專利名稱：離心壓縮機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種例如使用在小型燃?xì)鉁u輪或渦輪冷凍機(jī)中的離心壓縮機(jī)，尤其涉及裝有傳統(tǒng)葉輪式擴(kuò)壓器或所謂溝槽式擴(kuò)壓器的離心壓縮機(jī)。
背景技術(shù)：
離心壓縮機(jī)設(shè)有一個(gè)擴(kuò)壓器，用作一個(gè)減小氣體速度并將其動(dòng)能轉(zhuǎn)換為內(nèi)能的裝置。一種設(shè)有擴(kuò)壓器的離心壓縮機(jī)如圖9和10所示。如圖所示的離心壓縮機(jī)安裝有一個(gè)外殼1、由外殼1軸向支承而旋轉(zhuǎn)的葉輪2、與包圍在葉輪2周圍的外殼1結(jié)合成一個(gè)部件的渦室3以及設(shè)置在該葉輪2和渦室3之間并呈環(huán)狀以便包圍住葉輪2的擴(kuò)壓器4。
擴(kuò)壓器4包括若干沿圓周相互間隔放置的葉片5，并實(shí)現(xiàn)如下的功能，也就是將從葉輪2所排出氣體的流動(dòng)方向移動(dòng)地更靠近徑向外側(cè)，同時(shí)減小其速度以便將氣體的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為靜壓力。
然而，在上述離心壓縮機(jī)中，由于空氣進(jìn)入擴(kuò)壓器4的進(jìn)氣角度會(huì)在葉輪2的進(jìn)氣量變化時(shí)改變，因此即使例如在一定的進(jìn)入流量體積下從葉輪2流出的氣流方向與葉片5前緣上的翼部中線一致，但是如果進(jìn)入流量的體積發(fā)生變化，那么兩者將不再一致從而導(dǎo)致擴(kuò)壓器效率的降低。這導(dǎo)致操作范圍從喘振到扼流變得更狹窄。
因此，盡管已經(jīng)進(jìn)行過嘗試來減少弦長(zhǎng)和葉片間間隔的比例(弦節(jié)比)以及防止在相鄰葉片之間形成喉部以便擴(kuò)大操作范圍，但是這將使轉(zhuǎn)換為靜壓力很難進(jìn)行，并且導(dǎo)致不能獲得足夠擴(kuò)壓器效率的問題。在此，喉部是指從一個(gè)垂直地從一個(gè)葉片前緣垂直下降到葉翼中心線的特定線開始延伸到一個(gè)垂直地從另一個(gè)葉片后緣垂直下降到葉翼中心線的特定線的兩個(gè)鄰近葉片之間的空間。
發(fā)明概述考慮如上情形，本發(fā)明的目的在于提供一種離心壓縮機(jī)，該離心壓縮機(jī)甚至在葉輪的進(jìn)入流量體積改變時(shí)，都能通過阻止擴(kuò)壓器效率的降低而允許從喘振到扼流的更大操作范圍。
為解決上述問題，所應(yīng)用的一種離心壓縮機(jī)具有如下所述的結(jié)構(gòu)。也就是，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，離心壓縮機(jī)具有一個(gè)環(huán)繞一葉輪的擴(kuò)壓器，其中，該擴(kuò)壓器安裝有若干葉片組，該葉片組包括若干沿葉輪圓周方向設(shè)置的葉片，以便使葉片圍繞葉輪旋轉(zhuǎn)軸的中心同心，位于外部的葉片組的葉片越多，則葉片相對(duì)葉輪徑向的角度越小。
在該離心壓縮機(jī)中，因?yàn)閷⑷~輪所排出氣體的動(dòng)壓力轉(zhuǎn)換為靜壓力是與氣體每次穿過每個(gè)設(shè)置在同心圓內(nèi)的葉片組同時(shí)進(jìn)行的，所以在氣體穿過最外部設(shè)置的葉片組時(shí)能夠獲得高效率。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，上述第一方面的離心壓縮機(jī)的特征在于，在除了位于最接近葉輪位置處的一個(gè)葉片組之外的任何一個(gè)葉片組中，葉片組的葉片數(shù)量是該葉片組內(nèi)部的相鄰葉片組中的葉片數(shù)量的整數(shù)倍。
從葉輪排出的氣流在經(jīng)過葉片組時(shí)是沿著最靠近葉輪的葉片組中的葉片而流動(dòng)的，形成的氣流在葉片后部(外部)的翼部中線的方向上呈弧形。如果該氣流向外流動(dòng)而不會(huì)在隨后階段的每個(gè)葉片組中衰減，那么從動(dòng)壓力轉(zhuǎn)換為靜壓力就有著很高的效率。在該離心壓縮機(jī)中，除了最接近葉輪位置處的葉片組對(duì)應(yīng)若干單個(gè)葉片外，其它每個(gè)葉片組中通常設(shè)有若干持續(xù)向外排出氣體的葉片。結(jié)果，從動(dòng)壓力轉(zhuǎn)換為靜壓力有著很高的效率，由此獲得高的擴(kuò)壓器效率。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，上述第一方面或第二方面的離心壓縮機(jī)的特征在于，至少在最靠近葉輪的葉片組中的若干葉片能由平行于旋轉(zhuǎn)軸的軸在軸向上支承而單獨(dú)旋轉(zhuǎn)。
如果葉輪的進(jìn)氣體積變化時(shí)，從葉輪排出的氣流方向和最靠近葉輪的葉片組中的葉片前緣的翼部中線方向不再一致，由此使氣流繼續(xù)流動(dòng)以及停止降低的擴(kuò)壓器效率變得困難。因此，葉片會(huì)旋轉(zhuǎn)以便改變前緣翼部中線方向的傾度，并使其與葉輪排出的氣流方向相一致。結(jié)果，如果葉輪的進(jìn)氣體積改變時(shí)擴(kuò)壓器效率也能維持在高的水平。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，上述第三方面的離心壓縮機(jī)的特征在于，可旋轉(zhuǎn)葉片設(shè)置在與形成一部分?jǐn)U壓器的壁相獨(dú)立的凸緣上，并與該凸緣一起旋轉(zhuǎn)，上述壁在旋轉(zhuǎn)軸方向上與放置其間的若干葉片相分隔。
如果其構(gòu)成使得僅有上述葉片能旋轉(zhuǎn)，那么在上述形成一部分?jǐn)U壓器的壁和上述葉片之間形成一個(gè)豎立的間隙，這就會(huì)導(dǎo)致氣流擾動(dòng)以及降低擴(kuò)壓器效率。因此，如果葉片設(shè)置在上述凸緣上并與該凸緣一起旋轉(zhuǎn)，那么在上述壁和葉片之間不再有任何間隙，由此使得擴(kuò)壓器效率維持在高的水平而不會(huì)降低。
根據(jù)本發(fā)明的第五方面，上述第三方面或第四方面的離心壓縮機(jī)的特征在于，鄰接可旋轉(zhuǎn)葉片外部的葉片組能在圓周方向上轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)維持住若干單個(gè)葉片的設(shè)置。
因?yàn)檗D(zhuǎn)動(dòng)葉片會(huì)導(dǎo)致前緣和后緣位置的變化，與其外部鄰接的葉片組中的葉片前緣的關(guān)聯(lián)性使得氣流持續(xù)流動(dòng)到外部變得困難，由此導(dǎo)致擴(kuò)壓器效率的降低。因此，如果鄰接可旋轉(zhuǎn)葉片的外部葉片組能在圓周方向上轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)維持住若干單個(gè)葉片的設(shè)置，就可能在任何情況下使可旋轉(zhuǎn)葉片后緣和其外部鄰接的葉片組中的葉片前緣相互關(guān)聯(lián)，由此使得擴(kuò)壓器效率維持在高的水平而不會(huì)降低。
根據(jù)本發(fā)明的第六方面，上述第三、第四或第五方面的離心壓縮機(jī)的特征在于，弦長(zhǎng)和相鄰葉片在可旋轉(zhuǎn)葉片圓周方向上的間距的比例小于1.0。
盡管葉輪的進(jìn)氣體積越小，則可旋轉(zhuǎn)葉片相對(duì)葉輪徑向的角度變得越大，而葉輪的進(jìn)氣體積越大，則該角度越小，但是如果通過減小葉輪的進(jìn)氣體積使葉片角度接近90度(盡管認(rèn)為實(shí)際上壓縮機(jī)是由于喘振的出現(xiàn)而不能工作的)，在葉片之間能發(fā)生干擾。因此，如果弦長(zhǎng)和相鄰葉片在可旋轉(zhuǎn)葉片圓周方向上的間距的比例設(shè)置得小于1.0，即使葉片角度成為90度，在葉片之間也不會(huì)發(fā)生干擾，可操縱性得以提高。
根據(jù)本發(fā)明的第七方面，上述第三、第四、第五或第六方面的離心壓縮機(jī)的特征在于，在鄰接可旋轉(zhuǎn)葉片的外部葉片組內(nèi)的葉片弦長(zhǎng)和相鄰葉片之間的間距的比例從0.5到2.0。
如果上述相鄰葉片在圓周方向上的間距太大，會(huì)導(dǎo)致氣流擾動(dòng)，所以并不合適。因此如果在鄰接可旋轉(zhuǎn)葉片的外部葉片組內(nèi)的葉片弦長(zhǎng)和相鄰葉片之間的間距的比例設(shè)置在從0.5到2.0，就能調(diào)整氣流，防止擴(kuò)壓器效率降低。
根據(jù)本發(fā)明的第八方面，上述第一到第七方面中其中一個(gè)的離心壓縮機(jī)的特征在于，葉輪中心到最靠近葉輪的葉片組中的葉片前緣的長(zhǎng)度與葉輪外半徑的比例從1.05到1.30。
因?yàn)闅怏w在被葉輪排出后會(huì)立即從葉輪獲得一個(gè)不均勻的速度直至其進(jìn)入擴(kuò)壓器，所以葉片的效果是最小的，同時(shí)沒有葉片的自由渦流間隙會(huì)對(duì)擴(kuò)壓器效率的提高有多個(gè)影響。因此，如果葉輪中心到最靠近葉輪的葉片組中的葉片前緣的長(zhǎng)度與葉輪外半徑的比例從1.05到1.30，因?yàn)樯鲜鰶]有葉片的自由渦流間隙會(huì)出現(xiàn)在擴(kuò)壓器的內(nèi)部，由此提高了擴(kuò)壓器的效率。
附圖的簡(jiǎn)要說明
圖1是從離心壓縮機(jī)一側(cè)觀察到的橫截面圖，其中示出本發(fā)明離心壓縮機(jī)的第一實(shí)施例；圖2是從離心壓縮機(jī)軸向觀察到的橫截面圖；圖3是示出一個(gè)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的主要部分的橫截面圖；圖4是從離心壓縮機(jī)一側(cè)觀察到的橫截面圖，其中示出本發(fā)明離心壓縮機(jī)的第二實(shí)施例；圖5是示出一個(gè)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的主要部分的橫截面圖；圖6是用于解釋每個(gè)葉片組中葉片的設(shè)置以及氣體流動(dòng)的橫截面圖；圖7是用于解釋每個(gè)葉片組中葉片的設(shè)置以及氣體流動(dòng)的相似橫截面圖；圖8是從離心壓縮機(jī)一側(cè)觀察到的橫截面圖，其中示出本發(fā)明離心壓縮機(jī)的第三實(shí)施例；圖9是從離心壓縮機(jī)一側(cè)觀察到的橫截面圖，其中示出已有技術(shù)的離心壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)；圖10是從已有技術(shù)中離心壓縮機(jī)軸向所觀察到的橫截面圖。
最佳實(shí)施例的詳細(xì)說明如下將參考圖1-3詳細(xì)描述本發(fā)明離心壓縮機(jī)的第一實(shí)施例。
圖1所示的離心壓縮機(jī)安裝有一個(gè)外殼11、由該外殼11軸向支承而旋轉(zhuǎn)的葉輪12、與包圍在該葉輪12周圍的外殼11結(jié)合成一個(gè)部件的渦室13、以及呈環(huán)狀以便在該葉輪12和渦室13之間包圍住葉輪12的擴(kuò)壓器14。
如圖2所示，擴(kuò)壓器14安裝有兩個(gè)包括若干沿葉輪12的圓周等間距放置的葉片的葉片組A和B，這樣葉片組A放置在內(nèi)部，而葉片組B放置在外部，以便形成中心為葉輪12旋轉(zhuǎn)軸的同心圓。
屬于葉片組A的葉片16A和屬于葉片組B的葉片16B具有翼狀橫截面，屬于葉片組B的葉片16B的數(shù)量是葉片組A中葉片16A的數(shù)量的兩倍。
盡管葉片16A和16B都相對(duì)葉輪12的徑向以一指定的角度放置，但是外部葉片16B相對(duì)葉輪12徑向的角度要小于在內(nèi)部的葉片16A相對(duì)葉輪徑向的角度。
此外，每個(gè)屬于葉片組16的葉片16A放置在外殼11的壁18之間，這些壁形成一部分?jǐn)U壓器14并在旋轉(zhuǎn)軸15的方向上與放置其間的這些葉片16A相分隔，每個(gè)葉片16A均固定在獨(dú)立于上述壁18的凸緣18a，并且由一個(gè)安裝在外殼11內(nèi)并平行于旋轉(zhuǎn)軸15的軸17軸向支承。凸緣18a的表面幾乎與上述壁18同平面。每個(gè)葉片16A通過一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)20同時(shí)旋轉(zhuǎn)，從而使相對(duì)葉輪12徑向的角度改變。然而，葉片16A的角度可以不(甚至在最小的情況下)小于葉片16B的角度。
如圖3所示，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)20安裝有一個(gè)固定臂21，該臂位于外殼11外部以便在長(zhǎng)度方向上通過每個(gè)葉片16A的軸17；一個(gè)相對(duì)葉片組16同心放置的可沿圓周方向旋轉(zhuǎn)的聯(lián)接圈23，該聯(lián)接圈具有一個(gè)與每個(gè)臂21相接合同時(shí)允許每個(gè)臂21在其內(nèi)部自由滑動(dòng)的滑動(dòng)槽22；以及一個(gè)在一指定范圍內(nèi)沿圓周方向轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)接圈23的傳動(dòng)缸24。該旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)20通過膨脹傳動(dòng) 24轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)接圈23，并使得聯(lián)接圈23擺動(dòng)隨其轉(zhuǎn)動(dòng)的所有臂21，從而使得每個(gè)軸17和由該軸支承著的葉片16A同步轉(zhuǎn)動(dòng)。另外，每個(gè)葉片16A的旋轉(zhuǎn)范圍(角度)被傳動(dòng)缸24的膨脹寬度所限定，大約為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上的正負(fù)15度。
在上述離心壓縮機(jī)中，每個(gè)葉片16A被設(shè)置成弦長(zhǎng)和相鄰葉片16A在圓周方向上的間距的比例小于1.0。此外，每個(gè)葉片16A被設(shè)置成從葉輪12中心到葉片16A前緣的長(zhǎng)度與葉輪12外半徑的比例從1.05到1.30。另外，每個(gè)葉片16B被設(shè)置成弦長(zhǎng)和相鄰葉片16B在圓周方向上的間距的比例從0.5到2.0。
在以如上方式所構(gòu)成的離心壓縮機(jī)中，因?yàn)槊看卧趶娜~輪12排出的氣體穿過每個(gè)葉片組時(shí)，都進(jìn)行從動(dòng)壓力到靜壓力的轉(zhuǎn)換，所以在氣體穿過葉片組B時(shí)能夠獲得高的葉輪效率如圖2所示，從葉輪12排出的氣流在經(jīng)過葉片組16A時(shí)是沿著葉片16A流動(dòng)的，由此形成的氣流在葉片16A后部的翼部中線方向上呈弧形。如果該氣流向外流動(dòng)而不會(huì)在葉片組16B中衰減，那么從動(dòng)壓力到靜壓力的轉(zhuǎn)換就會(huì)高效地進(jìn)行。因此在上述離心壓縮機(jī)中，由于葉片16B的數(shù)量設(shè)置成葉片16A的兩倍，在葉片組B內(nèi)總是設(shè)有葉片16B，該葉片持續(xù)將氣體排到相對(duì)于葉片組A中每個(gè)葉片16A的外部，所以從動(dòng)壓力到靜壓力的轉(zhuǎn)換高效地進(jìn)行。
然而，如果葉輪12的進(jìn)氣體積變化時(shí)，從葉輪12排出的氣流方向和葉片組A中葉片16A的前緣翼部中線的方向不再一致，由此使氣流繼續(xù)流動(dòng)變得困難并降低了擴(kuò)壓器的效率。因此，在上述離心壓縮機(jī)中，葉片16A旋轉(zhuǎn)一定角度以便與從葉輪12排出的氣流方向相一致，由此，即使在葉輪12的進(jìn)氣體積改變時(shí)擴(kuò)壓器效率也能維持在高的水平。
如果上述離心壓縮機(jī)構(gòu)成使得僅有葉片16A能旋轉(zhuǎn)，那么在上述形成一部分?jǐn)U壓器14的外殼11壁18和上述葉片16A之間形成一個(gè)間隙，這隨之會(huì)導(dǎo)致氣流擾動(dòng)并降低擴(kuò)壓器效率。因此，在上述離心壓縮機(jī)中，葉片16A固定在凸緣18a之間并與該凸緣制成單個(gè)部件一起旋轉(zhuǎn)。結(jié)果，那么在上述壁18和葉片16A之間的間隙消失，由此防止了擴(kuò)壓器效率的降低。
盡管葉輪12的進(jìn)氣體積越小，則葉片16A相對(duì)葉輪12徑向的角度變得越大，而葉輪12的進(jìn)氣體積越大，則該角度越小，但是如果減小葉輪12的進(jìn)氣體積而葉片16A的角度接近90度(盡管認(rèn)為實(shí)際上壓縮機(jī)是由于喘振的出現(xiàn)而不能工作的)，葉片16A之間會(huì)發(fā)生干擾。因此，在上述離心壓縮機(jī)中，如果弦長(zhǎng)和相鄰葉片16A的間距的比例設(shè)置成小于1.0，那么即使葉片16A的角度達(dá)到例如90度，在葉片之間也不會(huì)發(fā)生干擾。
如果相鄰葉片16B的間距太大，會(huì)導(dǎo)致氣流擾動(dòng)，所以并不適合。因此，在上述離心壓縮機(jī)中，弦長(zhǎng)和相鄰葉片16A之間的間距的比例設(shè)置在從0.5到2.0范圍內(nèi)的一個(gè)值，結(jié)果就能調(diào)整氣流，隨后防止擴(kuò)壓器效率降低。
因?yàn)樵趶娜~輪12排出的氣體在從葉輪12排出后直到進(jìn)入擴(kuò)壓器14之前會(huì)立即變得不均勻，所以葉片的效果是最小的，同時(shí)那些沒有葉片的自由渦流間隙會(huì)對(duì)擴(kuò)壓器效率的提高有多個(gè)影響。因此，在上述離心壓縮機(jī)中，從葉輪12中心到葉片組A中葉片16A前緣的長(zhǎng)度(與葉輪外半徑)的比例設(shè)置成從1.05到1.30范圍內(nèi)的一個(gè)值，結(jié)果因?yàn)樯鲜鰶]有葉片的自由渦流間隙會(huì)出現(xiàn)在擴(kuò)壓器的內(nèi)部，由此提高了擴(kuò)壓器的效率。
如上所述，根據(jù)上述離心壓縮機(jī)，擴(kuò)壓器效率能維持在高的水平，同時(shí)能確保一個(gè)寬的操作范圍。
然而，在上述實(shí)施例中，盡管葉片16B的數(shù)量是葉片16A的兩倍，其它每個(gè)葉片16B與葉片16A相對(duì)應(yīng)設(shè)置，但是如果希望提高擴(kuò)壓器的效率，那么葉片16B的數(shù)量是葉片16A的三倍或四倍。
如下將參考圖4-7描述本發(fā)明離心壓縮機(jī)的第二實(shí)施例。在該描述中，上述第一實(shí)施例已描述過的元件用相同的標(biāo)號(hào)表示，并在此省略描述。
在該第二實(shí)施例中，如圖4所示，葉片16B被固定以便放置在環(huán)板19之間，這些環(huán)板沿著構(gòu)成一部分?jǐn)U壓器14的外殼11壁18與葉片組B同心放置。葉片組B能在圓周方向旋轉(zhuǎn)，并同時(shí)通過一轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)30維持若干單個(gè)葉片16的設(shè)置，該轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)30在圓周方向轉(zhuǎn)動(dòng)上述環(huán)板19。
如圖5所示，上述環(huán)板19安裝有一個(gè)傳動(dòng)缸31，該傳動(dòng)缸具有一個(gè)連接在一個(gè)銷19a上的傳動(dòng)軸，該銷從上述環(huán)板19穿過對(duì)應(yīng)于環(huán)板19圓周方向的一個(gè)外殼11上開口的弧形槽11a而延伸到外殼11的外部。上述環(huán)板19通過膨脹傳動(dòng)缸31旋轉(zhuǎn)，并被制成在圓周方向旋轉(zhuǎn)的同時(shí)維持住若干單個(gè)葉片16B的設(shè)置。另外，每個(gè)葉片16B的旋轉(zhuǎn)角(角度)被傳動(dòng)缸31的膨脹寬度所限定，大約為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上的正負(fù)10度。
如圖6所示，在以上述方式所描述的離心壓縮機(jī)中，如果葉輪12的進(jìn)氣體積從氣流幾乎沒有損失地持續(xù)從葉片16A進(jìn)入葉片16B的一個(gè)穩(wěn)定操作狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，葉片16A的角度也必須變化。然而，如果葉片16A旋轉(zhuǎn)，因?yàn)椴粌H前緣而且后緣的位置均會(huì)變化，相關(guān)聯(lián)地葉片前緣將不再能使得氣流持續(xù)流動(dòng)到后部，由此導(dǎo)致擴(kuò)壓器效率的降低。
因此，在上述離心壓縮機(jī)中，如圖7所示，通過在圓周方向上轉(zhuǎn)動(dòng)葉片組B同時(shí)維持住若干單個(gè)葉片16B的設(shè)置，葉片16B的前緣和后緣能在任何情況下相互關(guān)聯(lián)，由此，即使在葉輪12的進(jìn)氣體積改變時(shí)擴(kuò)壓器效率也能防止擴(kuò)壓器的效率下降。
如上所述，根據(jù)上述離心壓縮機(jī)，盡管由于提供轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)30使結(jié)構(gòu)更復(fù)雜并且在操作該轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)30時(shí)需要能量，從而帶來一些不利，但是因?yàn)闅饬髂軒缀鯖]有損失地持續(xù)從葉片16A進(jìn)入葉片16B，從而能在從喘振到扼流的所有操作狀態(tài)下維持住擴(kuò)壓器效率。
如下將參考圖8描述本發(fā)明離心壓縮機(jī)的第三實(shí)施例。在該描述中，在以上兩個(gè)實(shí)施例中已描述過的元件用相同的標(biāo)號(hào)表示，并在此省略描述。
在該第三實(shí)施例中，擴(kuò)壓器14包括同心放置的三個(gè)葉片組C、D和E。分別屬于每個(gè)葉片組C、D和E的所有葉片16C、16D和16E按照如下方式進(jìn)行設(shè)置，即每個(gè)葉片的弦節(jié)比要很大程度地小于上述兩實(shí)施例中的弦節(jié)比，同時(shí)屬于位于外部的葉片組的葉片越多，則葉片相對(duì)葉輪徑向的角度越小。此外，所有的葉片都固定在壁18(未在圖8中示出)之間。
葉片16C具有適合的角度以便在一定進(jìn)入流量體積時(shí)，前緣的取向與從葉輪12排出的氣流方向一致時(shí)，葉片16D相對(duì)葉片16C具有合適的位置和合適的角度以便使在葉片16C后部所產(chǎn)生的氣流能幾乎沒有損失地繼續(xù)流動(dòng)，葉片16E相對(duì)葉片16D具有合適的位置和合適的角度以便使在葉片16D后部所產(chǎn)生的氣流能幾乎沒有損失地繼續(xù)流動(dòng)。
另外，其它每個(gè)屬于葉片組D的葉片16D和屬于葉片組E的葉片16E被設(shè)置成與葉片16C不相關(guān)，葉片16D和16E的數(shù)量都是葉片16C的兩倍。
上述離心壓縮機(jī)，沒有弦節(jié)比設(shè)置得較小以便能進(jìn)行從喘振到扼流的大操作范圍，因而不能獲得高的擴(kuò)壓器效率。然而，在上述離心壓縮機(jī)中，因?yàn)樵谌~輪12所排出氣體經(jīng)過每個(gè)葉片組C、D和E的任何時(shí)候都在進(jìn)行從動(dòng)壓力到靜壓力的轉(zhuǎn)換，所以仍能獲得高的擴(kuò)壓器效率，同時(shí)在氣體穿過葉片組E時(shí)能維持住寬的操作范圍。
另外，在上述離心壓縮機(jī)中，葉片16D和16E設(shè)置在葉片組D和E內(nèi)，持續(xù)將氣體流排放到對(duì)應(yīng)于葉片組C中葉片16C的外部，由此提高了從動(dòng)壓力到靜壓力轉(zhuǎn)換的效率。
然而，盡管上述每個(gè)實(shí)施例都對(duì)一種安裝有2個(gè)或3個(gè)葉片組的擴(kuò)壓器進(jìn)行了解釋，但是擴(kuò)壓器也可以設(shè)置成包括四個(gè)或更多葉片組，以便進(jìn)行從動(dòng)壓力到靜壓力的多級(jí)轉(zhuǎn)換。在該例中，不言而喻，葉片組應(yīng)當(dāng)設(shè)置成屬于位于外部的葉片組的葉片越多，則相對(duì)葉輪徑向的角度越小。
權(quán)利要求
1.一種離心壓縮機(jī)，具有一個(gè)環(huán)繞葉輪的擴(kuò)壓器，其中，該擴(kuò)壓器安裝有若干葉片組，該葉片組包括若干在葉輪圓周方向上放置的葉片，以便使葉片與葉輪旋轉(zhuǎn)軸的中心共心，屬于位于外部的葉片組的葉片越多，則葉片相對(duì)葉輪徑向的角度越小。
2.如權(quán)利要求1所述的離心壓縮機(jī)，其特征在于，除了位于最接近葉輪位置處的一個(gè)葉片組之外，在其它任何一個(gè)的葉片組中，葉片組的葉片數(shù)量是該葉片組內(nèi)部的相鄰葉片組中的葉片數(shù)量的整數(shù)倍。
3.如權(quán)利要求1所述的離心壓縮機(jī)，其特征在于，至少在最靠近葉輪的葉片組中的若干葉片能由一平行于旋轉(zhuǎn)軸的軸在軸向上支承而單獨(dú)旋轉(zhuǎn)。
4.如權(quán)利要求2所述的離心壓縮機(jī)，其特征在于，至少在最靠近葉輪的葉片組中的若干葉片能由一平行于旋轉(zhuǎn)軸的軸在軸向上支承而單獨(dú)旋轉(zhuǎn)。
5.如權(quán)利要求3所述的離心壓縮機(jī)，其特征在于，上述可旋轉(zhuǎn)葉片設(shè)置在與形成一部分?jǐn)U壓器的壁相獨(dú)立的凸緣上，并與該凸緣一起旋轉(zhuǎn)，上述壁在旋轉(zhuǎn)軸方向上與放置其間的若干葉片相分隔。
6.如權(quán)利要求4所述的離心壓縮機(jī)，其特征在于，上述可旋轉(zhuǎn)葉片設(shè)置在與形成一部分?jǐn)U壓器的壁相獨(dú)立的凸緣上，并與該凸緣一起旋轉(zhuǎn)，上述壁在旋轉(zhuǎn)軸方向上與放置其間的若干葉片相分隔。
7.如權(quán)利要求3所述的離心壓縮機(jī)，其特征在于，鄰接上述可旋轉(zhuǎn)葉片的外部葉片組能在上述圓周方向上旋轉(zhuǎn)，同時(shí)維持住若干單個(gè)葉片的設(shè)置。
8.如權(quán)利要求4所述的離心壓縮機(jī)，其特征在于，鄰接上述可旋轉(zhuǎn)葉片的外部葉片組能在上述圓周方向上旋轉(zhuǎn)，同時(shí)維持住若干單個(gè)葉片的設(shè)置。
9.如權(quán)利要求5所述的離心壓縮機(jī)，其特征在于，鄰接上述可旋轉(zhuǎn)葉片的外部葉片組能在上述圓周方向上旋轉(zhuǎn)，同時(shí)維持住若干單個(gè)葉片的設(shè)置。
10.如權(quán)利要求6所述的離心壓縮機(jī)，其特征在于，鄰接上述可旋轉(zhuǎn)葉片的外部葉片組能在上述圓周方向上旋轉(zhuǎn)，同時(shí)維持住若干單個(gè)葉片的設(shè)置。
11.如權(quán)利要求3-10中任何一個(gè)所述的離心壓縮機(jī)，其特征在于，弦長(zhǎng)和相鄰葉片在上述可旋轉(zhuǎn)葉片的圓周方向上的間距的比例小于1.0。
12.如權(quán)利要求3-10中任何一個(gè)所述的離心壓縮機(jī)，其特征在于，鄰接上述可旋轉(zhuǎn)葉片的所述外部葉片組內(nèi)的葉片弦長(zhǎng)和相鄰葉片之間的間距的比例從0.5到2.0。
13.如權(quán)利要求11所述的離心壓縮機(jī)，其特征在于，鄰接上述可旋轉(zhuǎn)葉片的所述外部葉片組內(nèi)的葉片弦長(zhǎng)和相鄰葉片之間的間距的比例從0.5到2.0。
14.如權(quán)利要求1-10中任何一個(gè)所述的離心壓縮機(jī)，其特征在于，葉輪中心到最靠近該葉輪的葉片組中的葉片前緣的長(zhǎng)度與該葉輪外半徑的比例從1.05到1.30。
15.如權(quán)利要求11所述的離心壓縮機(jī)，其特征在于，葉輪中心到最靠近該葉輪的葉片組中的葉片前緣的長(zhǎng)度與該葉輪外半徑的比例從1.05到1.30。
16.如權(quán)利要求12所述的離心壓縮機(jī)，其特征在于，葉輪中心到最靠近該葉輪的葉片組中的葉片前緣的長(zhǎng)度與該葉輪外半徑的比例從1.05到1.30。
17.如權(quán)利要求13所述的離心壓縮機(jī)，其特征在于，葉輪中心到最靠近該葉輪的葉片組中的葉片前緣的長(zhǎng)度與該葉輪外半徑的比例從1.05到1.30。
全文摘要
本發(fā)明的離心壓縮機(jī)安裝有若干葉片組(A，B)，該葉片組包括若干在葉輪(12)圓周上放置以便與該葉輪的旋轉(zhuǎn)軸(15)的中心共心的葉片(16A，16B)，屬于最靠近葉輪的葉片組(A)的若干單個(gè)葉片(16A)能旋轉(zhuǎn)。如果葉輪的進(jìn)氣體積變化擴(kuò)壓器效率會(huì)降低并且氣流不能輕易從葉片(16A)繼續(xù)流動(dòng)到葉片(16B)，因此，葉片(16A)旋轉(zhuǎn)而改變其前緣翼部中線方向的傾度，使其與葉輪所排出的氣流方向相一致。結(jié)果，即使葉輪的進(jìn)氣體積改變，擴(kuò)壓器效率也能維持在高的水平。
文檔編號(hào)F04D29/46GK1399077SQ01124348
公開日2003年2月26日 申請(qǐng)日期2001年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月27日
發(fā)明者枡谷穣 申請(qǐng)人:三菱重工業(yè)株式會(huì)社