[发明专利]径流式压缩机扩散器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于径流式压缩机级的径流式压缩机扩散器，其中径流式压缩机扩散器具有径流式压缩机出口叶片组。

背景技术

径流式压缩机级应用在涡轮压缩机的不同的构造形式中。在此，按照应用领域区分在径流式压缩机级中的导流装置的类型。在径流式压缩机中的导流装置具有叶轮、径向扩散器和流出壳体作为基本元件。这尤其涉及单级径流式压缩机的、变速压缩机的各个级的或者多级单轴压缩机的末级的导流装置。径向扩散器既能构造为无叶片的扩散器也能构造为安装叶片的扩散器。流出壳体通常构造为螺旋形的壳体。

为了实现更好的工作特性，螺旋形壳体设计并且构成为，使得在叶轮外周上的或者在径向扩散器的外周上的静压力是恒定的。为此必需的是，螺旋部的流动横截面精确匹配于存在于径向扩散器的出口处的流动数据。但是，因为流动数据在沿着压缩机特征曲线工作时发生变化，所以该匹配常常仅非常不完整地实现：例如，螺旋部仅对于特定设计点精确匹配于流动数据，而在压缩机的其他工作点（“非设计工作点”）上不存在螺旋部的特别的匹配。换而言之，根据相应的工作点，在一方面叶轮和扩散器和另一方面螺旋形壳体之间或多或少存在大的空气动力错误匹配，这相应地导致对于径向扩散器的工作性能的负作用。

下面，为了实现在叶轮外周或者扩散器外周上的恒定的静压力，示例地说明一种用于计算螺旋形壳体的横截面尺寸的运算过程，该计算过程在Eckert/Schnell，“Axial-und Radial-Kompressoren（轴流式压缩机和径流式压缩机）”，Springer Verlage，1961，417页以及之后）中加以说明。因此，螺旋部尺寸参数C用作为用于横截面尺寸的重要参数，所述螺旋部尺寸参数如下计算：

C=720π·cu·rQ,]]>

其中c_u：流速的在进入到螺旋部中的入口处的用于螺旋部设计点的切向分量，r：在螺旋部入口处的半径，Q：在进入到螺旋形中的入口处的用于螺旋部设计点的体积流量，π：圆周率。

由此变形之后得出：

C=360b·tanαC]]>

或者

αC=arctan(360b·C),]]>

其中b：在螺旋部入口处的扩散器宽度。

因此适用的是：对于具有特征在于螺旋部尺寸参数C的给定螺旋部的压缩机级而言，当流动角度根据上述关系设定为数值α_C时，则精确实现在叶轮外周或者扩散器外周上的恒定的压力。在螺旋部入口处出现的流动角度α的特征在于叶轮和所述流动在径向扩散器中的继续发展。该角度决不是恒定的，而是沿着压缩机特征曲线变化。因此，仅在适用α=α_C的特殊工作点上观察到在叶轮、扩散器和螺旋部之间的最佳的相匹配。在偏离于该工作点的工作点中由于α≠α_C而可预期损失。