[发明专利]具有稳定和加强结构的旋转式压缩机

说明书

本发明涉及一种旋转式压缩机，具体说涉及一种具有稳定结构的旋转式压缩机。

旋转式压缩机一般包括一安装在旋转轴上的可旋转的叶轮。该叶轮上装有若干叶片。叶片装在轮毂上以便使之在壳体内旋转。通过叶轮的转动，气体，通常是大气空气，通过外壳上的进口被吸进壳内，然后通过一扩压器而进入一围绕叶轮的涡壳通道。在涡轮增压器的情况下，压缩机的顺叶轮可以由涡轮转动或者在增压器或压气机的情况下，采用直接的机械驱动装置。空气从涡壳通道排出以便为使用这种装置的内燃机的进气歧管提供增压空气。然而，这种压缩机叶轮只在一比较狭的工作范围内才是稳定的。如果压缩机叶轮工作在这个范围以外，即在通常所谓的喘振区工作，就会带来具有危险的不稳定性。

因此，人们希望能在保持最大气体动力效率的同时，扩大压缩机叶轮的工作范围。美国专利4743161号中揭示了一种提高压缩机叶轮的工作范围的方法。该专利中所提出的压缩机轮沿壳体的周围具有按圆周间隔排列的空气口或开孔以允许双方向气流进入压缩机叶片的上游和下游侧边之间的压缩机叶轮的区域，这样的结构布置，使叶轮结构复杂化，从而制作较麻烦。

在欧洲专利EP-0348674A1中揭示了一种具有稳定结构的离心式压缩机，所述稳定结构包括一稳定槽、一稳定环和若干稳定叶片组成；所述稳定环是设置在所述稳定凹槽内，位于叶轮之前和输送介质主流动之外，而所述若干叶片是安装在所述稳定环的外周上并紧固在所述凹槽内。这样的布置虽然可使压缩机处于小流量即部分负荷下抑制喘振现象以获得较稳定的流动特性，从而扩大其工作范围，但是其结构比较复杂，即稳定环与稳定叶片和槽之间的固定关系较复杂，且稳定环外径与叶轮进口外径要保持精确比例，因而加工制造工艺较烦复；另外叶轮的叶片并未采用加强结构，从而叶轮的毂的尺寸就较大，这样实际上还不能有效地完全避免小负荷时的喘振现象。

因此，为克服上述已有技术中所存在的不足之处，本发明的目的是提供一种具有结构简单但可有效消除低负荷喘振现象以稳定工作，从而扩大有效工作范围的稳定装置的旋转式压缩机。

为实现上述目的，本发明提供一种具有稳定和加强结构的旋转式压缩机，它包括一具有一进口的壳体，所述壳体上形成一圆周方向延伸的槽；一在壳体内可旋转地安装着的叶轮，所述叶轮包括一可以绕旋转轴线旋转的毂，和从所述毂向外延伸的叶片；所述叶片具有一自由边，所述壳体包括一与所述自由边一部分基本上共形的共形部分，两者配合在它们之间形成一第一间隙；以及一环，该槽围绕所述环，所述槽与所述环一起在其间形成所述第二间隙；其中，所述环围绕所述叶片的所述自由边的前沿边部分设置，并可与所述叶片一起相对于所述壳体旋转；所述共形部分延伸过所述环以形成一与自由边和共形部分之间的第一间隙连通的气流通路。

由于该环有加强叶片强度的作用，因此轮毂的面积可以缩小，从而可以减小喘振范围。壳体上有一条槽围绕在环的四周，在槽的底部和环之间形成一个间隙，此间隙大于叶片自由边及共形壁之间的间隙，从而扩大了已有技术的工作范围而用不着在壳体壁上提供对空气动力学来说产生扰动的孔或开口。

本发明的这些和别的特点通过下面结合附图所作的描述将变得更为明显。附图中：

图1是按照本发明的旋转式压缩机的截面图；

图2是图1中画有圈圈的那一部分的放大图。

现请参阅图1及图2。图中用编号10表示的是采用本发明的压缩机。此压缩机包括一形成气体进口区域14的壳体12，一共壁部分16，一扩压区18和一轮出的涡壳20，此涡壳20围绕着图中用编号22表示的压缩机叶轮。如果压缩机10是用于压缩来自大气的空气为发动机提共增压空气的，则气体进口14通过一通常的空气滤清器(图中未画出)与周围大气相通。被压缩的大气空气，在经过压缩机叶轮22之后，排入涡壳20，此涡壳20与内燃机(图中未画出)进气歧管相连，由此压缩机10向内燃机提供增压空气。

压缩机轮22包括一具有轮廓线的毂24，该轮廓有一沿圆周延伸的外曲面26。该压缩机轮安装在轴28上。如果压缩机装置10是一废气驱动的涡轮增压器的一部分，则有一透平叶轮(图中未画出)安装在轴28的另一端，以本技术领域的技术人员所熟知的方式使轴28转动。本技术领域的人也都知道，轴28也可以由机械装置驱动，例如由传动带传动。