[实用新型]径流式流线隧道轮

说明书

本实用新型提出一种径流式流线隧道轮，包括：开孔端面；外廓环面，所述外廓环面一端抵接于所述开孔端面；开孔环面；后端面，所述后端面抵接于所述开孔环面；若干流线隧道，每条所述流线隧道的一端的端面隧道口设置在所述开孔端面上，所述流线隧道的另一端环面隧道口开设在所述开孔环面上；所述隧道轮相比于叶片式结构，结构坚固不易损坏，且转速更高，功率密度更大。

技术领域

本实用新型属于旋转流体机械技术领域，具体涉及一种径流式流线隧道轮。

背景技术

旋转流体机械广泛应用于燃气轮机、涡轮增压器等领域，分为对工质做功的压气机和从工质中获取能量的涡轮机两类，传统旋转流体机械为叶片机，对于径流式叶片机叶轮，分为对应于压气机的离心式叶轮和对应于涡轮机的向心式叶轮两种，作为核心零件的叶轮的性能决定了功率密度、燃油经济性、有害气体排放等重要指标，叶轮的优化方向主要为轻量化、小型化、强度高、易加工、低成本、高效率、寿命长，但主要受到以下几方面限制：在叶片强度方面，为提高气动性能、提高转速以及轻量化需求，叶轮叶片越薄越好，目前车用涡轮增压器压气机叶片厚度最薄处仅0.5～0.7mm，但材料的强度限制了转速的进一步提高；在结构上，由于闭式叶轮较大的离心应力限制了转速的提高，因此很少采用，而目前主流的开式叶轮存在叶尖间隙泄漏损失，影响着叶轮效率及寿命；在介质流动机理方面，由于叶轮进出口周长相差较大，而叶片又无法设置无限多，导致涡轮进口/压气机轮出口的叶片切向间距过大，难以有效约束介质流动，产生损失，如压气机中存在的惯性旋流会使压比大幅下降；在制造工艺上，车、铣叶轮的工艺在不同工序上会使用不同的基准面，导致精度欠佳，精密铸造叶轮则不可避免存在铸造缺陷，影响叶片强度；对于涡轮叶轮，长期处于高温、腐蚀气流的持续冲刷下，工作条件极为恶劣，限制了强度的提高和轻质材料的选用。

例如公布号为WO2011042863A2的专利文献公开了一种适合用作涡轮机部件的无叶片工作轮，工作轮包括多个空心轮通道，每个轮通道从工作轮的周边开口通向工作轮表面中的表面开口，其中每个车轮通道具有基本连续的平滑弯曲形状。

但是，其公开的结构中，每组流线隧道的隧道口大小相近，无法充分利用流线隧道轮实体体积，流通能力较低；流线隧道均为前弯形式，适用范围受限。

由此，基于现有技术存在的如上述技术问题，本实用新型提供一种径流式流线隧道轮。

实用新型内容

本实用新型提供一种径流式流线隧道轮。

本实用新型采用以下技术方案：

一种径流式流线隧道轮，包括：

开孔端面，所述径流式流线隧道轮作压气机轮时连通于进气管路，作涡轮时连通于排气管路；

外廓环面，所述外廓环面一端抵接于所述开孔端面；

开孔环面，所述径流式流线隧道轮作压气机轮时连通于扩压器，作涡轮时连通于喷嘴环，所述开孔环面一端抵接于所述外廓环面；

后端面，所述后端面抵接于所述开孔环面；

若干流线隧道，每条所述流线隧道的一端的端面隧道口设置在所述开孔端面上，所述流线隧道的另一端环面隧道口开设在所述开孔环面上。

进一步地，所述开孔端面为圆形的平面、内凹面或外凸面。

进一步地，所述外廓环面为椭圆曲线、二次曲线、三次曲线或直线段绕轴线旋转一周所形成的环面。

进一步地，所述开孔环面为柱面、锥面或弧形面。

进一步地，所述流线隧道为前弯流线隧道、后弯流线隧道或径向流线隧道。

进一步地，所述开孔端面的外轮廓为圆形，所述开孔端面设有若干同心的圆环区域，所述端面隧道口开设在不同的圆环区域内。