一种具有消涡抑制分离功能的叶轮及压缩机、空调和汽车制造技术

本实用新型专利技术公开了一种具有消涡抑制分离功能的叶轮及压缩机、空调和汽车。其中所述的叶轮包括轮毂、叶片和轮盖。相邻两叶片之间的主流道出口边缘均设有至少一翼型叶片，该翼型叶片的两端为流线型曲面构成的片状体，该翼型叶片设置的方向与所述叶片方向相同。主流道中设置了的翼型叶片，使得叶轮内部构成翼型引流流道，以消除涡的形成并抑制气流分离，降低损失，提升压缩机气动效率。通过改进叶轮内部的导流效果，均匀气流角，优化了气流在叶轮出口与扩压器入口的方向匹配问题，有效地减小了压缩机排气噪音，综合提高了燃料电池系统的效率和舒适性。和舒适性。和舒适性。

【技术实现步骤摘要】
一种具有消涡抑制分离功能的叶轮及压缩机、空调和汽车


[0001]本技术涉及流体输送设备，尤其涉及一种具有消涡抑制分离功能的叶轮及具有该叶轮的压缩机、具有该压缩机的空调和具有该压缩机的汽车。

技术介绍

[0002]空气压缩机作为一般动力气源，广泛应用于机械、汽车、医疗、食品、电力、建材、石油、化工及军工等行业。按压缩机方式的不同，常见的有离心式空气压缩机、螺杆式空气压缩机、涡旋式空气压缩机等。在新能源方面，氢燃料电池汽车动力性能高、加氢快、续航里程长，是21 世纪新能源汽车最具战略意义的突破口。压缩机为燃料电池系统提供高压气源，离心式压缩机与螺杆压缩机、涡旋压缩机相比，离心式压缩机能提供更高压比的气源，可显著提升电堆的功率密度和整体性能。离心式压缩机的工作原理是：通电后，高速电机驱动叶轮对进入的空气压缩做功，使之成为高压空气。因此叶轮是空气压缩机的“心脏”，其源源不断地为燃料电池系统提供高压气源，因此叶轮的工作效率直接影响整个燃料电池系统的工作效率。气流在经过叶轮后的损失大致分为摩擦损失、分离损失、二次流损失和尾迹损失四部分。摩擦损失是由于气体与壁面的摩擦产生，是不可避免的；分离损失主要由于边界层的分离产生漩涡，导致气流反向流动引起能量损失；二次流损失主要是由于壁面存在压力差的作用，气体由工作面向非工作面流动，方向垂直主流区的流体，带来能量损失；尾迹损失主要由于叶轮尾缘存在一定的厚度，当气体从叶轮流道中流出时，流通面积突然扩张，产生漩涡带来的能量损失。
[0003]在车用燃料电池压缩机主要应用在小型汽车或者商务车上，具有体积小、质量轻，导致叶轮相对较少。因此叶轮损失将会大大的降低压缩机的工作效率。因此需要进一步限制叶轮内部的流动损失以提高压缩机的效率。如前所述可知，摩擦损失和尾迹损失不可避免，进一步降低存在较大难度。分离损失和二次流损失占能量损失的主要部分，因此，如何进一步优化叶轮内部流道，限制边界层的分离和旋涡的形成。
[0004]所以，如何克服现有压缩机的叶轮流道的边界层容易分离和形成旋涡的缺陷是业界亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]本技术为了解决现有压缩机叶轮流道的边界层容易分离和形成旋涡的问题，提供一种能够消除流道内部涡而抑制空气分离的叶轮及具有该叶轮的离心式压缩机、具有该压缩机的空调和具有该压缩机的汽车。以此消除涡的形成，降低分离损失，提高空气压缩机的气动效率。
[0006]本技术提供了一种具有消涡抑制分离功能的叶轮，包括轮毂、叶片和轮盖。相邻两叶片之间的主流道出口边缘均设有至少一翼型叶片，该翼型叶片的两端为流线型曲面构成的片状体，该翼型叶片设置的方向与所述叶片方向相同。
[0007]较优的，所述的翼型叶片设于所述轮盖的内表面和/或设于所述轮毂的内表面。
[0008]较优的，所述翼型叶片的高度H与叶轮出口高度B之比为H/B=0.025~0.4。
[0009]较优的，在主流道中，所述翼型叶片的进口位置是进口安装直径D3与叶轮的直径D2之比为D3/D2=0.6~0.7。
[0010]较优的，所述的翼型叶片的出口位置是出口安装直径D4与叶轮直径D2之比为D4/D2=0.8~0.9。
[0011]较优的，所述翼型叶片为气体进口的一端厚、气体出口的一端薄的形状。
[0012]较优的，所述翼型叶片的两侧为平行侧面，该两平行侧面与两端的流线型曲面对应相连构成的翼型叶片。
[0013]较优的，所述翼型叶片的两侧为外凸的弯曲侧面，该两侧外凸的弯曲侧面与两端的流线型曲面对应圆滑相连。
[0014]较优的，所述的轮盖或轮毂的内表面平行设置一对翼型叶片；或者，所述的轮盖和轮毂内表面，各设置一片翼型叶片，成双列平行状态。
[0015]本技术提供一种压缩机，其包括所述的具有消涡抑制分离功能的叶轮。
[0016]本技术提供一种空调，其包括所述的压缩机。
[0017]本技术提供一种汽车，其包括所述的压缩机。
[0018]本技术在叶轮的每一主流道中均设置了至少一翼型叶片，使得叶轮内部构成翼型引流流道，以消除涡的形成并抑制气流分离，降低损失，提升压缩机气动效率。通过改进叶轮内部的导流效果，均匀气流角，优化了气流在叶轮出口与扩压器入口的方向匹配问题，有效地减小了压缩机排气噪音，综合提高了燃料电池系统的效率和舒适性。
附图说明
[0019]图1为本技术的叶轮实施例的立体示意图；
[0020]图2为本技术的叶轮实施例除去轮盖的正视图；
[0021]图3为本技术的翼型叶片实施例的立体示意图；
[0022]图4为本技术的单片翼型叶片安装位置示意图
[0023]图5为本技术的串联式翼型叶片安装结构
[0024]图6为本技术的具有所述叶轮的压缩机的结构示意图。
[0025]图中：1—锁紧螺钉；2—叶轮；3—蜗壳；4—扩压器；5—筒体；6—前轴向轴承；7—推力盘；8—后轴向轴承；9—前轴承座；10—前径向轴承；11—水冷套；12—螺旋冷却流道；13—电机定子；14—电机轴；15—后径向轴承；16—后轴承座；
[0026]20
‑
轮毂、21
‑
叶片、22
‑
轮盖、23
‑
叶轮出口、24
‑
叶轮入口、26
‑
翼型叶片、27
‑
压力面、
[0027]28
‑
吸力面、29
‑
翼型叶片的外端。
具体实施方式
[0028]下面结合附图和实施例对本技术做进一步说明：
[0029]如图1、图2所示，为本技术提供的具有消涡抑制分离功能的叶轮的实施例，其包括轮毂20和轮盖22，设于轮毂和轮盖之间的叶片21。叶轮2的主流道是由相邻的两叶片、轮毂、轮盖以及叶轮出口23和叶轮入口24所构成。本技术在叶轮的主流道出口边缘均
设有至少一翼型叶片26。请结合图3，该翼型叶片26为左右两端为流线型曲面构成的片状体，该片状体前后为平行的侧面，该平行的两侧面之间的距离为翼型叶片的高度H，该翼型叶片26设置的方向与叶片21的方向相同。根据需要，翼型叶片可以设于轮盖22的内表面或设于轮毂20的内表面，也可以在轮盖22和轮毂20的内表面错开设置翼型叶片。本实施例中，一片翼型叶片26设于轮盖的内表面的，即翼型叶片的顶面与轮盖内表面固定连接，而翼型叶片的流线型的圆滑两端，与叶片21的方向相同设置（请阅图2中翼型叶片的示意位置）。为了保持较好的气流流场，将翼型叶片26的高度H与叶轮出口高度B关联，限定两者之比为H/B=0.025~0.4，叶轮出口高度B为轮毂与轮盖之间的轴向距离。翼型叶片与叶片之间形成的间隔壁能够有效阻挡涡的形成，加速相对位置的流速，限制叶轮出口位置
‑
气流的分离。根据实际涡形成的位置处，翼型叶片26的高度H也可以由轮盖22向轮本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有消涡抑制分离功能的叶轮，包括轮毂、叶片和轮盖，其特征在于，相邻所述叶片之间的主流道出口边缘均设有至少一翼型叶片，该翼型叶片的两端为流线型曲面构成的片状体，该翼型叶片设置的方向与所述叶片方向相同。2.如权利要求1的具有消涡抑制分离功能的叶轮，其特征在于，所述的翼型叶片设于所述轮盖的内表面和/或所述轮毂的内表面。3.如权利要求1的具有消涡抑制分离功能的叶轮，其特征在于，所述翼型叶片的高度H与叶轮出口高度B之比为H/B=0.025~0.4。4.如权利要求1的具有消涡抑制分离功能的叶轮，其特征在于，所述翼型叶片的进口位置设定为进口安装直径D3与叶轮直径D2之比：D3/D2=0.6~0.7。5.如权利要求1的具有消涡抑制分离功能的叶轮，其特征在于，所述的翼型叶片的出口位置设定为出口安装直径D4与叶轮直径D2之比：D4/D2=0.8~0.9。6.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶文腾，钟瑞兴，刘华，张治平，陈玉辉，梁湖，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：新型
国别省市：