁/D₂＝0.685～0.827，大的轮径比能使叶道长度更短，减小摩擦损失，提高效率。

进一步，叶轮轮毂直径d，d/D₂＝0.25～0.4。

进一步，叶轮后弯角β_2A＝30～45°。

进一步，叶轮后弯角β_2A＝38°，大的叶片后弯角能有效地提高叶轮出口流体的压力能，减小进入扩压器的动能，优化扩压器进口条件，从而提高整机的效率；大的叶片后弯角使压气机特性曲线往大流量方向移动，获得更宽的工作范围。

进一步，所述长叶片、短叶片的前缘均是长径比为2～4的椭圆，能优化叶轮进口条件，减小流体在之后的流动中的损失，提高效率；长叶片、短叶片的尾缘叶尖厚度与叶跟厚度之比均为3～4，既保证叶片尾缘的强度还能有效减少尾迹损失，提高效率。

进一步，所述短叶片单独造型，增加短叶片的扭曲度。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的压气叶轮的最高效率达90％，喘振裕度大于20％。压气机整机最高效率达81％，最高效率覆盖380r/s～500r/s的范围，最大高效稳定运行流量大于7.8kg/s，最大高效可用压比大于5.5，喘振裕度大于15％。可使柴油机燃油消耗率下降0.5～1个百分点，二氧化碳排放量降低1～2个百分点。

附图说明

图1是本实用新型的压气叶轮的子午视图；

图2是本实用新型的压气叶轮的俯视图；

图3是本实用新型的压气叶轮的长叶片叶根B2B视图；

图4是本实用新型的压气叶轮的短叶片叶根B2B视图；

图5是本实用新型的压气叶轮的长叶片叶尖B2B视图；

图6是本实用新型的压气叶轮的短叶片叶尖B2B视图；

图7是本实用新型的压气叶轮的长叶片结构示意图；

图8是本实用新型的压气叶轮的短叶片结构示意图。

附图标记

1～长叶片；2～短叶片。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1～图7所示，一种大流量高压比高效率离心式压气叶轮，包括交替设置的长叶片1、短叶片2，本实施例中所述长叶片1、短叶片2有9组；所述短叶片2起始于叶轮中间位置，以减小叶道进口处的阻塞，提高效率。

长叶片1轴向长度L₁为120～135mm，短叶片2轴向长度L₂，L₂/L₁＝50～60％，本实施例中L1＝126mm，L₂/L₁＝58％。叶轮出口轮径D₂为350～365mm，叶轮进口轮径D₁，D₁/D₂＝0.685～0.827，本实施例中D₂＝356mm，D₁/D₂＝0.704。大的轮径比能使叶道长度更短，减小摩擦损失，提高效率。

叶轮轮毂直径d，d/D₂＝0.25～0.4，本实施例中d/D₂＝0.3352。小的轮毂比能使进口相对速度减小，从而大大减小叶轮中的损失，提高效率。

叶轮后弯角β_2A＝35～45°，β_2A大于45°叶片强度差，本实施例中β_2A＝38°。大的叶片后弯角能有效地提高叶轮出口流体的压力能，减小进入扩压器的动能，优化扩压器进口条件，从而提高整机的效率；大的叶片后弯角使压气机特性曲线往大流量方向移动，获得更宽的工作范围。

所述长叶片1、短叶片2的前缘均是长径比为2～4的椭圆，且厚度小，能优化叶轮进口条件，减小流体在之后的流动中的损失，提高效率，本实施例中长叶片1、短叶片2的前缘均是长径比均为3。长叶片1、短叶片2的尾缘叶尖厚度与叶跟厚度之比均为3～4，既保证叶片尾缘的强度还能有效减少尾迹损失，提高效率，本实施例中长叶片1、短叶片2的尾缘叶尖厚度与叶跟厚度之比均为3。

所述短叶片2单独造型，增加短叶片2的扭曲度。增大短叶片2进口段的beta角，使整个短叶片有更大扭曲度，提高短叶片的做功能力。

本实用新型的叶轮采用小的轮毂比加上大的轮径比，使叶片进口高度较高，通流能力增加，适合在大流量工况下运行。

Claims

1.一种大流量高压比高效率离心式压气叶轮，包括交替设置的长叶片(1)、短叶片(2)，其特征在于：所述短叶片(2)起始于叶轮中间位置；所述长叶片(1)轴向长度L₁为120～135mm，短叶片(2)轴向长度L₂，L₂/L₁＝50～60％。

2.根据权利要求1所述的大流量高压比高效率离心式压气叶轮，其特征在于：叶轮出口轮径D₂为350～365mm，叶轮进口轮径D₁，D₁/D₂＝0.685～0.827。

3.根据权利要求2所述的大流量高压比高效率离心式压气叶轮，其特征在于：叶轮轮毂直径d，d/D₂＝0.25～0.4。

4.根据权利要求1所述的大流量高压比高效率离心式压气叶轮，其特征在于：叶轮后弯角β_2A＝30～45°。

5.根据权利要求4所述的大流量高压比高效率离心式压气叶轮，其特征在于：叶轮后弯角β_2A＝38°。

6.根据权利要求1所述的大流量高压比高效率离心式压气叶轮，其特征在于：所述长叶片(1)、短叶片(2)的前缘均是长径比为2～4的椭圆，长叶片(1)、短叶片(2)的尾缘叶尖厚度与叶跟厚度之比均为3～4。

7.根据权利要求1所述的大流量高压比高效率离心式压气叶轮，其特征在于：所述短叶片(2)单独造型，增加短叶片(2)的扭曲度。