一种扩压器叶片可振荡的离心压缩机.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(10)申请公布号CNCN103671270103671270A(43)申请公布日2014.03.26(21)申请号201310639423.3(22)申请日2013.11.30(71)申请人西安交通大学地址710049陕西省西安市碑林区咸宁西路28号(72)发明人张家忠黄必武任晟王乐(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人蔡和平(51)Int.Cl.F04D29/46(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书6页说明书6页附图5页附图5页(54)发明名称一种扩压器叶片可振荡的离心压缩机(57)摘要本发明公开了一种扩压器叶片可振荡的离心压缩机，包括进气室、叶轮、扩压器、弯道、回流器和蜗室，扩压器中设置有导流用扩压器叶片，扩压器叶片通过扩压器叶片旋转轴与隔板相连接；激振器通过传动机构与扩压器叶片相连接，当激振器工作时产生振动，传递给扩压器叶片，扩压器叶片绕扩压器叶片旋转轴振动，对扩压器内流场进行主动控制；或者，扩压器叶片通过传动机构与弹性元件相连接，当扩压器中有气体流过时，扩压器叶片产生自激振荡，实现对扩压器内部流场进行自适应控制。本发明提供的离心压缩机在不断变化的流场中，叶片绕转轴进行微幅振荡，可以有效的使流道适应于流动的变化，减少流动中的分离，降低了能量损失，提高扩压器的整体性能。CN103671270ACN103672ACN103671270A权利要求书1/1页1.一种扩压器叶片可振荡的离心压缩机，包括进气室、叶轮、扩压器、弯道、回流器和蜗室，其特征在于，扩压器中设置有导流用扩压器叶片，扩压器叶片通过扩压器叶片旋转轴与隔板相连接；激振器通过传动机构与扩压器叶片相连接，当激振器工作时产生振动，传递给扩压器叶片，扩压器叶片绕扩压器叶片旋转轴振动，对扩压器内流场进行主动控制；或者，扩压器叶片通过传动机构与弹性元件相连接，当扩压器中有气体流过时，扩压器叶片产生自激振荡，实现对扩压器内部流场进行自适应控制。2.如权利要求1所述的扩压器叶片可振荡的离心压缩机，其特征在于，通过激振器或弹性元件使扩压器叶片产生整体振荡，通过扩压器叶片的振荡提高扩压器的气动性能。3.如权利要求1所述的扩压器叶片可振荡的离心压缩机，其特征在于，通过激振器对扩压器内流场进行主动控制，扩压器叶片整体振荡时，扩压器叶片的最大偏转角度为10°。4.如权利要求1所述的扩压器叶片可振荡的离心压缩机，其特征在于，激振器的工作频率为0.5fn～5fn，fn为固定扩压器叶片静态失速时升力系数振荡的频率。5.如权利要求1所述的扩压器叶片可振荡的离心压缩机，其特征在于，通过激振器对扩压器内流场进行主动控制，扩压器叶片整体振荡时的俯仰运动描述为α（t）=α0+αAsin（ωt），其中α为扩压器叶片偏转角度，t为时间，α0为扩压器叶片初始偏转角度，αA为振荡偏转的角度，ω为激振器的工作频率。6.如权利要求1所述的扩压器叶片可振荡的离心压缩机，其特征在于，通过弹性元件对扩压器内流场进行自适应控制时，弹性元件的强度由扩压器叶片所受气体力和扩压器叶片最大偏转角度决定。7.如权利要求1所述的扩压器叶片可振荡的离心压缩机，其特征在于，所述的扩压器叶片旋转轴设置在扩压器叶片的压力中心处。2CN103671270A说明书1/6页一种扩压器叶片可振荡的离心压缩机技术领域[0001]本发明属于离心压缩机技术领域，涉及一种扩压器叶片可振荡的离心压缩机。背景技术[0002]随着工业技术的迅速发展，作为冶金、建材、电力、石油、化工、环境工程等工业部门的重要设备，离心式压缩机在生产中的作用越来越受到重视，是关键的耗能动力设备，其当前的发展趋势是：进一步提高其压比、增加负荷，同时要求其工况适应范围宽。因此，离心式压缩机的连续、平稳运行，以及节能降耗技术，是一首要的、亟待解决的问题。[0003]在此背景下，为了减少流动过程的损失，提高压缩机的效率，针对压缩机内部元件的结构优化与流动控制逐步发展起来。例如对叶轮的优化，通过采用改变叶片形状，布置涡流发生器，叶片开缝等方法有效的提高了性能。而在现有的针对压缩机部件的研究中，对于扩压器的结构优化及流动控制方法现在却较少涉及。[0004]扩压器是离心式压缩机的一个重要部件，它担负着将叶轮出口的动能高效率的转化为压力能的作用。且由于扩压器中的损失约占压缩机整体损失的30%，因此，针对扩压器的流场控制及结构优化，对于提高压缩机级效率和级压比，改变最佳工况点位置，扩大稳定工作范围起着十分重要的作用。对于被广泛使用的两种扩压器类型，相对于无叶扩压器，叶片扩压器以其扩压程度大，尺寸小，效率高等优点有更广泛的发展前途，但是它所存在的一些缺点，特别是在当变工况条件下，随着流量的减