[发明专利]一种涡轮增压器及其离心压气机

说明书

本发明公开了一种离心压气机，包括设有叶片的扩压器，叶片设有连通叶片两侧的槽缝，以便流体能够在压差的作用下从叶片的高压侧泄漏至低压侧。本发明提供的离心压气机在扩压器的叶片上设置槽缝，平衡叶片两侧的压差，槽缝起到了泄漏流体、调节压差的作用，使离心压气机在大流量和小流量工况下均能稳定工作，拓宽了离心压气机稳定工作的流量范围。本发明还公开了一种具有该离心压气机的涡轮增压器，其工况适应性较强。

技术领域

本发明涉及内燃机增压技术领域，更具体地说，涉及一种离心压气机。此外，本发明还涉及一种包括上述离心压气机的涡轮增压器。

背景技术

现代内燃机的广泛应用不仅需要消耗大量的石油资源，还会造成严重的大气污染，因此，人们越来越重视内燃机高效、节能、减排的技术。

内燃机增压技术能够在保持内燃机基本结构不变的情况下，回收排气能量并增加进气量，进而有效提高内燃机动力性、改善燃油经济性、减少排气污染，是当前解决内燃机耗能、排放等问题的有效途径之一。

现有船舶、铁路机车用和发电装置内燃机所用的大型涡轮增压器中的离心压气机大多采用叶片扩压器，相比于无叶扩压器，叶片扩压器具有较大的增压能力和较高的效率。但叶片扩压器稳定运行范围较窄，当离心压气机处于大流量工况时，扩压器喉部流道容易堵塞；而小流量工况时，离心压气机叶轮出口的气流角与扩压器叶片角不匹配，造成气流分离，扩压器叶片吸力面和压力面的载荷加大，在扩压器内较大的逆压梯度作用下，极易形成回流现象，从而造成扩压器内的不稳定流动，导致离心压气机失速和喘振。

综上所述，如何拓宽离心压气机稳定工作的流量范围、增强离心压气机的工况适应性，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种离心压气机，能够在较宽的流量范围内稳定工作，具有较强的工况适应性。

本发明的另一目的是提供一种包括上述离心压气机的涡轮增压器，能够适应流量过大或过小的不良工况。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种离心压气机，包括设有叶片的扩压器，所述叶片设有连通所述叶片两侧的槽缝，以便流体能够在压差的作用下从所述叶片的高压侧泄漏至低压侧。

优选的，所述槽缝为沿所述叶片弦长方向延伸的条形结构。

优选的，所述槽缝的高度范围为所述叶片高度的5％-40％，和/或所述槽缝的长度范围为所述叶片弦长的10％-95％。

优选的，所述扩压器包括扩压器本体，所述槽缝设于所述叶片远离所述扩压器本体的一端。

优选的，全部所述叶片均设置有所述槽缝。

优选的，所述叶片为机翼型或楔形或直板型的叶片。

优选的，所述扩压器与所述离心压气机的压气机壳通过柱销连接，所述扩压器设有用于安装所述柱销的定位孔。

优选的，所述离心压气机的叶轮为半开式叶轮。

一种涡轮增压器，包括涡轮机，还包括上述任意一种离心压气机。

本发明提供的离心压气机包括设有叶片的扩压器，叶片的两侧分别为吸力面和压力面，叶片设有连通叶片两侧的槽缝，以便流体能够在压差的作用下从叶片的高压侧泄漏至低压侧。

当离心压气机处于小流量工况时，吸力面由于气流分离形成负压区，此时压力面的压力大于吸力面的压力，由于叶片设有槽缝，部分压缩空气在压差的作用下，能够通过槽缝从压力面一侧进入吸力面一侧，降低扩压器壁面载荷，抑制扩压器内由于叶片角与气流角不匹配造成的气流分离，增强扩压器在小流量工况的流场稳定性，拓宽离心压气机的小流量运行边界。