本發(fā)明涉及軸向進(jìn)氣、徑向排氣的透平機(jī)械排氣設(shè)備，具體地講是一種軸向進(jìn)氣徑向排氣鑄造蝸殼結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

在透平機(jī)械中，蝸殼是用于將出口氣體匯集后排出至后續(xù)冷凝器、換熱器等設(shè)備。軸向進(jìn)氣、徑向排氣的透平機(jī)械，由于此排氣方式可有效減小機(jī)組排氣部分軸向長(zhǎng)度被廣泛采用，但由于氣流速度、方向變化較大，導(dǎo)致排氣損失較大。

常規(guī)的鑄造蝸殼主要包含兩種方式：1、徑向采用螺旋線結(jié)構(gòu)，包括有出風(fēng)口、蝸舌和內(nèi)腔，蝸舌位于出風(fēng)口下端與內(nèi)腔連接位置。此結(jié)構(gòu)適用于向心透平、離心壓氣機(jī)等輻流式透平機(jī)械。2、鑄鐵排氣缸，流道采用等環(huán)量設(shè)計(jì)，截面采用直段和圓弧結(jié)合形式。排氣缸內(nèi)流場(chǎng)十分復(fù)雜，損失較大。

目前，還沒(méi)有特別適合軸向進(jìn)氣、徑向排氣的透平機(jī)械的蝸殼。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，提供一種軸向進(jìn)氣徑向排氣鑄造蝸殼結(jié)構(gòu)，該鑄造蝸殼結(jié)構(gòu)使排氣流動(dòng)損失小，且結(jié)構(gòu)緊湊，加工及安裝方便。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種軸向進(jìn)氣徑向排氣鑄造蝸殼結(jié)構(gòu)，其特征在于：包括蝸殼和導(dǎo)流環(huán)，所述導(dǎo)流環(huán)位于蝸殼進(jìn)口處與蝸殼軸向端面連接，組合形成蝸殼內(nèi)腔，該蝸殼內(nèi)腔沿軸向截面型線是渦旋線或?qū)?shù)螺旋線，垂直軸線方向截面為兩側(cè)對(duì)稱的渦旋線或?qū)?shù)螺旋線；所述導(dǎo)流環(huán)在蝸殼內(nèi)腔部分構(gòu)成蝸殼內(nèi)腔沿軸向型線延伸段；所述蝸殼內(nèi)腔和導(dǎo)流環(huán)接配位置設(shè)置一個(gè)平面，并由圓角與型線過(guò)渡。

所述蝸殼內(nèi)腔和導(dǎo)流環(huán)接配位置，導(dǎo)流環(huán)型線略低于內(nèi)腔表面位置。

所述蝸殼內(nèi)腔各徑向截面型線中心位于同一平面。

所述導(dǎo)流環(huán)為徑向截面輪廓相等的回轉(zhuǎn)體。

所述蝸殼由蝸殼上半和蝸殼下半組成，蝸殼上半和蝸殼下半內(nèi)側(cè)形成蝸殼內(nèi)腔。

所述蝸殼流道為氣流進(jìn)口，擴(kuò)壓段，經(jīng)渦旋線段，沿流道至出口。

所述導(dǎo)流環(huán)型線為整圈整體，各截面形狀相等。

所述導(dǎo)流環(huán)內(nèi)側(cè)與進(jìn)口頂部擴(kuò)壓段相連。

所述導(dǎo)流環(huán)內(nèi)側(cè)所帶擴(kuò)壓段與軸向角度為8°～12°。

本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明的導(dǎo)流環(huán)為等截面結(jié)構(gòu)，方便加工。

2、本發(fā)明的導(dǎo)流環(huán)與蝸殼接配面為平面，方便加工，同時(shí)便于保證流道光滑，能保證流道損失小。

3、本發(fā)明的氣缸進(jìn)口處導(dǎo)流環(huán)與氣缸組成擴(kuò)壓段，角度8～12°，工質(zhì)先擴(kuò)壓減速，有利于減少損失。

4、本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明外形及縱剖面示意圖；

圖2是圖1的A-A示意圖；

圖3是圖1的B-B示意圖；

圖4是圖1的C-C示意圖；

圖5是本發(fā)明內(nèi)腔示意圖。

圖中代號(hào)含義：1—蝸殼上半，2—蝸殼下半，3—導(dǎo)流環(huán)，4—蝸殼內(nèi)腔，5—內(nèi)腔接配面，6—導(dǎo)流環(huán)型線，7—進(jìn)口底部軸向延伸段，8—進(jìn)口頂部擴(kuò)壓段，I—排氣中心線，II—截面型線中心線，a—內(nèi)腔接配面定位尺寸，b—截面型線中心線軸向定位尺寸，c₁、c₂、c₃—截面型線中心線徑向定位尺寸，d接配面定位尺寸，A—?dú)饬鬟M(jìn)口，B—擴(kuò)壓段，C—渦旋線段，α—進(jìn)口頂部擴(kuò)壓段與軸線夾角。

具體實(shí)施方式

如圖1至圖5所示，為有效減小軸向進(jìn)氣徑向排氣蝸殼流動(dòng)損失，本發(fā)明提出了一種軸向進(jìn)氣徑向排氣鑄造蝸殼結(jié)構(gòu)，包括有蝸殼上半1、蝸殼下半2、導(dǎo)流環(huán)3。由蝸殼上半1和蝸殼下半2組合形成蝸殼內(nèi)腔4。該蝸殼內(nèi)腔4沿軸向截面型線是渦旋線或?qū)?shù)螺旋線，垂直軸線方向截面為兩側(cè)對(duì)稱的渦旋線或?qū)?shù)螺旋線；所述導(dǎo)流環(huán)3在蝸殼內(nèi)腔部分構(gòu)成蝸殼內(nèi)腔4沿軸向型線延伸段；所述蝸殼內(nèi)腔4的型線各徑向截面面積由計(jì)算求得比例，根據(jù)比例可求得各截面輪廓形狀。各截面渦旋線的中心設(shè)置在同一平面內(nèi)，即各輪廓中心線截面型線中心線II軸向定位尺寸b相等。同時(shí)，由于各截面的進(jìn)口底部軸向延伸段7半徑相等，作為蝸殼內(nèi)腔4型線的設(shè)計(jì)參數(shù)，由此確定出截面型線中心線徑向定位尺寸c₁、c₂、c₃。所述截面型線中心線II與排氣中心線I不在同一個(gè)平面內(nèi)。

為方便加工，導(dǎo)流環(huán)型線6可為整圈整體加工，各徑向截面形狀相等。

為方便安裝，且減小流動(dòng)損失，在內(nèi)腔接配面5位置，導(dǎo)流環(huán)型線6應(yīng)略低于蝸殼內(nèi)腔4，即導(dǎo)流環(huán)3的接配面定位尺寸d略小于氣缸上半1和氣缸下半2的接配面定位尺寸。所述導(dǎo)流環(huán)3內(nèi)側(cè)與進(jìn)口頂部擴(kuò)壓段8相連，進(jìn)口頂部擴(kuò)壓段與軸線夾角α為8°～12°，用于進(jìn)口部分?jǐn)U壓。

本發(fā)明的工作過(guò)程是：氣流由氣流進(jìn)口A進(jìn)入蝸殼，沿?cái)U(kuò)壓段B進(jìn)行擴(kuò)壓，經(jīng)渦旋線段C形成渦流，沿流道至出口排出。