權(quán)利要求書: 1.一種壓縮機(jī)冷卻系統(tǒng)用多翼離心風(fēng)機(jī)的整流結(jié)構(gòu),其特征在于,包括安裝在多翼離心風(fēng)機(jī)(2)內(nèi)的整流網(wǎng)(1),多翼離心風(fēng)機(jī)(2)的擴(kuò)壓器(21)出口與換熱器相連,所述整流網(wǎng)(1)設(shè)置在多翼離心風(fēng)機(jī)(2)的蝸殼出口和擴(kuò)壓器(21)出口之間,所述整流網(wǎng)(1)上開設(shè)有導(dǎo)流孔,導(dǎo)流孔的孔總面積大于擴(kuò)壓器(21)的入口面積。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓縮機(jī)冷卻系統(tǒng)用多翼離心風(fēng)機(jī)的整流結(jié)構(gòu),其特征在于,所述整流網(wǎng)(1)網(wǎng)身向擴(kuò)壓器(21)出口方向凸起。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種壓縮機(jī)冷卻系統(tǒng)用多翼離心風(fēng)機(jī)的整流結(jié)構(gòu),其特征在于,所述整流網(wǎng)(1)的網(wǎng)身呈弧瓦狀,其截面為圓弧形。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種壓縮機(jī)冷卻系統(tǒng)用多翼離心風(fēng)機(jī)的整流結(jié)構(gòu),其特征在于,以整流網(wǎng)(1)網(wǎng)身的截面圓弧的半徑為R,所述導(dǎo)流孔半徑為r,1/40R≤r≤1/24R。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種壓縮機(jī)冷卻系統(tǒng)用多翼離心風(fēng)機(jī)的整流結(jié)構(gòu),其特征在于,所述導(dǎo)流孔在整流網(wǎng)(1)網(wǎng)面上呈陣列狀布置;沿整流網(wǎng)(1)凸起方向,相鄰導(dǎo)流孔中心線之間的夾角為n,3°≤n≤6°;相鄰導(dǎo)流孔中心線之間的距離為d1,2r+1mm≤d1≤2r+3mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求3~5中任意一項(xiàng)所述的一種壓縮機(jī)冷卻系統(tǒng)用多翼離心風(fēng)機(jī)的整流結(jié)構(gòu),其特征在于,任意一導(dǎo)流孔的中心線與該導(dǎo)流孔所在位置的整流網(wǎng)(1)網(wǎng)身切面相垂直。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓縮機(jī)冷卻系統(tǒng)用多翼離心風(fēng)機(jī)的整流結(jié)構(gòu),其特征在于,所述整流網(wǎng)(1)呈波浪狀或尖端朝向擴(kuò)壓器(21)出口方向的尖錐狀。
8.根據(jù)權(quán)利要求1~5中任意一項(xiàng)所述的一種壓縮機(jī)冷卻系統(tǒng)用多翼離心風(fēng)機(jī)的整流結(jié)構(gòu),其特征在于,所述整流網(wǎng)(1)厚度為D,2mm≤D≤4mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1~5中任意一項(xiàng)所述的一種壓縮機(jī)冷卻系統(tǒng)用多翼離心風(fēng)機(jī)的整流結(jié)構(gòu),其特征在于,所述擴(kuò)壓器(21)的擴(kuò)壓角度a為45°。
10.根據(jù)權(quán)利要求1~5中任意一項(xiàng)所述的一種壓縮機(jī)冷卻系統(tǒng)用多翼離心風(fēng)機(jī)的整流結(jié)構(gòu),其特征在于,所述整流網(wǎng)(1)為金屬或樹脂材質(zhì)。
說明書: 一種壓縮機(jī)冷卻系統(tǒng)用多翼離心風(fēng)機(jī)的整流結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及壓縮機(jī)領(lǐng)域,具體是一種壓縮機(jī)冷卻系統(tǒng)用多翼離心風(fēng)機(jī)的整流結(jié)構(gòu)。背景技術(shù)[0002] 前向多翼離心風(fēng)機(jī)因其具有流量系數(shù)大、壓力系數(shù)高和低噪聲等諸多優(yōu)點(diǎn),因而被廣泛應(yīng)用在空壓機(jī)組冷卻系統(tǒng),隨著對空壓機(jī)組的高安全、高性能等要求的不斷提高,多翼離心風(fēng)機(jī)也開始逐漸暴露出其不足。前向多翼離心風(fēng)機(jī)工作時,氣體從集流器進(jìn)入到葉輪的過程中經(jīng)歷了徑向?軸向,軸向?徑向2個過程的轉(zhuǎn)變,氣流在這種急速轉(zhuǎn)向的過程中導(dǎo)致氣流沿軸向的分布極度不均勻,氣流負(fù)載主要向后盤附近傾斜,導(dǎo)致氣流主要集中在葉輪的中部和后部,而葉輪靠近前盤的部分,則氣流相對較少;當(dāng)氣流經(jīng)過葉道加速后進(jìn)入蝸殼后,由于后盤附近速度較大,而前盤附近流速較小,葉片徑向做功能力沿軸向不同造成壓差,壓差導(dǎo)致蝸殼內(nèi)部產(chǎn)生了較為嚴(yán)重的二次流。多翼離心風(fēng)機(jī)特殊的做功方式?jīng)Q定了蝸殼內(nèi)會產(chǎn)生二次流的情況;通過改進(jìn)葉輪結(jié)構(gòu)和集流器部分結(jié)構(gòu)改進(jìn)可以略微減小二次流,但是并不能完全消除,在風(fēng)機(jī)進(jìn)口增加整流結(jié)構(gòu)對蝸殼內(nèi)的二次流消除并不會產(chǎn)生多大的有益效果。[0003] 多翼離心風(fēng)機(jī)出口一般直接和換熱器相連接,換熱器包含中冷器和油冷器,一般情況下,換熱器設(shè)計時一般認(rèn)為風(fēng)機(jī)擴(kuò)壓器出口氣流是均勻分布的,這樣就可認(rèn)為中冷器和油冷器所分配的冷卻風(fēng)量和他們各自的面積成正比。但實(shí)際上受二次流影響,擴(kuò)壓器出口氣流如圖8所示的嚴(yán)重的分布不均,當(dāng)擴(kuò)壓器出口氣流分布不均勻時,局部流速或過大,或過小,對換熱器出口換熱效率產(chǎn)生重要影響,當(dāng)油冷器冷卻風(fēng)量不足時會降低潤滑油的壽命,發(fā)生氧化、碳化或分解現(xiàn)象,當(dāng)油冷器冷卻風(fēng)量過量時會使得排氣溫度低于露點(diǎn)溫度時,油氣混合物中會析出水分,使得潤滑油發(fā)生乳化現(xiàn)象;當(dāng)中冷器冷卻不足時會給后端干燥能力提出更高要求,當(dāng)中冷器冷卻過量時機(jī)組在低溫運(yùn)行時換熱器易發(fā)生冰堵現(xiàn)象,嚴(yán)重影響了換熱器的使用。[0004] 由于二次流的存在,導(dǎo)致多翼離心風(fēng)機(jī)提供的風(fēng)量可能無法滿足換熱器的換熱需求,如果大幅增加風(fēng)機(jī)的風(fēng)量,必然會導(dǎo)致風(fēng)機(jī)的氣動噪聲增大;現(xiàn)有對多翼離心風(fēng)機(jī)的改進(jìn)可以減小蝸殼內(nèi)的二次流,但是并不能完全消除二次流,因此亟待解決。發(fā)明內(nèi)容[0005] 為了避免和克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題,本發(fā)明提供了一種壓縮機(jī)冷卻系統(tǒng)用多翼離心風(fēng)機(jī)的整流結(jié)構(gòu),基本消除了多翼離心風(fēng)機(jī)蝸殼內(nèi)的二次流,達(dá)到破渦效果,使氣流通過整流網(wǎng)后局部流速過大或過小情況得以改善,整體氣流分布均勻,在不增加風(fēng)機(jī)風(fēng)量的同時,滿足換熱器的換熱需求。[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:[0007] 一種壓縮機(jī)冷卻系統(tǒng)用多翼離心風(fēng)機(jī)的整流結(jié)構(gòu),包括安裝在多翼離心風(fēng)機(jī)內(nèi)的整流網(wǎng),多翼離心風(fēng)機(jī)的擴(kuò)壓器出口與換熱器相連,所述整流網(wǎng)設(shè)置在多翼離心風(fēng)機(jī)的蝸殼出口和擴(kuò)壓器出口之間,所述整流網(wǎng)上開設(shè)有導(dǎo)流孔,導(dǎo)流孔的孔總面積大于擴(kuò)壓器的入口面積。[0008] 作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述整流網(wǎng)網(wǎng)身向擴(kuò)壓器出口方向凸起。[0009] 作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案:所述整流網(wǎng)的網(wǎng)身呈弧瓦狀,其截面為圓弧形。[0010] 作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案:以整流網(wǎng)網(wǎng)身的截面圓弧的半徑為R,所述導(dǎo)流孔半徑為r,1/40R≤r≤1/24R。[0011] 作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案:所述導(dǎo)流孔在整流網(wǎng)網(wǎng)面上呈陣列狀布置;沿整流網(wǎng)凸起方向,相鄰導(dǎo)流孔中心線之間的夾角為n,3°≤n≤6°;相鄰導(dǎo)流孔中心線之間的距離為d1,2r+1≤d1≤2r+3。[0012] 作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案:任意一導(dǎo)流孔的中心線與該導(dǎo)流孔所在位置的整流網(wǎng)網(wǎng)身切面相垂直。[0013] 作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案:所述整流網(wǎng)呈波浪狀或尖端朝向擴(kuò)壓器出口方向的尖錐狀。[0014] 作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案:所述整流網(wǎng)厚度為D,2mm≤D≤4mm。[0015] 作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案:所述擴(kuò)壓器的的擴(kuò)壓角度a為45°。[0016] 作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案:所述整流網(wǎng)為金屬或樹脂材質(zhì)。[0017] 與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果是:[0018] 1、本發(fā)明通過在多翼離心風(fēng)機(jī)的蝸殼出口和擴(kuò)壓器出口之間加設(shè)孔總面積大于擴(kuò)壓器入口面積的整流網(wǎng),基本消除了蝸殼內(nèi)產(chǎn)生的二次流,達(dá)到了破渦效果,使氣流通過整流網(wǎng)后局部流速過大或過小情況得以改善,整體氣流分布均勻,大幅提高了與擴(kuò)壓器相連的換熱器的換熱效率,在不增加風(fēng)機(jī)風(fēng)量的前提下,滿足了換熱器的換熱需求。[0019] 2、本發(fā)明將整流網(wǎng)的網(wǎng)身設(shè)計為向擴(kuò)壓器出口方向凸起,當(dāng)其為弧瓦狀時,相較于現(xiàn)有整流結(jié)構(gòu)可消除20%~30%的二次流,本發(fā)明的獨(dú)特結(jié)構(gòu)以及獨(dú)特的位置設(shè)計,消除了95%以上的二次流,大幅提高了換熱器的換熱效率;提高了產(chǎn)品的市場競爭力,且無需增大風(fēng)機(jī)風(fēng)量,更加節(jié)能環(huán)保。[0020] 3、本發(fā)明對整流網(wǎng)的多參數(shù)進(jìn)行范圍的限定,通過調(diào)整參數(shù)使得整流網(wǎng)能適應(yīng)不同的型號的多翼離心風(fēng)機(jī)。[0021] 4、除最優(yōu)選的弧瓦狀整流網(wǎng)外,整流網(wǎng)還可以設(shè)計為波浪狀或尖端朝向擴(kuò)壓器出口方向的尖錐狀,亦達(dá)到消除部分二次流的作用。附圖說明[0022] 圖1為帶有整流結(jié)構(gòu)的多翼離心風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。[0023] 圖2為整流結(jié)構(gòu)的軸測圖。[0024] 圖3為整流結(jié)構(gòu)的主視圖。[0025] 圖4為整流結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。[0026] 圖5為帶有整流結(jié)構(gòu)的多翼離心風(fēng)機(jī)的平面示意圖。[0027] 圖6A為無整流網(wǎng)時擴(kuò)壓器內(nèi)的流線分布圖。[0028] 圖6B為帶整流網(wǎng)時擴(kuò)壓器內(nèi)的流線分布圖。[0029] 圖7為帶有整流結(jié)構(gòu)的多翼離心風(fēng)機(jī)與換熱器相連后的結(jié)構(gòu)示意圖。[0030] 圖8為未加裝整流結(jié)構(gòu)時的多翼離心風(fēng)機(jī)擴(kuò)壓器出口處的速度分布圖。[0031] 圖9為未加裝整流結(jié)構(gòu)時蝸殼內(nèi)因二次流螺旋上升的氣流示意圖。[0032] 圖中:1、整流網(wǎng);2、離心風(fēng)機(jī);21、擴(kuò)壓器;3、氣體冷卻器;4、油冷卻器。具體實(shí)施方式[0033] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖,對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例?;诒景l(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。[0034] 請參閱圖1~9,本發(fā)明實(shí)施例中,一種壓縮機(jī)冷卻系統(tǒng)用多翼離心風(fēng)機(jī)的整流結(jié)構(gòu),包括固定在多翼離心風(fēng)機(jī)2內(nèi)的整流網(wǎng)1,多翼離心風(fēng)機(jī)2包括集流器、葉輪、蝸殼以及擴(kuò)壓器21。其中,擴(kuò)壓器21與換熱器相連,這里的換熱器包括氣體冷卻器3和油冷卻器4。多翼離心風(fēng)機(jī)2工作時,氣流沿葉輪2徑向被吸入葉輪中,再沿葉輪軸向從前盤流動至后盤,最后再沿葉輪徑向的流道加速后進(jìn)入蝸殼中,依次通過蝸殼和擴(kuò)壓器21后進(jìn)入換熱器中。[0035] 整流網(wǎng)1位置位于擴(kuò)壓器21的出口和蝸殼出口之間。整流網(wǎng)1網(wǎng)身開設(shè)有導(dǎo)流孔,其網(wǎng)身向擴(kuò)壓器21的出口方向凸起,以保證導(dǎo)流孔的孔總面積大于擴(kuò)壓器21的入口面積。[0036] 整流網(wǎng)1具體形狀不限,最優(yōu)選的方案為網(wǎng)身呈弧瓦狀,其截面為圓弧狀,圓弧半徑為R。整流網(wǎng)網(wǎng)身呈波浪狀或呈尖端朝向擴(kuò)壓器21出口方向的尖錐狀,亦可以達(dá)到弧瓦裝整流網(wǎng)的部分效果。[0037] 以弧瓦狀的整流網(wǎng)1為例,整流網(wǎng)1固定方式不限,可選擇在整流網(wǎng)1上開設(shè)有螺栓孔,通過螺栓固定在多翼離心風(fēng)機(jī)2上。其材質(zhì)優(yōu)選為金屬或樹脂材質(zhì),最好是金屬材質(zhì);為金屬材質(zhì)時,可在整流網(wǎng)上延伸出支架將整流網(wǎng)固定。[0038] 整流網(wǎng)1網(wǎng)身均勻分布有導(dǎo)流孔,任意一導(dǎo)流孔的中心線與該導(dǎo)流孔所在位置的整流網(wǎng)網(wǎng)身切面相垂直,導(dǎo)流孔的半徑為r,1/40R≤r≤1/24R。[0039] 沿整流網(wǎng)1凸起方向,相鄰導(dǎo)流孔中心線之間的夾角為n,3°≤n≤6°;相鄰導(dǎo)流孔中心線之間的距離為d1,2r+1≤d1≤2r+3。[0040] 整流網(wǎng)1的有效覆蓋角度范圍θ=360°?Ai;當(dāng)r、n、Ai和a的值確定后,導(dǎo)流孔的孔總面積A=π*(180°?Ai)/n*r2*(3L4?L3)/2/d1。以擴(kuò)壓器21進(jìn)口處的長寬分別為L和L3,則A>L·L3。[0041] 這里取L=120mm、L3=250mm,擴(kuò)壓器擴(kuò)壓角度為a=45°,則R=60mm,導(dǎo)流孔半徑r等于1/30R=2mm,n=4°;最優(yōu)選方案取Ai=160°,則整流網(wǎng)1的有效覆蓋角度范圍θ=200°;d1=2r+1=5mm。取以上最優(yōu)選數(shù)值后,
[0042] A=π*(360°?Ai)/n*r2*(3L4?L3)/2/d1=3.14*(360?160)/4*22*(3*310?250)/2/52 2
=42704mm ,A>A0=L·L3=120*250=30000mm。
[0043] 以上數(shù)值均采用CFD試算獲取。[0044] 此外,整流網(wǎng)1具有一定的厚度,厚度D∈[2mm,4mm],D值優(yōu)選為2.5mm,隨著D值增加,整流效果更佳,但對應(yīng)摩擦損失亦會增加。[0045] 如圖9所示,為蝸殼內(nèi)因二次流螺旋上升的氣流,由于二次流的存在,產(chǎn)生如圖8所示的,擴(kuò)壓器21中的氣流速度分布圖,可見得氣流在擴(kuò)壓器21中心位置處流速過小,在擴(kuò)壓器21邊緣處流速過大,氣流分布嚴(yán)重不均;[0046] 增加整流網(wǎng)1后,如圖6B所示,相較于未加裝整流網(wǎng)的圖6A,可使蝸殼中的二次流減少95%以上,基本消除了蝸殼中的二次流,氣流整體分布均勻。[0047] 以上所述,僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式,但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此,任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi),根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變,都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
聲明:
“壓縮機(jī)冷卻系統(tǒng)用多翼離心風(fēng)機(jī)的整流結(jié)構(gòu)” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)