具有扭簧式自适应变几何有叶扩压器的离心压气机.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106801677A(43)申请公布日2017.06.06(21)申请号201710028112.1(22)申请日2017.01.12(71)申请人清华大学地址100084北京市海淀区清华园(72)发明人张扬军金宇智李也诸葛伟林钱煜平(74)专利代理机构北京众合诚成知识产权代理有限公司11246代理人张文宝(51)Int.Cl.F04D17/10(2006.01)F04D29/46(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称具有扭簧式自适应变几何有叶扩压器的离心压气机(57)摘要本发明涉及一种具有扭簧式自适应变几何有叶扩压器的离心压气机，包括蜗壳(1)、端壁(9)、端壁凸台(8)、气道(3)、扩压器(4)、扩压器叶片(2)、压气机叶片(5)、叶轮(6)和扭簧(7)，扩压器叶片(2)上设置有内孔，端壁凸台(8)设置在蜗壳(1)的端壁(9)上，装配时扭簧(7)套在端壁凸台(8)外部，端壁凸台(8)嵌入扩压器叶片(2)的内孔。本发明根据叶轮(6)出口气流的具体工况，通过扭簧(7)的作用实现了扩压器叶片(2)的自适应调整，在非设计工况点自动发生偏转至最佳角度，有效解决了现有有叶扩压器在非设计工况点下扩压器叶片的角度调整问题，有效提高扩压器效率。CN106801677ACN106801677A权利要求书1/1页1.一种具有扭簧式自适应变几何有叶扩压器的离心压气机，包括蜗壳(1)、端壁(9)、气道(3)、扩压器(4)、扩压器叶片(2)、压气机叶片(5)、叶轮(6)，其特征在于，所述扩压器叶片(2)上设置有内孔；离心压气机还包括端壁凸台(8)，所述端壁凸台(8)设置在蜗壳(1)的端壁(9)上；离心压气机还包括扭簧(7)；所述扩压器叶片(2)、蜗壳(1)的端壁(9)和扭簧(7)设置成分离的方式，装配时，扭簧(7)套在端壁凸台(8)外部，端壁凸台(8)嵌入扩压器叶片(2)的内孔，扭簧(7)的一端与扩压器叶片(2)连接，另一端与蜗壳(1)的端壁(9)连接。2.根据权利要求1所述的离心压气机，其特征在于，所述扭簧(7)提供的力矩由在非设计工况点时扩压器叶片(2)发生的偏转角度和气流对扩压器叶片(2)作用的力矩决定。3.根据权利要求2所述的离心压气机，其特征在于，对扩压器叶片(2)进行三维气动仿真分析，得到其在非设计工况点下的最佳偏转角度，计算出此条件下气流对扩压器叶片(2)作用的力矩，扭簧(7)提供的力矩与所述偏转力矩大小相等，方向相反。4.根据权利要求1所述的离心压气机，其特征在于，所述扩压器叶片(2)的初始安装角度通过扭簧(7)控制在离心压气机的设计工况点，当离心压气机变化为非设计工况点时，扩压器叶片(2)在气流的作用下自动发生偏转角度，通过扭簧(7)方向相反的力矩使得扩压器叶片(2)的角度维持在离心压气机在当前工况下的最高效率。5.根据权利要求1所述的离心压气机，其特征在于，所述端壁凸台(8)在端壁(9)的位置，为在对扩压器叶片(2)进行三维气动仿真设计时，在设计工况点下扩压器叶片(2)的气动力等效中心处。6.根据权利要求1所述的离心压气机，其特征在于，扩压器叶片(2)、端壁凸台(8)、扭簧(7)数量相同。2CN106801677A说明书1/3页具有扭簧式自适应变几何有叶扩压器的离心压气机技术领域[0001]本发明属于涡轮增压技术领域，特别地，涉及一种具有扭簧式自适应变几何有叶扩压器的离心压气机。背景技术[0002]离心压气机的有叶扩压器，可以将从叶轮出来的具有较高速度的气流由动能转化为压力能，以便进一步提高空气压力。但是在非设计工况点，由于叶轮出口气流的速度大小和方向与设计工况点不同，如果扩压器叶片的安装角度保持不变，扩压器的效率将明显降低。因此有必要设计变几何有叶扩压器，根据离心压气机工况以调整扩压器叶片的角度。[0003]现有的变几何有叶扩压器常采用主动控制方式，该方式需要通过复杂的机械结构以调节扩压器叶片角度，由于叶片调节机构过于复杂，往往需要较大空间，且瞬态变化时响应较慢，无法有效提高扩压器效率。发明内容[0004]为了克服现有变几何有叶扩压器的诸多缺点，本发明提供了一种具有扭簧式自适应变几何有叶扩压器的离心压气机，包括蜗壳1、端壁9、气道3、扩压器4、扩压器叶片2、压气机叶片5、叶轮6，所述扩压器叶片2上设置有内孔；所述离心压气机还设置有端壁凸台8，所述端壁凸台8设置在蜗壳1的端壁9上；所述离心压气机还设置有扭簧7；所述扩压器叶片2、蜗壳1的端壁9和扭簧7设置成分离的方式，装配时，扭簧7套在端壁凸台8外部，端壁凸台8嵌入扩压器叶片2的内孔，扭簧7的一端与扩压器叶片2连接，另一端与蜗壳1的端壁9连接。[0005]优选地，所述扭簧7提供