[发明专利]涡轮机扩散器

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年10月21日提交的申请号为No.61/893518的在先美国临时申请的优先权，该美国临时申请通过引用的方式并入本文。

技术领域

本发明涉及一种涡轮机扩散器。

背景技术

US 2372880A公开了一种离心式压缩机的扩散器叶片，其中，为了获得最高效率，在整个扩散器通道上，扩散器入口流体速度与理论流体排出速度的比值是恒定的，并且这些叶片被对称地扭转并以可枢转方式安装。

US 2010/166552A1公开了一种扩散器，其具有由顶壁、底壁和两个侧壁限定的多个扩散器通道。所述侧壁能够按照圆渐开线的形状来构造，这沿着扩散器通道的整个长度提供了恒定的壁间距离。然而，所述顶壁和底壁沿着扩散器通道的整个长度彼此分开，以提供所期望的扩散。

US 3861862A公开了一种用于流体床反应器的燃料枪，该燃料枪用于通过流体床反应器的收缩板喷射燃料并且是可移除的以用于清洗。围绕燃料枪设置的同心套筒元件提供环形通道，以便高压空气流入所述流体床来冷却燃料枪并防止床材料或燃料沿着燃料枪散落和/或进入风箱中。

EP 2650546A1公开了一种离心式涡轮机，其中，多个带有叶片的扩散器沿圆周方向以预定间隔布置在同心板上，每个扩散器是具有多个叶片的曲线式三维扩散器，所述叶片从叶轮的轮毂侧延伸到其屏蔽罩侧。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种涡轮机扩散器，其包括：

a.第一环形壁，所述第一环形壁包括中央开口，所述中央开口被构造成接收待压缩或泵送的流体；

b.第二环形壁；

c.在所述第一环形壁和所述第二环形壁之间的空腔，其中，所述空腔被成形为用于容纳与所述中央开口流体连通的叶轮，所述叶轮用于压缩所述流体或将所述流体泵送到所述空腔的环形部分，当所述叶轮位于所述空腔内时，所述环形部分在所述叶轮的径向外侧，所述空腔的所述环形部分包括第一环形部分和第二环形部分，当所述叶轮位于所述空腔内时，所述第一环形部分与所述叶轮的径向最外侧圆周边界是同心的，径向邻近于所述叶轮的径向最外侧圆周边界并位于所述叶轮的径向最外侧圆周边界的下游，所述第一环形部分是无叶片的，所述第二环形部分与所述第一环形部分的径向最外侧圆周边界是同心的，径向邻近于所述第一环形部分的径向最外侧圆周边界并围绕所述第一环形部分的径向最外侧圆周边界，所述第二环形部分在所述第一环形部分的下游，在所述第二环形部分内，所述第一环形壁和所述第二环形壁之间的轴向间隙随着径向距离而增大，其中，所述径向距离是相对于所述叶轮的中心纵向轴线而言的，并且，所述第二环形部分的径向最外侧位置处的所述轴向间隙的大小与所述第二环形部分的径向最内侧位置处的所述轴向间隙的大小的比率至少为1.4，至多为2.0；

d.收集器，所述收集器在所述空腔的所述第二环形部分的径向外侧，与所述空腔的所述第二环形部分流体连通并在所述空腔的所述第二环形部分的下游，其中，所述收集器与出口导管流体连通，所述出口导管提供由所述空腔内的所述叶轮压缩或泵送并从所述叶轮进入所述收集器中的所述流体的从所述收集器的排放；以及

e.被包括在所述第二环形部分中的多个叶片，其中，所述多个叶片中的每个叶片均沿所述叶片的长度被扭曲，所述叶片的弦长与所述多个叶片中的相邻叶片之间的平均周向分隔距离的比率至少为1.8，至多为4.0，并且，所述第二环形部分的半径的最大值与所述第二环形部分的所述半径的最小值的比率至少为1.08，至多为1.20，其中，所述第二环形部分的所述半径是相对于所述叶轮的所述中心纵向轴线而言的。

附图说明

在附图中：

图1示出了径向压缩机的后侧平面图，该径向压缩机在内部包括一个扩散器；

图2示出了图1所示的径向压缩机的径向剖视面；

图3示出了图1所示的径向压缩机的后侧平面图，但不存在其前壳体部分；

图4示出了图1所示的径向压缩机的等距视图；

图5示出了图3所示的径向压缩机的部分的局部等距视图；

图6示出了图1所示的径向压缩机的局部径向横截面，但仅示出了扩散器的单个叶片；

图7示出了图1所示的径向压缩机的径向横截面，但没有叶轮的桨叶的详细结构或扩散器的多个叶片的详细结构，以便更清楚地说明穿过叶轮和扩散器的流动通路的子午形面(meridional shape)；