專利名稱：壓縮機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種壓縮機，特別是一種渦輪增壓器壓縮機。
背景技術(shù)：
渦輪增壓器壓縮機是一種眾所周知的裝置，以高于大氣壓的壓力(啟動壓力)向內(nèi)燃機入口提供空氣，它被廣泛用于汽車、動力船只以及工業(yè)動力發(fā)生裝置。一種常規(guī)的渦輪增壓器壓縮機包括一個安裝在一渦輪殼體內(nèi)的可旋轉(zhuǎn)軸上的排氣驅(qū)動的渦輪。渦輪的旋轉(zhuǎn)使安裝在一壓縮機殼體內(nèi)的該軸的另一端的壓縮機葉輪旋轉(zhuǎn)。該壓縮機葉輪將壓縮空氣送到發(fā)動機的進氣歧管，從而增大發(fā)動機的動力。
渦輪增壓器壓縮機不僅在增大內(nèi)燃機的動力輸出方面有用，而且還能通過提高發(fā)動機的效率、特別是匹配空氣流與燃料流來減少不希望的排出物。因此，柴油發(fā)動機，特別是大型柴油發(fā)動機幾乎都要進行渦輪增壓。
內(nèi)燃機排出物的控制變得越發(fā)迫切，因此需要提高渦輪增加器的效率及性能穩(wěn)定性。有許多影響渦輪增壓器工作的因素，其包括渦輪機及壓縮機葉輪殼體要素，例如各入口及出口的設(shè)計和制造。
本發(fā)明人作出結(jié)論，顆粒物聚集在壓縮機出口擴散部會顯著降低壓縮機的效率，其對出口流動特性不利。在發(fā)動機中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)一個特殊的問題，這就是使曲軸箱通風(fēng)(CCV)氣體再循環(huán)到發(fā)動機中以用于燃燒。
CCV氣體含有一種空氣、油、水及積碳的混合物。以前都是簡單地將CCV氣體排放到大氣中。隨著當(dāng)今對發(fā)動機排出物的控制，這種情況已不復(fù)存在。近來，對待該問題所采取的措施是將CCV氣體送入發(fā)動機以用于燃燒。該方法特別適用于渦輪增壓器壓縮機，這是由于在壓縮機入口壓力較低的狀況對引入該CCV氣體是理想的。然而，這意味著CCV氣體不可避免地要通過壓縮機殼體。
本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)，CCV氣體通過壓縮機的循環(huán)可以導(dǎo)致明顯的碳的聚集物沉積在壓縮機出口部分上。也說就是碳顆粒物通過壓縮機殼體、“焊”在該出口表面上，而且聚集過久到達某一程度時壓縮機效率明顯降低。長期下去，甚至有可能會使壓縮機入口擴散部分完全阻塞。此外，在遇到排出物的控制需要由給定規(guī)格的發(fā)動機來產(chǎn)生較高的動力輸出時，需要壓縮機做更多的功，因此必然在壓縮機殼體內(nèi)產(chǎn)生加劇該問題的高溫。
已知在將CCV氣體引入到壓縮機入口之前要先進行過濾，但目前的過濾系統(tǒng)在防止碳的聚集方面只能取得部分成功，有一些仍會沉積在壓縮機出口壁上。
因此，本發(fā)明的目的就是要避免或減輕上述問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的壓縮機包括一個安裝在一壓縮機殼體內(nèi)的旋轉(zhuǎn)的壓縮機葉輪，該壓縮機殼體具有一個包圍該壓縮機葉輪并在對置的環(huán)形壁表面之間限定的環(huán)形出口通道，其中至少一個所述壁表面是彈性可撓曲的，以便于操作壓力在所述出口通道內(nèi)變化以使該彈性壁表面部分撓曲。
該彈性壁部分的撓曲將分裂并驅(qū)逐任何顆粒物的沉積，例如碳沉積，其形成在該壓縮機的出口通道。被驅(qū)逐的顆粒物隨后將送入該發(fā)動機以用于燃燒，而且不會干擾該發(fā)動機(或者其它機內(nèi)組件，例如冷卻器之后的渦輪增壓器)的正常運行。
按照本發(fā)明，還可以將一個過濾器安裝在該壓縮機的上游以過濾該CCV氣體，但這完全不必要。
本發(fā)明的另一個優(yōu)點在于顆粒物沉積的消除是一種被動操作，該彈性壁部分隨著該壓縮機出口內(nèi)的壓力變化自然撓曲。
所述出口通道兩側(cè)的環(huán)形壁表面最好具有這樣的彈性部分，而且該彈性部分最好為環(huán)形的且在該相應(yīng)壁表面的整個主要徑向范圍內(nèi)延伸。
在本發(fā)明的最佳實施例中，該彈性壁表面部分由插入限定于該殼體的一壁面上的凹槽中的相應(yīng)的彈性元件構(gòu)成。例如，該彈性元件可以包括一個隨該壓縮機出口內(nèi)的壓力變化而撓曲的隔膜。
通過下面的描述，本發(fā)明最佳且有利的特征將更加清楚。


下面參照附圖對本發(fā)明特定實施例進行描述，其中圖1是表示一種傳統(tǒng)渦輪壓縮機的主要部件的外部視圖；圖2是通過圖1的渦輪增壓器的一部分來顯示傳統(tǒng)壓縮機細部的剖面圖；圖3示出了按照本發(fā)明第一實施例的圖2的壓縮機的一種變形；圖4是圖3的壓縮機的可撓曲壁元件的局部后視圖；圖5是按照本發(fā)明的另一種可撓曲環(huán)形壁元件的局部前視圖；圖6是沿圖5的x-x線剖開圖5的壁元件的徑向剖面圖；以及圖7是按照本發(fā)明的又一種可撓曲環(huán)形壁元件的徑向剖面圖。
具體實施例方式
參照附圖，圖1是表示一種傳統(tǒng)離心式渦輪增壓器的視圖，該增壓器包括一個用參考標(biāo)號“1”表示的渦輪機，用參考標(biāo)號“2”表示的壓縮機，以及用參考標(biāo)號3表示的一個中央軸承箱3。由于本發(fā)明涉及壓縮機的結(jié)構(gòu)，因此不對渦輪機或軸承箱部件(可以全部為常規(guī)的)進亍詳細說明。
參見圖2，該視圖顯示了通過圖1的渦輪增壓器壓縮機2的一部分的一個剖面，從該圖中可以看到該壓縮機包括由一擴散部分4(它是軸承箱3的一部分)限定的一個殼體以及限定一入口6和一渦殼出口7的一個壓縮機罩5。壓縮機葉輪8被安裝成繞一軸9旋轉(zhuǎn)，該軸通過軸承箱3延伸到渦輪機1。壓縮機端部軸承以及油密封裝置用參考標(biāo)號9a表示。壓縮機葉輪8包括一排由一后盤10支承的葉片8a，其中該后盤10凹入?yún)^(qū)域4a的擴散部分4中。
圖示出的壓縮機為圖的寬度增大形式，其中入口6包括一個管狀入口部分11，一管狀吸入部分12環(huán)繞其延伸而在它們之間限定一環(huán)形腔13。穿過管狀入口部分11形成環(huán)形槽14以使腔13與由該壓縮機葉片9掃過的壓縮機殼體的進口段部分連通，出口至壓縮機渦殼7則借助于一擴散通道15，該通道被限定在面向壓縮機罩14的環(huán)形部分與軸承箱3的擴散部分4之間。該擴散通道15就是這樣一種環(huán)繞壓縮機葉片9的頂部的環(huán)形通道。
本發(fā)明涉及壓縮機出口的結(jié)構(gòu)，特別涉及擴散部分或通道15(而非渦殼7)，因此未對壓縮機入口做進一步的描述。然而，應(yīng)當(dāng)指出，圖示出的本發(fā)明實施例圖的寬度增大后的壓縮機，但該形式與本發(fā)明的操作無關(guān)，其可以適用于具有其它常規(guī)入口形式的壓縮機。
現(xiàn)在參見圖3，該圖示出了按照本發(fā)明的圖2的壓縮機的一種變形。圖3是壓縮機出口部分的一個放大視圖，更詳細地顯示了擴散通道15的結(jié)構(gòu)。按照本發(fā)明，擴散通道15的壁(即，面向擴散部分4和壓縮機罩5的表面)具有由環(huán)形隔膜元件16和17構(gòu)成的彈性部分，其中所述隔膜元件被分別插入形成于壓縮機罩5和擴散部分4的環(huán)形凹槽18和19中。
圖4示出了隔膜元件16和17之一的局部后視圖，所述隔膜元件由橡膠或一種類似的彈性可撓曲材料模制而成，而且還包括一個具有增厚加強的周邊及徑向肋部分21及22的隔膜20。隔膜20的徑向內(nèi)、外圓周邊緣也被加厚并且被圍繞著加強鋼圈23和24模制(顯然，圈23和24也可以由其它材料構(gòu)成，優(yōu)選金屬材料)而成。
隔膜元件17在凹槽19內(nèi)為壓配合，從而隔膜20的表面位于與擴散部分4的周圍表面部分齊平的位置。一壓力釋放通道25被設(shè)置成穿過擴散部分4的壁，并與限定在隔膜20后面的凹槽19內(nèi)的空氣間隙連通。壓力釋放通道25可以向大氣打開或者是與壓縮機級的其它部分(例如入口6，一位于壓縮機葉輪8后面的位置，或者是壓縮機排放管)連通，在那里將會有附加的壓力且足以使隔膜元件17撓曲。壓縮機平衡通道26、27被設(shè)置成穿過加強肋21、22，以平衡整個環(huán)形凹槽19周圍的壓力。
隔膜元件16的結(jié)構(gòu)與隔膜元件17基本相同，不同的是隔膜元件16具有一減小的半徑尺寸。壓力釋放通路28設(shè)置成穿過壓縮機罩5，以與限定在隔膜元件16后面的空氣間隙連通。
運行中，在發(fā)動機整個循環(huán)過程中供給到發(fā)動機的推進空氣的壓力變化將使彈性的隔膜16、17撓曲。其具有這樣的效果，即，驅(qū)逐在該隔膜表面上形成的任何碳或其它顆粒物的沉積。從該表面上驅(qū)逐的任何這樣的沉積物將被簡單地通過發(fā)動機，而且十分少，對發(fā)動機(或者其它連接元件，例如冷卻器后面的渦輪增壓器)的運行沒有不良的影響。
釋放通道25、28以及壓力平衡通道26、27的設(shè)置，確保隔膜后面的空氣袋不會妨礙隔膜在必要時彈性撓曲。
可以理解為，壓縮機出口通道壁可以具備所要求的各種情形的彎曲性/彈性。例如，隔膜元件的一種變形被顯示在圖5及6中。示出的隔膜元件包括一個帶有隆起部分31的環(huán)形圈30，其可以例如由橡膠或類似材料模制而成。在原位置處限定通道表面的該元件的外表面由一薄膜32構(gòu)成，該薄膜由適宜的彈性體制作。該薄膜下面的間隙及隆起部分之間被填充一種可壓縮的、適應(yīng)表面薄膜32所需撓曲的海棉彈生體33。
隔膜元件的另一種變形被顯示在圖7中。其包括一個薄的、可撓曲的、被安裝到一由泡沫或類似材料制成的襯板材料上的隔膜33，所說材料允許該隔膜成波浪形，這是由于在穿過壓縮機的擴散部分和一個或多個通風(fēng)孔35之間的該隔膜(其可以再與大氣或與上述的壓縮機級的另一部分連通)時壓力改變。隔膜33可以被成形為恰當(dāng)?shù)谋椥泽w，也可以被成形為可壓縮的海棉彈性體。
用于給壓縮機出口通路提供在壓縮機正常運行過程中撓曲以驅(qū)逐任何沉積材料的彈性壁部分的上述隔膜結(jié)構(gòu)的可能產(chǎn)生的變形，以及可能產(chǎn)生的其它替代結(jié)構(gòu)，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是明顯的。
權(quán)利要求
1.一種壓縮機，該壓縮機包括一個安裝在一壓縮機殼體內(nèi)的旋轉(zhuǎn)的壓縮機葉輪，該壓縮機殼體具有一個包圍該壓縮機葉輪并在對置的環(huán)形壁表面之間限定的環(huán)形出口通道，其中至少一個所述壁表面的部分是彈性可撓曲的，以便于操作壓力在所述出口通道內(nèi)變化以使該彈性壁表面部分撓曲。
2.按照權(quán)利要求1所述的壓縮機，其中，所述環(huán)形壁的兩個表面都具有彈性部分。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的壓縮機，其中，該壁表面的彈性部分或每個壁表面的彈性部分是環(huán)形的。
4.按照前述任一權(quán)利要求所述的壓縮機，其中，每個環(huán)形壁表面在徑向尺寸范圍內(nèi)大致是平坦的，而且該環(huán)形壁表面的或每個環(huán)形壁表面的所述可撓曲表面部分在相應(yīng)壁表面的所述徑向尺寸的主要部分上延伸。
5.按照前述任一權(quán)利要求所述的壓縮機，其中該壁表面的或每個壁表面的該彈性部分包括一個相應(yīng)的插入一限定在該殼體壁上的一凹槽中的彈性元件。
6.按照權(quán)利要求5所述的壓縮機，其中，該彈性元件或每個彈性元件具有一表面，其與環(huán)繞該相應(yīng)的殼體壁的表面基本對齊。
7.按照權(quán)利要求5或6所述的壓縮機，其中，該彈性元件或每個彈性元件包括一彈性隔膜。
8.按照權(quán)利要求7所述的壓縮機，其中，一空氣間隙被限定在該隔膜后面的該凹槽中，而且一個或多個壓力釋放通道被設(shè)置成與所述空氣間隙連通以使得在所述空氣間隙內(nèi)該隔膜的撓曲不會伴隨明顯的壓力變化。
9.按照權(quán)利要求8所述的壓縮機，其中，一隔膜被支承在加強的徑向肋和/或圓周肋上。
10.按照權(quán)利要求9所述的壓縮機，其中，所述隔膜和加強肋相互間被一體地模制。
11.按照權(quán)利要求5至10中任一項所述的壓縮機，其中，該彈性元件或每個彈性元件是環(huán)形的。
12.按照權(quán)利要求9或10所述的壓縮機，其中，該隔膜是環(huán)形的，而且壓力平衡通道被設(shè)置成穿過該加強肋或每個加強肋以平衡在該隔膜后面環(huán)繞該隔膜的整個環(huán)形范圍的該空氣間隙中的壓力。
13.按照權(quán)利要求5至7中任一項所述的壓縮機，其中，所述彈性元件包括一個支承在可壓縮泡沫上以適應(yīng)所述撓曲的隔膜。
14.按照權(quán)利要求13所述的壓縮機，其中，所述彈性元件包括一環(huán)形支承件，所述泡沫被夾在所述支承件和所述隔膜之間。
15.按照權(quán)利要求14所述的壓縮機，其中，所述支承元件包括隆起部分，其延伸穿過所述泡沫層并直接地支承該隔膜。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種壓縮機，該壓縮機包括一個安裝在一壓縮機殼體(4，5)內(nèi)用于旋轉(zhuǎn)的壓縮機葉輪(8)，其具有限定在對置的環(huán)形壁表面之間的一環(huán)形出口通道(15)。至少一個所述壁表面的一部分(20)是彈性可撓曲的，以便于操作壓力在所述出口通道內(nèi)變化以使該彈性壁表面部分撓曲。
文檔編號F04D29/42GK1508435SQ200310119609
公開日2004年6月30日 申請日期2003年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月14日
發(fā)明者P·弗倫奇, P 弗倫奇 申請人:奧爾塞特工程有限公司