專利名稱：采用分流葉片的離心式壓縮機回流通道的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及離心式壓縮機，更具體地，涉及多級離心式壓縮機中 的結(jié)構(gòu)，其用來盡量減小或消除反向或分離流動區(qū)，從而改善壓縮機
性能。
背景技術(shù)：
多級離心式壓縮機中的回流通道通常由多個具有相似幾何形狀 的類似的葉片或翼面構(gòu)成。對于某些流動狀態(tài)而言，需要這些葉片顯
著地改變流動，從而可能在回流葉片中產(chǎn)生流動分離并降低壓縮機性
6匕 f]匕。
在低流動系數(shù)的多級壓縮才幾設(shè)計中，進(jìn)入回流葉片的流動角因流 動的高切向分量而可能很小。4旦不管怎樣，葉片必須在流動進(jìn)入下一
級(following stage)之前消除速度的切向分量。擴散比也傾向于為低的 擴散比。
切向或旋轉(zhuǎn)分量的消除因而必須在相對短的距離上發(fā)生。由于高 的切向分量，這導(dǎo)致在極短距離上將流動從主要為切向流動轉(zhuǎn)變成徑 向流動。這些要求可導(dǎo)致流動分離和性能下降。

發(fā)明內(nèi)容
在示范性實施例中，多級離心式壓縮機中的回流段包括多個周向 定位的流動葉片，和多個設(shè)置在流動葉片之間的分流葉片。
在另 一個示范性實施例中，多級離心式壓縮機中的回流段包括多 個周向定位的流動葉片，和置入在各流動葉片之間的流動修正結(jié)構(gòu)， 該流動修正結(jié)構(gòu)用來盡量減小反向或分離流動區(qū)。
在又一個示范性實施例中，多級離心式壓縮機中的回流段包括多個周向定位的成翼面形狀的流動葉片，和置入在流動葉片之間的多個 成翼面形狀的分流葉片，該分流葉片具有不同于流動葉片的幾何形 狀，并用來盡量減小反向或分離流動區(qū)。


圖1示出了包括常規(guī)回流葉片的多級離心式壓縮機中的回流段； 圖2示出了包括分流葉片的回流段；
圖3和圖4為平均速度(meridional velocity)曲線，其示出了常規(guī) 設(shè)計和含分流葉片設(shè)計之間的對比；和
圖5和圖6分別為對于常規(guī)/沒計和含分流葉片的設(shè)計，回流葉片 下一級入口處的平均速度邊緣曲線。
部件列表 流動葉片 12 分流葉片 1具體實施例方式
圖1示出了多級離心式壓縮機中包括常規(guī)回流葉片RV的回流段。 在典型設(shè)計中，回流段包括若千個(例如十五個左右)周向定位的流動 葉片RV。參考上文所述的背景技術(shù)，所希望的是通過消除或盡量減 小分離流動區(qū)而改善壓縮機性能，從而改善多級壓縮機的性能。
參照圖2，在示范性實施例中，在各流動葉片之間置入了流動小務(wù) 正結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)用來更好地:控制流動轉(zhuǎn)向和盡量減小反向或分離流 動區(qū)?；亓鞫伟ǘ鄠€周向定4立的流動葉片12，且流動修正結(jié)構(gòu)包括 多個設(shè)置在流動葉片12之間的分流葉片14。分流葉片14優(yōu)選但不必 形成為具有不同于流動葉片12的幾何形狀，并且設(shè)置在流動葉片12 之間的交替位置內(nèi)。葉片12、 14的數(shù)目以及相應(yīng)的幾何形狀選擇和 分析成用以確保盡量減小或消除回流段中的流動分離區(qū)。在一個示范 性優(yōu)選實施例中，回流段包括十三個流動葉片12和十三個分流葉片14。
參照圖3至圖6，已執(zhí)行了計算流體動力學(xué)運算來驗證該結(jié)構(gòu)對 比常規(guī)方法實現(xiàn)了改善。圖3示出了葉片表面上不存在分流器的平均 速度曲線。在葉片的上表面上明顯可見分離泡(s印aration b油ble)。參 照圖4,分流器的插入幾乎完全地消除了該分離泡并因而消除了不穩(wěn) 定性和性能差的潛在源。
圖5示出了接近不帶有分流器的下一級葉輪的平均速度邊緣曲 線。圖6具有分流器。圖6示出了接近下一級的流動均勻得多，是良 好性能所需要的特征。
根據(jù)各曲線的比較，表明與標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計相比，分流葉片14已產(chǎn)生 了盡量減小的再循環(huán)。而且，在下一級葉輪入口處的速度分布更為均 勻?；亓魅~片出口處的流動角運算(質(zhì)量平均)表明，帶有分流器的回 流葉片比標(biāo)準(zhǔn)回流葉片提供了大約多5°的流動轉(zhuǎn)向。因此，盡量減 小或消除了反向或分離流動區(qū)，從而改善了壓縮機性能。
盡管本發(fā)明已結(jié)合目前所考慮到的最實際的優(yōu)選實施例進(jìn)行了 描述，但應(yīng)理解的是，本發(fā)明并不限于所公開的實施例，相反地其意 欲涵蓋包括在所附權(quán)利要求精神和范圍內(nèi)的各種修改和等同裝置。
權(quán)利要求
1.一種多級離心式壓縮機中的回流段，所述回流段包括多個周向定位的流動葉片(12)；和多個設(shè)置在所述流動葉片(12)之間的分流葉片(14)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的回流段，其特征在于，所述流動葉片(12) 包括翼面形狀。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的回流段，其特征在于，所述分流葉片(14) 包括不同于所述流動葉片(12)的幾何形狀。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的回流段，其特征在于，所述分流葉片(14) 比所述流動葉片(12)短。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的回流段，其特征在于，所述分流葉片(14) 的數(shù)量和幾何形狀選擇成用以盡量減小流動分離區(qū)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的回流段，其特征在于，所述回流段包 括十三個流動葉片(12)和十三個分流葉片(14)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的回流段，其特征在于，所述流動葉片(12) 和所述分流葉片(14)交替地設(shè)置。
8. —種多級離心式壓縮才/U中的回流段，所述回流段包括 多個周向定位的流動葉片(12);和置入在各所述流動葉片(12)之間的流動修正結(jié)構(gòu)，所述流動修正 結(jié)構(gòu)用來盡量減小反向或分離流動區(qū)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的回流段，其特征在于，所述流動修正 結(jié)構(gòu)包括多個分流葉片(14)，所述分流葉片(14)分別置入在所述流動葉 片(12)之間。
10. —種多級離心式壓縮才幾中的回流段，所述回流段包括 多個周向定位的成翼面形4犬的流動葉片(12);和多個置入在所述流動葉片(12)之間的成翼面形狀的分流葉片(14),所述 分流葉片(14)具有不同于所述流動葉片(12)的幾何形狀，并用來盡量減小反向或分離流動區(qū)。
全文摘要
本發(fā)明涉及采用分流葉片的離心式壓縮機回流通道，具體而言，多級離心式壓縮機中的回流段包括多個周向定位的流動葉片(12)和多個設(shè)置在流動葉片(12)之間的分流葉片(14)。分流葉片(14)用來盡量減小或消除反向或分離流動區(qū)，從而導(dǎo)致改善的壓縮機性能。
文檔編號F04D29/66GK101307768SQ20081009947
公開日2008年11月19日 申請日期2008年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月17日
發(fā)明者J·克魯克香克, S·謝 申請人:通用電氣公司