基于变开槽宽度的离心压气机非对称自循环处理机匣.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102011753A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102011753A(43)申请公布日2011.04.13(21)申请号201010615287.0(22)申请日2010.12.30(66)本国优先权数据201010110299.82010.02.09CN(71)申请人清华大学地址100084北京市海淀区北京市100084信箱82分箱清华大学专利办公室申请人株式会社IHI(72)发明人郑新前林韵张扬军马场隆弘玉木秀明杨名洋(74)专利代理机构北京鸿元知识产权代理有限公司11327代理人邸更岩(51)Int.Cl.F04D29/42(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图4页(54)发明名称基于变开槽宽度的离心压气机非对称自循环处理机匣(57)摘要基于变开槽宽度的离心压气机非对称自循环处理机匣，涉及一种离心式压气机处理机匣，属于叶轮机械技术领域。主要包括压气机蜗壳，在蜗壳壁面圆周方向上开自循环通道，由抽吸环槽、回流环槽和导流环槽组成，并使抽吸环槽的宽度在机匣圆周方向上的分布呈现非轴对称性，以优化机匣处理在全周向上的扩稳效果。采用本发明所提出的基于变开槽宽度的离心压气机非对称自循环处理机匣，相比于圆周方向上开槽宽度一致的轴对称自循环处理机匣可以较大地提高离心压气机的稳定工作范围，同时维持效率基本不变。CN102753ACCNN102011753102011758AA权利要求书1/1页1.基于变开槽宽度的离心压气机非对称自循环处理机匣，在所述的处理机匣(1)壁面圆周方向上开有自循环通道，该通道由抽吸环槽(2)、导流环槽(3)和回流环槽(4)组成，其特征在于：所述的抽吸环槽(2)的宽度br在处理机匣(1)壁面圆周方向上的分布呈非轴对称性，其中在叶轮前缘下游处自循环通道的抽吸环槽的位置附近，在圆周方向上流体压力分布较低的周向位置，对应的宽度br值较大，且圆周方向上流体压力分布最低的周向位置，对应的宽度br值最大。2CCNN102011753102011758AA说明书1/3页基于变开槽宽度的离心压气机非对称自循环处理机匣技术领域[0001]本发明涉及一种离心式压气机处理机匣，属于叶轮机械技术领域。可用于各种用途的增压器离心压气机、工业用离心压气机以及航空离心压气机等叶轮机械。背景技术[0002]离心式压气机等叶轮式压气机相对于往复式压气机，具有效率高、体积重量轻、运转平稳等优势，但其工况范围有限。离心式压气机低流量工况下内部流场出现大尺度流动分离等现象，出现不稳定工作现象，造成失速甚至喘振，直接导致压气机效率和压比急剧下降，寿命严重缩短，甚至短时间内直接损坏。因此人们采取了很多方法来推迟压气机失速等不稳定现象的发生，以扩大其稳定工作范围。[0003]目前普遍认为处理机匣是提高压气机稳定工作范围的有效方法。但是传统的处理机匣结构一般为轴对称结构，而当压气机处于非设计工况时，由于离心压气机蜗壳的轴向非对称性导致了叶轮出口流动的周向畸变，从而影响上游的流动参数，导致压气机叶轮及无叶扩压器内部的周向流动参数呈现非轴对称性。传统的轴对称处理机匣结构无法考虑压气机内部流场的非轴对称的特点，因此无法使机匣处理实现全周向上的最优。发明内容[0004]本发明目的是提供一种基于变开槽宽度的离心压气机非对称自循环处理机匣，以更大地提高离心式压气机的稳定工作范围，同时维持效率基本不变。[0005]本发明的技术方案如下：[0006]基于变开槽宽度的离心压气机非对称自循环处理机匣，在所述的处理机匣壁面圆周方向上开有自循环通道，该通道由抽吸环槽、导流环槽和回流环槽组成，其特征在于：所述的抽吸环槽的宽度br在处理机匣壁面圆周方向上的分布呈非轴对称性，其中在叶轮前缘下游处自循环通道的抽吸环槽的位置附近，在圆周方向上流体压力分布较低的周向位置，对应的宽度br值较大，且圆周方向上流体压力分布最低的周向位置，对应的宽度br值最大。[0007]本发明与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果：通过抽吸环槽宽度br在机匣圆周方向上的非轴对称分布，以优化机匣处理在全周向上的扩稳效果。试验表明，使用本发明所提出的基于变开槽宽度的离心压气机非对称自循环处理机匣，相比于圆周方向开槽宽度一致的轴对称自循环处理机匣，可以较大地提高离心式压气机的稳定工作范围，同时维持效率基本不变。附图说明[0008]图1是自循环处理机匣结构的剖视示意图。[0009]图2是自循环通道示意图。[0010]图3是周向角度定义示意图。3CCNN102011753102011758AA说明书2/3页[0011]图4是某尺寸离心压气机叶轮通道周向压力分布。[0012]图5是某尺寸离心压气机br值在圆周方向上的非对称分布。[0013]图6a和图6b是采用变开槽宽