CN85202558U - 离心式鼓风机、压缩机叶片扩压器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属通用机械。根据叶轮出口气流分布的实际特征，将叶片扩压器的叶片进口边形状设计成曲线型或折线型。扩压器叶片进口边沿宽度具有不同的直径和几何角。最大进口直径和最大进口几何角的位置在与轮盖侧的边距离为a＝(0.55～0.75)b₃处。最小进口直径和最小进口几何角位置在轮盖侧的边上，轮盖侧的边和轮盘侧的边进口直径不等，如图示。由于大大减小了冲击损失，因而比设计参数相同的现有扩压器级效率有明显提高，喘振流量有明显下降，稳定工况范围有明显扩大。

Description

本实用新型属通用机械。

图1示出了离心式鼓风机、压缩机的叶轮和本实用新型所提出的叶片扩压器。图中，序号1是叶轮。序号2是叶片扩压器，它是由轮盖侧盖板①、扩压器叶片②和轮盘侧盖板③组成的。

离心式鼓风机、压缩机叶轮从进口到出口，气流的流动方向是由轴向转为径向。这种性质的流动，相当于曲线通道内的流动。因此，从图1所示的叶轮流道子午面上来看，轮盖附近的气流最容易分离和恶化，这种分离就影响到叶轮出口处气流速度和方向角分布的均匀性，造成进入叶片扩压器的流场极不均匀。在现有技术中，叶片扩压器的叶片进口边沿宽度方向是一直线，具有同一进口直径和几何角（“离心式压缩机原理”、西安交通大学透平压缩机教研室编著，机械工业出版社，1980年），或者叶片进口边在原直线的基础上将中间切开一个倒V形缺口（Y.Yoshinaga，I.Gyobu，H.Mishina，F.Koseki，H.Nishida，“Aerodynamic    Performance    of    a    Centrifugal    Compressor    with    Vaned    Diffuser，”Tran－sactions    of    the    ASME，Journal    of    Fluids    Engineering，Vol.102，No.4，DECEMBER    1980。）

由于这些扩压器叶片进口边所形成的进口几何角与扩压器叶片进口处的实际气流角偏差很大，因而冲击损失严重，造成级效率下降，稳定工况范围变窄。

为了减少冲击损失，提高离心式鼓风机和压缩机的气体动力性能，根据叶轮出口气流分布的实际特征，本实用新型将叶片扩压器的叶片进口边形状设计成曲线型或折线型。

本实用新型所提出的叶片扩压器，适用于各种不同的离心式鼓风机和压缩机；适用于各种不同出口角的后弯离心式叶轮；适用于各种不同的扩压器叶型，如：等厚度叶型、双圆弧叶型、机翼型叶型、倒机翼型叶型、三角型圆弧叶型等，本实用新型的内容包括以下几个方面：

1.叶片扩压器的扩压器叶片进口边沿宽度具有不同的直径和几何角。

2.叶片扩压器的扩压器叶片最大进口直径和最大进口几何角的位置在与轮盖侧的边距离为（0.55～0.75）b₃处，最小进口直径和最小进口几何角的位置在轮盖侧的边上。

3.叶片扩压器的扩压器叶片轮盖侧的边和轮盘侧的边进口直径不等。轮盖侧的边进口直径和几何角小于叶片扩压器进口参数设计值D₃和a_3A，且是整个扩压器叶片进口边最小的直径和几何角。轮盘侧的边进口直径和几何角略大于D₃和a_3A。见图1。

4.对于出口宽度较大（b₂≥20mm）且轮盖锥角较大（锥角≥8°）的二元叶轮及出口宽度较大（b₂≥20mm）且叶片出口角从轮盘到轮盖不变或略有下降的三元叶轮，扩压器叶片进口直径沿着宽度的变化见下表。

圆弧R取0.1b₃；圆角r取1～2mm。先划出R和r弧，再将各不同进口直径点连接成一条光滑的曲线，即得叶片扩压器曲线型进口边形状，见图2。

5.对于出口宽度较小（b₂＜20mm）且轮盖锥角较小（锥角＜8°）的二元叶轮及出口宽度较小（b₂＜20mm）且叶片出口角从轮盘到轮盖略有增加的三元叶轮，取D₃min＝（0.93～0.96）D₃，（应保持D₃min－D₂≥10～12mm）；D₃maX＝（1.04～1.06）D₃；D′₃＝1.01D₃；D₃maX到轮盖侧的边距离a＝（0.55～0.65）b₃，（不含0.65b₃）；圆弧R取0.1b₃，圆角r取1mm。先划出R和r弧，然后再作R和r圆弧的公切线，即可得出叶片扩压器折线型的进口边形状，见图3。

本实用新型所提出的叶片扩压器与现有技术相比，具有如下明显的优点：

1.采用该叶片扩压器比采用设计参数相同（指D₃、D₄、a_3A、a_4A、R′_O、R′k及叶型形状相同，下同）的现有扩压器冲击损失大大减小，级效率有明显提高。

2.采用该叶片扩压器由于扩压器叶片进口几何角和当地的气流角有较好的吻合，不但减小了冲击损失，而且减小并推迟了叶片扩压器流道内气流边介层的分离。因此，比采用设计参数相同的现有扩压器级喘振流量有明显下降，稳定工况范围有明显扩大。

3.采用该叶片扩压器由于大大提高了级的气体动力性能，因而扩大了带叶片扩压器的级在离心式鼓风机和压缩机中的应用范围。

在按本实用新型所提出的内容设计叶片扩压器叶片进口形状以前，可按现有技术确定叶片扩压器的设计参数，如：D₃、D₄、b₃、b₄、a_3A、a_4A、R′_O、R′_K、Z₃、Z₄等。为了便于采用本实用新型，这里将叶片扩压器有关设计参数的确定和扩压器叶片的叶型设计作以简要说明：

1.D₃的确定应使 D₃min－D₂＝（0.93～0.96）D₃－D₂≥10～12mm，以使叶轮出口和扩压器叶片进口有一定的距离。

2.D₄／D₃比值的选取应尽量使D₄／D₃maX≥1.3，使叶片流道不致过短。

3.D₃、D₄确定后，可按一般方法确定a_3A、a_4A，然后求取扩压器叶片曲率半径R′k和叶片中心圆半径R′_O。

4.对于叶片进口段较薄的叶型，如等厚度叶型、双圆弧叶型、三角形圆弧叶型、倒机翼型叶型等，可按叶片曲率半径R′k与D₃min和D₄相交的圆弧部分l作为弧长设计叶型，见图4。

5.对于进口段较厚的机翼型叶片，先按叶片曲率半径R′_K与D₃和D₄相交的圆弧部分l′作为弧长设计机翼型叶型，然后，沿长R′k圆弧与D₃min相交得弧长l，见图5，弧长l－l′在D₃和D₃min之间的部分，可设计成等厚度叶型，其厚度可等于原机翼型叶型进口边小圆弧半径的二倍，等厚度叶型和原机翼型叶型的连接处D应圆滑过渡。图5中D₃以上的部分B为机翼型叶型，D₃以下的三角区C为等厚度叶型，然后再以l为弧长划出完整的叶型工作图。

叶型完成后，再按本实用新型的内容第4条和第5条所说的情况绘出叶片进口边形状，叶片进口边A处按图加工后，两侧面棱角应修圆，对机翼型叶片还应对过厚的进口边稍许修薄。

Claims (2)

1、由扩压器叶片和两侧盖板组成的叶片扩压器，其特征在于：

a、扩压器叶片的进口直径和几何角沿着叶片宽度方向从轮盖侧的边上的最小值逐渐增大到最大值，然后再由最大值逐渐减小到轮盘侧的边上的值。

b、扩压器叶片轮盘侧的边上的进口直径和几何角，小于扩压器叶片进口边上的最大进口直径和几何角，大于轮盖侧的边上的进口直径和几何角。

c、扩压器叶片最小进口直径和几何角的位置在轮盖侧的边上，扩压器叶片最大进口直径和几何角的位置在与轮盖侧的边距离为(0.55～0.75)b₃处，扩压器叶片轮盘侧的边上的进口直径为1.01D₃。

2、按权利要求1所述的叶片扩压器，其特征是扩压器叶片进口边从轮盖侧的边上的最小进口直径到扩压器叶片最大进口直径之间和从该最大进口直径到轮盘侧的边上的进口直径之间，可以是曲线和圆弧连接，也可以是直线和圆弧连接。

Images