專利名稱：具有帶正向鎖的可拆卸葉片的擴(kuò)散器的制作方法
具有帶正向鎖的可拆卸葉片的擴(kuò)散器
相關(guān)串請(qǐng)案的交叉參考
本申請(qǐng)案主張2010年7月19日申請(qǐng)的題為“具有帶正向鎖的可拆卸葉片的擴(kuò)散 器(Diffuser Having Detachable Vanes with Positive Lock)，，的第 12/839，320 號(hào)美國(guó) 非臨時(shí)專利申請(qǐng)案的優(yōu)先權(quán)，所述美國(guó)非臨時(shí)專利申請(qǐng)案以全文引用方式并入本文。
背景技術(shù)：
此章節(jié)旨在向讀者介紹可能與下文描述和/或主張的本發(fā)明的各個(gè)方面相關(guān)的 現(xiàn)有技術(shù)的各個(gè)方面。此論述據(jù)信有助于向讀者提供背景信息以促進(jìn)對(duì)本發(fā)明的各個(gè)方面 的更好理解。因此，應(yīng)了解，應(yīng)鑒于此而閱讀這些陳述，而非作為對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的認(rèn)可。
可采用離心壓縮機(jī)來提供用于各種應(yīng)用的加壓流體流。這些壓縮機(jī)通常包含葉 輪，所述葉輪由電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)或經(jīng)配置以提供旋轉(zhuǎn)輸出的另一驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)以旋轉(zhuǎn)。在葉 輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，在軸向方向上進(jìn)入的流體被加速且在圓周和徑向方向上排出。高速率流體隨后 進(jìn)入擴(kuò)散器，所述擴(kuò)散器將速位差轉(zhuǎn)換為壓位差(即，減小流速且增加流動(dòng)壓力)。以此方 式，離心壓縮機(jī)產(chǎn)生高壓流體輸出。然而，在現(xiàn)有擴(kuò)散器中在性能與效率之間存在折中。


當(dāng)參考附圖閱讀以下詳細(xì)描述時(shí)將更好地了解本發(fā)明的各種特征、方面和優(yōu)點(diǎn)， 在附圖中，相同字符在諸圖中表示相同部分，其中
圖1是采用具有可拆卸葉片的擴(kuò)散器的壓縮機(jī)系統(tǒng)的示范性實(shí)施例的透視圖2是圖1的壓縮機(jī)系統(tǒng)內(nèi)的第一壓縮機(jī)級(jí)的示范性實(shí)施例的橫截面圖3是說明圖1的壓縮機(jī)系統(tǒng)的某些組件的分解圖4是包含擴(kuò)散器葉片的離心壓縮機(jī)組件的透視圖，所述擴(kuò)散器葉片具有恒定厚 度區(qū)段且具有特定輪廓以匹配葉輪的流動(dòng)特性；
圖5是如圖4所示的離心壓縮機(jī)擴(kuò)散器的局部軸向視圖，描繪通過擴(kuò)散器的流體 流；
圖6是如圖4所示的離心壓縮機(jī)擴(kuò)散器的經(jīng)向視圖，描繪擴(kuò)散器葉片輪廓；
圖7是沿著圖6的線7-7截取的擴(kuò)散器葉片輪廓的俯視圖8是沿著圖6的線8-8截取的擴(kuò)散器葉片的橫截面；
圖9是沿著圖6的線9-9截取的擴(kuò)散器葉片的橫截面；
圖10是沿著圖6的線10-10截取的擴(kuò)散器葉片的橫截面；
圖11是如圖4所示的可采用擴(kuò)散器葉片的離心壓縮機(jī)的效率對(duì)流動(dòng)速率的曲線 圖12是擴(kuò)散器板和擴(kuò)散器葉片的局部分解透視圖，所述擴(kuò)散器葉片經(jīng)配置以經(jīng) 由扣件和定位銷而附接到擴(kuò)散器板；
圖13是圖12的擴(kuò)散器葉片的仰視圖14是圖12的擴(kuò)散器板的仰視圖15是附接到圖12的擴(kuò)散器板的擴(kuò)散器葉片的側(cè)視圖，說明處于適當(dāng)位置的扣 件和定位銷；
圖16是擴(kuò)散器板和經(jīng)配置以附接到擴(kuò)散器板的帶突出部的擴(kuò)散器葉片的局部分 解透視圖17是圖16的附接到擴(kuò)散器板的帶突出部的擴(kuò)散器葉片的側(cè)視圖，說明將擴(kuò)散 器葉片的突出部固持在擴(kuò)散器板的凹槽內(nèi)的適當(dāng)位置的扣件；
圖18是擴(kuò)散器板和具有凹入凹口的帶突出部的擴(kuò)散器葉片的局部分解透視圖19是圖18的插入擴(kuò)散器板的凹槽中的帶突出部的擴(kuò)散器葉片的俯視圖20是圖18和19的擴(kuò)散器板和帶突出部的擴(kuò)散器葉片的局部分解透視圖，說明 用于填充凹槽中在帶突出部的擴(kuò)散器葉片旁邊的開放空間的嵌件；以及
圖21是擴(kuò)散器板和可拆卸擴(kuò)散器葉片的實(shí)施例的俯視圖22是擴(kuò)散器板、可拆卸擴(kuò)散器葉片和環(huán)形阻擋結(jié)構(gòu)的實(shí)施例的俯視圖23是擴(kuò)散器板和可拆卸擴(kuò)散器葉片的實(shí)施例的俯視圖24是擴(kuò)散器板、可拆卸擴(kuò)散器葉片和環(huán)形阻擋結(jié)構(gòu)的實(shí)施例的俯視圖25是擴(kuò)散器板和可拆卸擴(kuò)散器葉片的實(shí)施例的俯視圖26是擴(kuò)散器板、可拆卸擴(kuò)散器葉片和多個(gè)環(huán)形阻擋結(jié)構(gòu)的實(shí)施例的俯視圖27是擴(kuò)散器板和可拆卸擴(kuò)散器葉片的實(shí)施例的俯視圖28是擴(kuò)散器板、可拆卸擴(kuò)散器葉片和環(huán)形阻擋結(jié)構(gòu)的實(shí)施例的俯視圖29是擴(kuò)散器板和可拆卸擴(kuò)散器葉片的實(shí)施例的俯視圖30是擴(kuò)散器板、可拆卸擴(kuò)散器葉片和環(huán)形阻擋結(jié)構(gòu)的實(shí)施例的俯視圖31是沿著圖21、23、25、27和29的線31_31截取的可拆卸擴(kuò)散器葉片和相應(yīng)葉 片插口的相應(yīng)二維(2D)凸起之間的界面的實(shí)施例的側(cè)視圖32是沿著圖21、23、25、27和29的線31_31截取的可拆卸擴(kuò)散器葉片和相應(yīng)葉 片插口的相應(yīng)二維(2D)凸起之間的界面的實(shí)施例的側(cè)視圖；說明平面阻擋結(jié)構(gòu)；
圖33是沿著圖21、23、25、27和29的線31_31截取的可拆卸擴(kuò)散器葉片和相應(yīng)葉 片插口的相應(yīng)二維(2D)凸起之間的界面的實(shí)施例的側(cè)視圖；說明平面阻擋結(jié)構(gòu)；
圖34是沿著圖21、23、25、27和29的線31_31截取的可拆卸擴(kuò)散器葉片和相應(yīng)葉 片插口的相應(yīng)二維(2D)凸起之間的界面的實(shí)施例的側(cè)視圖；說明平面阻擋結(jié)構(gòu)；
圖35是沿著圖21、23、25、27和29的線31-31截取的可拆卸擴(kuò)散器葉片和相應(yīng)葉 片插口的相應(yīng)二維(2D)凸起之間的界面的實(shí)施例的側(cè)視圖；說明平面阻擋結(jié)構(gòu)；
圖36是沿著圖21、23、25、27和29的線31_31截取的可拆卸擴(kuò)散器葉片和相應(yīng)葉 片插口的相應(yīng)二維(2D)凸起之間的界面的實(shí)施例的側(cè)視圖；說明平面阻擋結(jié)構(gòu)；
圖37是沿著圖21、23、25、27和29的線31_31截取的可拆卸擴(kuò)散器葉片和相應(yīng)葉 片插口的相應(yīng)二維(2D)凸起之間的界面的實(shí)施例的側(cè)視圖；說明平面阻擋結(jié)構(gòu)；
圖38是沿著圖21、23、25、27和29的線31_31截取的可拆卸擴(kuò)散器葉片和相應(yīng)葉 片插口的相應(yīng)二維(2D)凸起之間的界面的實(shí)施例的側(cè)視圖；說明平面阻擋結(jié)構(gòu)；
圖39是沿著圖21、23、25、27和29的線31_31截取的可拆卸擴(kuò)散器葉片和相應(yīng)葉 片插口的相應(yīng)二維(2D)凸起之間的界面的實(shí)施例的側(cè)視圖40是沿著圖21、23、25、27和29的線31-31截取的可拆卸擴(kuò)散器葉片和相應(yīng)葉片插口的相應(yīng)二維(2D)凸起之間的界面的實(shí)施例的側(cè)視圖41是沿著圖21、23、25、27和29的線31_31截取的可拆卸擴(kuò)散器葉片和相應(yīng)葉 片插口的相應(yīng)二維(2D)凸起之間的界面的實(shí)施例的側(cè)視圖42是沿著圖21、23、25、27和29的線31_31截取的可拆卸擴(kuò)散器葉片和相應(yīng)葉 片插口的相應(yīng)二維(2D)凸起之間的界面的實(shí)施例的側(cè)視圖43是擴(kuò)散器板和從擴(kuò)散器板展開的可拆卸擴(kuò)散器葉片的實(shí)施例的等距視圖； 以及
圖44是擴(kuò)散器板與由平面阻擋結(jié)構(gòu)緊固的可拆卸擴(kuò)散器葉片的實(shí)施例的局部等 距視圖。
具體實(shí)施方式
下文將描述本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)特定實(shí)施例。這些所描述的實(shí)施例僅示范本發(fā) 明。另外，為提供對(duì)這些示范性實(shí)施例的簡(jiǎn)明描述，說明書中可能不描述實(shí)際實(shí)施方案的所 有特征。應(yīng)了解，在任何此類實(shí)際實(shí)施方案的開發(fā)過程中，如任何工程或設(shè)計(jì)規(guī)劃中，必須 作出大量實(shí)施方案特定的決策以實(shí)現(xiàn)開發(fā)者的特定目標(biāo)，例如符合系統(tǒng)相關(guān)和商業(yè)相關(guān)的 約束，所述目標(biāo)可在實(shí)施方案間變化。此外，應(yīng)了解，此開發(fā)嘗試可能較復(fù)雜且耗時(shí)，但對(duì)于 受益于本發(fā)明的一般技術(shù)人員來說仍然將是設(shè)計(jì)、制作和制造的常規(guī)任務(wù)。
在某些配置中，擴(kuò)散器包含經(jīng)配置以增強(qiáng)擴(kuò)散器效率的一系列葉片。某些擴(kuò)散器 可包含三維機(jī)翼型葉片或二維葉柵型葉片。機(jī)翼型葉片提供較大的最大效率，但在涌流和 扼流狀況內(nèi)性能減小。相反，葉柵型葉片提供增強(qiáng)的涌流和扼流性能，但導(dǎo)致與機(jī)翼型葉片 相比減小的最大效率。
本發(fā)明的實(shí)施例可通過采用三維非機(jī)翼型擴(kuò)散器葉片來增加擴(kuò)散器效率且減少 涌流和扼流損失，所述擴(kuò)散器葉片經(jīng)特定配置以匹配來自葉輪的流量變化。在某些實(shí)施例 中，每一擴(kuò)散器葉片包含錐形前緣、錐形后緣以及在前緣與后緣之間延伸的恒定厚度區(qū)段。 所述恒定厚度區(qū)段的長(zhǎng)度可大于擴(kuò)散器葉片的弦長(zhǎng)度的大約50%。前緣的曲率半徑、后緣 的曲率半徑以及弦長(zhǎng)度可經(jīng)配置以沿著擴(kuò)散器葉片的跨度而變化。以此方式，擴(kuò)散器葉片 可經(jīng)特定調(diào)整以補(bǔ)償來自葉輪的軸向流量變化。在另外的配置中，擴(kuò)散器葉片的外傾角也 可經(jīng)配置以沿著所述跨度而變化。其它實(shí)施例可使得擴(kuò)散器葉片的前緣和/或后緣的圓周 位置能夠沿著葉片的跨度而變化。此調(diào)整可促進(jìn)非機(jī)翼型葉片配置，其經(jīng)調(diào)整以符合特定 葉輪的流動(dòng)性質(zhì)，進(jìn)而增加效率且減小涌流和扼流損失。
然而，本文描述的三維擴(kuò)散器葉片可能不是特別適合于使用常規(guī)五軸(例如，X、 y、z、旋轉(zhuǎn)和傾斜)加工技術(shù)來制造。特定來說，擴(kuò)散器葉片的復(fù)合三維輪廓可能難以使用 通常涉及二維輪廓的直通壓出的常規(guī)技術(shù)來加工。因此，如下文更詳細(xì)描述，擴(kuò)散器葉片可 被設(shè)計(jì)為可從擴(kuò)散器板拆卸，從而使得可拆卸擴(kuò)散器葉片能夠與擴(kuò)散器板分開加工。然而， 在其中可拆卸擴(kuò)散器葉片與擴(kuò)散器板分開制造的所揭示實(shí)施例中，可拆卸擴(kuò)散器葉片可在 加工之后附接到擴(kuò)散器板。
如下文描述，在某些實(shí)施例中，可拆卸擴(kuò)散器葉片可經(jīng)配置以附接到擴(kuò)散器板以 形成正向鎖(Positive Lock),從而使用沿著擴(kuò)散器葉片的基底部分的二維(2D)凸起和沿 著擴(kuò)散器板的平面的葉片插口中的2D凸起來阻擋葉片的軸向移動(dòng)。在其它實(shí)施例中，可拆卸葉片的2D凸起可具有突出部以配合到擴(kuò)散器板的2D凸起的一對(duì)突出部之間的凹座中， 或反之亦然。在又其它實(shí)施例中，這些2D凸起實(shí)施例可包含錐形配合表面、輪廓配合表面 或階梯狀配合表面。在一些實(shí)施例中，葉片插口可至少部分地沿著擴(kuò)散器板的外邊緣延伸 且向外周邊開放、至少部分地沿著擴(kuò)散器板的內(nèi)邊緣延伸且向內(nèi)周邊開放、在擴(kuò)散器板的 內(nèi)周邊與外周邊之間(例如，不向內(nèi)周邊和外周邊開放的封閉區(qū))延伸，或其組合。在某 些實(shí)施例中，阻擋結(jié)構(gòu)可沿著擴(kuò)散器板的面或沿著擴(kuò)散器板的至少一個(gè)圓周安置以阻擋2D 凸起的軸向移動(dòng)或可拆卸葉片的徑向移動(dòng)。
圖1是采用具有可拆卸葉片的擴(kuò)散器的壓縮機(jī)系統(tǒng)10的示范性實(shí)施例的透視圖。 壓縮機(jī)系統(tǒng)10通常經(jīng)配置以在各種應(yīng)用中壓縮氣體。舉例來說，壓縮機(jī)系統(tǒng)10可用于涉及 汽車工業(yè)、電子器件工業(yè)、航空工業(yè)、油氣工業(yè)、發(fā)電工業(yè)、石化工業(yè)和類似工業(yè)的應(yīng)用中。 另外，壓縮機(jī)系統(tǒng)10可用以壓縮可能含有某些腐蝕性元素的填埋氣體。舉例來說，填埋氣 體可能含有碳酸、硫酸、二氧化碳等等。
大體上，壓縮機(jī)系統(tǒng)10包含一個(gè)或多個(gè)離心氣體壓縮機(jī)，其經(jīng)配置以增加進(jìn)入 氣體的壓力(例如，壓縮)。更具體來說，所描繪的實(shí)施例包含由得克薩斯州的Cameron ofHouston制造的Turbo-Air 9000。然而,其它離心壓縮機(jī)系統(tǒng)可采用旋轉(zhuǎn)機(jī)器,例如具有 可拆卸葉片的擴(kuò)散器。在一些實(shí)施例中，壓縮機(jī)系統(tǒng)10包含大約150到大約30，000加馬 力(hp)的額定功率、大約80到1，000加磅/平方英寸(psig)的排放壓力，以及大約600 到150，000加立方英尺/分鐘(cfm)的輸出容量。雖然所說明的實(shí)施例僅包含許多壓縮機(jī) 布置中的可采用具有可拆卸葉片的擴(kuò)散器的一個(gè)布置，但壓縮機(jī)系統(tǒng)10的其它實(shí)施例可 包含各種壓縮機(jī)布置和操作參數(shù)。舉例來說，壓縮機(jī)系統(tǒng)10可包含不同類型的壓縮機(jī)、適 用于具有較低輸出容量和/或較低壓力差的應(yīng)用的較低額定馬力，適用于具有較高輸出容 量和/或較高壓力差的應(yīng)用的較高額定馬力，等等。
在所說明的實(shí)施例中，壓縮機(jī)系統(tǒng)10包含控制面板12、驅(qū)動(dòng)單元14、壓縮機(jī)單元 16、中間冷卻器18、潤(rùn)滑系統(tǒng)20以及共同基底22。共同基底22大體上使壓縮機(jī)系統(tǒng)10的 組裝和安裝簡(jiǎn)化。舉例來說，控制面板12、驅(qū)動(dòng)單元14、壓縮機(jī)單元16、中間冷卻器18以及 潤(rùn)滑系統(tǒng)20耦合到共同基底22。這實(shí)現(xiàn)了壓縮機(jī)系統(tǒng)10作為預(yù)組裝和/或在現(xiàn)場(chǎng)組裝的 模塊化組件的安裝和組裝。
控制面板12包含經(jīng)配置以監(jiān)視和調(diào)節(jié)壓縮機(jī)系統(tǒng)10的操作的各種裝置和控制 件。舉例來說，在一個(gè)實(shí)施例中，控制面板12包含用以控制系統(tǒng)功率的開關(guān)，和/或指示壓 縮機(jī)系統(tǒng)10的操作參數(shù)的許多裝置(例如，液晶顯示器和/或發(fā)光二極管)。在其它實(shí)施 例中，控制面板12包含高級(jí)功能性，例如可編程邏輯控制器(PLC)或類似物。
驅(qū)動(dòng)單元14大體上包含經(jīng)配置以對(duì)壓縮機(jī)系統(tǒng)10提供原動(dòng)力的裝置。驅(qū)動(dòng)單元 14用以提供能量，通常呈旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元軸的形式，用以壓縮進(jìn)入氣體。大體上，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單 元軸稱合到壓縮機(jī)單元16的內(nèi)部工件,且驅(qū)動(dòng)單元軸的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為葉輪的旋轉(zhuǎn),從而壓縮 進(jìn)入氣體。在所說明的實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)單元14包含電動(dòng)機(jī)，所述電動(dòng)機(jī)經(jīng)配置以對(duì)驅(qū)動(dòng)單 元軸提供旋轉(zhuǎn)力矩。在其它實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)單元14可包含其它原動(dòng)裝置，例如壓燃式(例 如，柴油)引擎、火花點(diǎn)燃式(例如，內(nèi)部氣體燃燒)引擎、燃?xì)廨啓C(jī)或類似裝置。
壓縮機(jī)單元16通常包含耦合到驅(qū)動(dòng)單元軸的變速箱24。變速箱24通常包含用以 將來自驅(qū)動(dòng)單元14的原動(dòng)力(例如，驅(qū)動(dòng)單元軸的旋轉(zhuǎn))分配到壓縮機(jī)級(jí)的葉輪的各種機(jī)構(gòu)。舉例來說，在系統(tǒng)10的操作中，驅(qū)動(dòng)單元軸的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由內(nèi)部傳動(dòng)裝置遞送到第一壓縮 機(jī)級(jí)26、第二壓縮機(jī)級(jí)28和第三壓縮機(jī)級(jí)30的各種葉輪。在所說明的實(shí)施例中，變速箱 24的內(nèi)部傳動(dòng)裝置通常包含耦合到驅(qū)動(dòng)軸的大齒輪，其將旋轉(zhuǎn)力矩遞送到葉輪。
將了解，此系統(tǒng)(例如，其中驅(qū)動(dòng)單元14間接耦合到將旋轉(zhuǎn)力矩遞送到葉輪的驅(qū) 動(dòng)軸)一般稱為間接驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。在某些實(shí)施例中，間接驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可包含一個(gè)或多個(gè)齒輪(例 如，變速箱24)、離合器、變速器、皮帶驅(qū)動(dòng)器(例如，皮帶和滑輪)或任何其它間接耦合技 術(shù)。然而，壓縮機(jī)系統(tǒng)10的另一實(shí)施例可包含直接驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。在采用直接驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)施 例中，變速箱24和驅(qū)動(dòng)單元14可基本上集成到壓縮機(jī)單元16中以對(duì)驅(qū)動(dòng)軸直接提供力 矩。舉例來說，在直接驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，原動(dòng)裝置(例如，電動(dòng)機(jī))圍繞驅(qū)動(dòng)軸，進(jìn)而直接(例如， 無中間傳動(dòng)裝置)對(duì)驅(qū)動(dòng)軸賦予力矩。因此，在采用直接驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)施例中，可采用多個(gè) 電動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)單元16的每一級(jí)中的一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)軸和葉輪。
變速箱24包含使系統(tǒng)10的可靠性增加且維護(hù)得以簡(jiǎn)化的特征。舉例來說，變速 箱24可包含用于增強(qiáng)性能的一體式鑄造多級(jí)設(shè)計(jì)。換句話說，變速箱24可包括將所有三 個(gè)卷軸包含在內(nèi)的單次鑄造，這有助于減少通常與系統(tǒng)10相關(guān)聯(lián)的組裝和維護(hù)問題。在某 些實(shí)施例中，卷軸的數(shù)目可為1、2、3、4、5或更多。此外，變速箱24可包含水平裂口蓋，便于 移除和檢查安置在變速箱24內(nèi)部的組件。
如上文簡(jiǎn)明地論述，壓縮機(jī)單元16大體上包含一個(gè)或多個(gè)級(jí)，以連續(xù)地壓縮進(jìn)入 氣體。舉例來說，在所說明的實(shí)施例中，壓縮機(jī)單元16包含三個(gè)壓縮級(jí)(例如，三級(jí)壓縮 機(jī))，包含第一級(jí)壓縮機(jī)26、第二級(jí)壓縮機(jī)28以及第三級(jí)壓縮機(jī)30。壓縮機(jī)級(jí)26、28和30 中的每一者包含一個(gè)離心卷軸，所述離心卷軸包含容納氣體葉輪和相關(guān)聯(lián)的具有可拆卸葉 片的擴(kuò)散器的外殼。在操作中，進(jìn)入氣體循序地傳遞到每一壓縮機(jī)級(jí)26、28和30中，之后 開始在升高的壓力下排放。
系統(tǒng)10的操作包含經(jīng)由壓縮機(jī)入口 32且在箭頭34的方向上將氣體吸入第一級(jí) 壓縮機(jī)26。如所說明，壓縮機(jī)單元16還包含導(dǎo)向葉片36。導(dǎo)向葉片36包含葉片和其它機(jī) 構(gòu)，用以在氣體流進(jìn)入第一壓縮機(jī)級(jí)26時(shí)引導(dǎo)氣體流。舉例來說，導(dǎo)向葉片36可使進(jìn)入的 空氣流在與第一壓縮機(jī)級(jí)26的葉輪相同的方向上做漩渦運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而幫助減少用以壓縮進(jìn) 入氣體的在葉輪處的工作輸入。
在經(jīng)由壓縮機(jī)入口 32將氣體吸入系統(tǒng)10中之后，第一級(jí)壓縮機(jī)26進(jìn)行壓縮且經(jīng) 由第一管道38排放經(jīng)壓縮氣體。第一管道38將經(jīng)壓縮氣體引到中間冷卻器18的第一級(jí) 40中。從第一壓縮機(jī)級(jí)26排出的經(jīng)壓縮氣體被引導(dǎo)通過第一級(jí)中間冷卻器40且經(jīng)由第二 管道42從中間冷卻器18排放。
大體上，中間冷卻器18的每一級(jí)都包含用以冷卻經(jīng)壓縮氣體的熱交換系統(tǒng)。在一 個(gè)實(shí)施例中，中間冷卻器18包含管中水設(shè)計(jì)，其在經(jīng)壓縮氣體經(jīng)過中間冷卻器18內(nèi)部的熱 交換元件時(shí)有效地從經(jīng)壓縮氣體移除熱。在每一壓縮機(jī)級(jí)之后提供中間冷卻器級(jí)以降低氣 體溫度且改善每一后續(xù)壓縮級(jí)的效率。舉例來說，在所說明的實(shí)施例中，第二管道42將經(jīng) 壓縮氣體引到第二壓縮機(jī)級(jí)28和中間冷卻器18的第二級(jí)44中，之后將氣體引到第三壓縮 機(jī)級(jí)30。
在第三級(jí)30壓縮氣體之后，經(jīng)壓縮氣體經(jīng)由壓縮機(jī)排放口 46排放。在所說明的 實(shí)施例中，經(jīng)壓縮氣體從第三級(jí)壓縮機(jī)30引到排放口 46，而無中間冷卻步驟(例如，經(jīng)過第三中間冷卻器級(jí))。然而，壓縮機(jī)系統(tǒng)10的其它實(shí)施例可包含第三中間冷卻器級(jí)或類似裝置，其經(jīng)配置以在經(jīng)壓縮氣體退出第三壓縮機(jī)級(jí)30時(shí)冷卻經(jīng)壓縮氣體。此外，額外管道可耦合到排放口 46以有效地導(dǎo)引經(jīng)壓縮氣體以用于所需應(yīng)用(例如，干燥應(yīng)用)。
圖2是圖1的壓縮機(jī)系統(tǒng)10內(nèi)的第一壓縮機(jī)級(jí)26的示范性實(shí)施例的橫截面圖。 然而，第一壓縮機(jī)級(jí)26的組件僅說明壓縮機(jī)級(jí)26、28和30中的任一者，且可能事實(shí)上指示單級(jí)壓縮機(jī)系統(tǒng)10中的組件。如圖2中說明，第一壓縮機(jī)級(jí)26可包含葉輪48、密封組合件 50、軸承組合件52、軸承組合件52內(nèi)的兩個(gè)軸承54，以及小齒輪軸56，還有其它裝置。大體上，密封組合件50和軸承組合件52駐留在變速箱24內(nèi)。兩個(gè)軸承54為小齒輪軸56提供支撐，小齒輪軸56驅(qū)動(dòng)葉輪48的旋轉(zhuǎn)。
在某些實(shí)施例中，由圖1的驅(qū)動(dòng)單元14驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)軸58可用以使大齒輪60圍繞中心軸線62旋轉(zhuǎn)。大齒輪60可經(jīng)由小齒輪嚙合件64與第一壓縮機(jī)級(jí)26的小齒輪軸56 嚙合。事實(shí)上，大齒輪60也可經(jīng)由小齒輪嚙合件64與同第二和第三壓縮機(jī)級(jí)28、30相關(guān)聯(lián)的另一小齒輪軸嚙合。大齒輪60圍繞中心軸線62的旋轉(zhuǎn)可致使小齒輪軸56圍繞第一級(jí)軸線66旋轉(zhuǎn)，從而致使葉輪48圍繞第一級(jí)軸線66旋轉(zhuǎn)。如上文論述，氣體可進(jìn)入壓縮機(jī)入口 32，如箭頭34說明。葉輪48的旋轉(zhuǎn)致使氣體被壓縮且在徑向引導(dǎo)，如箭頭68說明。 在經(jīng)壓縮氣體經(jīng)由卷軸70退出時(shí)，經(jīng)壓縮氣體被弓I導(dǎo)經(jīng)過擴(kuò)散器72，擴(kuò)散器72將來自葉輪 48的高速流體流轉(zhuǎn)換成高壓流(例如，將動(dòng)力位差轉(zhuǎn)換為壓位差)。
圖3是說明圖1的壓縮機(jī)系統(tǒng)10的某些組件的分解圖。特定來說，圖3說明從壓縮機(jī)入口 32移除的第一壓縮機(jī)級(jí)26的入口組合件74以及具有圍繞葉輪48徑向定位的可拆卸葉片76的擴(kuò)散器72，如所說明，擴(kuò)散器48附接到小齒輪軸56。另外，還說明軸承組合件52的軸承54。如上描述，在小齒輪軸56致使葉輪48旋轉(zhuǎn)時(shí)，經(jīng)過入口組合件74進(jìn)入的氣體將由葉輪48壓縮且經(jīng)由第一壓縮機(jī)級(jí)26的第一管道38排放。在經(jīng)由第一管道38排放之前，經(jīng)壓縮氣體被引導(dǎo)經(jīng)過擴(kuò)散器72。
圖4是經(jīng)配置以輸出加壓流體流的離心壓縮機(jī)系統(tǒng)10組件的透視圖。具體來說， 離心壓縮機(jī)系統(tǒng)10包含具有多個(gè)翼片78的葉輪48。在葉輪48被外部源(例如，電動(dòng)機(jī)、 內(nèi)燃機(jī)等)驅(qū)動(dòng)以旋轉(zhuǎn)時(shí)，進(jìn)入翼片78的可壓縮流體朝向圍繞葉輪48安置的擴(kuò)散器72加速。在某些實(shí)施例中，護(hù)罩(未圖示)定位為直接鄰近于擴(kuò)散器72，且用以將來自葉輪48 的流體流引導(dǎo)到擴(kuò)散器72。擴(kuò)散器72經(jīng)配置以將來自葉輪48的高速流體流轉(zhuǎn)換為高壓流 (例如，將動(dòng)力位差轉(zhuǎn)換為壓位差)。
在本實(shí)施例中，擴(kuò)散器72包含擴(kuò)散器葉片76，其以環(huán)形配置耦合到板80。板80 的形狀可大體上為橢圓形的，其可包含圓形或大體上圓形形狀。葉片76經(jīng)配置以增加擴(kuò)散器效率。如下文詳細(xì)論述，每一葉片76包含前緣區(qū)段、后緣區(qū)段以及在前緣區(qū)段與后緣區(qū)段之間延伸的恒定厚度區(qū)段，進(jìn)而形成非機(jī)翼型葉片76。葉片76的性質(zhì)經(jīng)配置以建立尤其匹配從葉輪48排出的流體流的三維布置。通過使三維非機(jī)翼型葉片76的輪廓符合葉輪退出流，擴(kuò)散器72的效率與二維葉柵擴(kuò)散器相比可增加。另外，涌流和扼流損失與三維機(jī)翼型擴(kuò)散器相比可減少。
圖5是擴(kuò)散器72的局部軸向視圖，展示從葉輪48排出的流體流。如所說明，每一葉片76包含前緣82和后緣84。如下文詳細(xì)論述，來自葉輪48的流體流從前緣82流到后緣84，進(jìn)而將動(dòng)壓力(S卩，流速)轉(zhuǎn)換為靜壓力(即，加壓流體)。在本實(shí)施例中，每一葉片76的前緣82被定向?yàn)橄鄬?duì)于板80的圓周軸線88成角度86。圓周軸線88沿環(huán)形板80的 彎曲而行。因此，O度角86將導(dǎo)致前緣82大體上與板80的彎曲相切而定向。在某些實(shí)施 例中，角度86可大約在O至Ij 60度、5到55度、10到50度、15到45度、15到40度、15至Ij 35 度或約10到30度之間。在本實(shí)施例中，每一葉片76的角度86可在大約17到24度之間 變化。然而，替代配置可采用相對(duì)于圓周軸線88具有不同定向的葉片76。
如所說明，流體流90在圓周方向88和徑向方向92上退出葉輪48。具體來說，流 體流90被定向?yàn)橄鄬?duì)于圓周軸線88成角度94。如將了解，角度94可基于葉輪配置、葉輪 旋轉(zhuǎn)速度和/或通過離心壓縮機(jī)系統(tǒng)10的流動(dòng)速率以及其它因素而變化。在本配置中，葉 片76的角度86經(jīng)特定配置以匹配來自葉輪48的流體流90的方向。如將了解，前緣角度 86與流體流角度94之間的差可被界定為入射角。本實(shí)施例的葉片76經(jīng)配置以大體上減少 入射角，進(jìn)而增加離心壓縮機(jī)系統(tǒng)10的效率。
如先前論述，葉片76以大體上環(huán)形布置圍繞板80安置。葉片76之間沿著圓周方 向88的間距96可經(jīng)配置以提供速率位差到壓位差的有效轉(zhuǎn)換。在本配置中，葉片76之間 的間距96大體上相等。然而，替代實(shí)施例可采用不均勻的翼片間距。
每一葉片76包含壓力表面98和吸力表面100。如將了解，在流體從前緣82流到 后緣84時(shí)，在鄰近于壓力表面98處引起高壓力區(qū)，且在鄰近于吸力表面100處引起較低壓 力區(qū)。這些壓力區(qū)影響來自葉輪48的流場(chǎng)，從而與無葉片的擴(kuò)散器相比增加了流動(dòng)穩(wěn)定性 和效率。在本實(shí)施例中，每一三維非機(jī)翼型葉片76經(jīng)特定配置以匹配葉輪48的流動(dòng)性質(zhì)， 從而在涌流和扼流狀況內(nèi)使效率增加且損失減小。
圖6是離心壓縮機(jī)擴(kuò)散器72的經(jīng)向視圖，展示擴(kuò)散器葉片輪廓。每一葉片76沿 著軸向方向102在板80與護(hù)罩(未圖示)之間延伸，從而形成跨度104。具體來說，跨度 104由護(hù)罩側(cè)上的葉片尖端106和板側(cè)上的葉片根部108界定。如下文詳細(xì)論述，弦長(zhǎng)度經(jīng) 配置以沿著葉片76的跨度104變化。弦長(zhǎng)度是在沿著葉片76的特定軸向位置處在前緣82 與后緣84之間的距離。舉例來說，葉片尖端106的弦長(zhǎng)度110可與葉片根部108的弦長(zhǎng)度 112不同。葉片76的一個(gè)軸向位置(即，沿著軸向方向102的位置)的弦長(zhǎng)度可基于所述 特定軸向位置處的流體流特性來選擇。舉例來說，計(jì)算機(jī)建模可確定來自葉輪48的流體速 率在軸向方向102上變化。因此，每一軸向位置的弦長(zhǎng)度可經(jīng)特定選擇以對(duì)應(yīng)于入射流體 速率。以此方式，葉片76的效率與其中弦長(zhǎng)度沿著葉片76的跨度104保持大體上恒定的 配置相比可增加。
另外，前緣82和/或后緣84的圓周位置(即，沿著圓周方向88的位置)可經(jīng)配 置以沿著葉片76的跨度104而變化。如所說明，參考線114沿著軸向方向102從葉片尖端 106的前緣82延伸到板80。前緣82沿著跨度104的圓周位置從參考線114偏移了一段可 變距離116。換句話說，前緣82在圓周方向88上是可變的而不是恒定的。此配置建立了葉 輪48與葉片76的前緣82之間沿著跨度104的可變距離。舉例來說，基于來自葉輪48的 流體流的計(jì)算機(jī)模擬，可為沿著跨度104的每一軸向位置選擇特定距離116。以此方式，葉 片76的效率與采用恒定距離116的配置相比可增加。在本實(shí)施例中，距離116隨著距葉片 尖端106的距離增加而增加。替代實(shí)施例可采用其它前緣輪廓，包含其中前緣82是沿著朝 向葉輪48的方向延伸經(jīng)過參考線114的布置。
類似地，后緣84的圓周位置可經(jīng)配置以沿著葉片76的跨度104而變化。如所說明，參考線118沿著軸向方向102從葉片根部108的后緣84延伸遠(yuǎn)離板80。后緣84沿著 跨度104的圓周位置從參考線118偏移一段可變距離120。換句話說，后緣84在圓周方向 88上是可變的而不是恒定的。此配置建立了葉輪48與葉片76的后緣84之間沿著跨度104 的可變距離。舉例來說，基于對(duì)來自葉輪48的流體流的計(jì)算機(jī)模擬，可為沿著跨度104的 每一軸向位置選擇特定距離120。以此方式，葉片76的效率與采用恒定距離120的配置相 比可增加。在本實(shí)施例中，距離120隨著距葉片根部108的距離增加而增加。替代實(shí)施例 可采用其它后緣輪廓，包含其中后緣84是沿著遠(yuǎn)離葉輪48的方向延伸經(jīng)過參考線118的 布置。在另外實(shí)施例中，前緣82的徑向位置和/或后緣84的徑向位置可沿著擴(kuò)散器葉片 76的跨度104而變化。
圖7是沿著圖6的線7-7截取的擴(kuò)散器葉片輪廓的俯視圖。如所說明，葉片76包 含錐形前緣區(qū)段122、恒定厚度區(qū)段124以及錐形后緣區(qū)段126。恒定厚度區(qū)段124的厚度 128在前緣區(qū)段122與后緣區(qū)段126之間大體上恒定。由于恒定厚度區(qū)段124，葉片76的 輪廓與傳統(tǒng)的機(jī)翼不符合。換句話說，葉片76可不被視為機(jī)翼型擴(kuò)散器葉片。然而，類似 于機(jī)翼型擴(kuò)散器葉片，葉片76的參數(shù)可經(jīng)特定配置以符合來自特定葉輪48的三維流體流， 進(jìn)而有效地將流體速率轉(zhuǎn)換為流體壓力。
舉例來說，如先前論述，葉片76的一個(gè)軸向位置(即，沿著軸向方向102的位置) 的弦長(zhǎng)度可基于所述軸向位置處的流動(dòng)性質(zhì)來選擇。如所說明，可基于葉片76的尖端106 處的來自葉輪48的流來配置葉片尖端106的弦長(zhǎng)度110。類似地，錐形前緣區(qū)段122的長(zhǎng) 度130可基于對(duì)應(yīng)軸向位置處的流動(dòng)性質(zhì)來選擇。如所說明，錐形前緣區(qū)段122在恒定厚 度區(qū)段124與前緣82之間建立一個(gè)收斂的幾何形狀。如將了解，對(duì)于錐形前緣區(qū)段122的 基底132的給定厚度128，長(zhǎng)度130可界定前緣82與恒定厚度區(qū)段124之間的斜率。舉例 來說，較長(zhǎng)的前緣區(qū)段122可提供從前緣82到恒定厚度區(qū)段124的較逐漸的轉(zhuǎn)變，而較短 區(qū)段122可提供較突然的轉(zhuǎn)變。
另外，恒定厚度區(qū)段124的長(zhǎng)度134和錐形后緣區(qū)段126的長(zhǎng)度136可基于特定 軸向位置處的流動(dòng)性質(zhì)來選擇。類似于前緣區(qū)段122，后緣區(qū)段126的長(zhǎng)度136可界定后 緣84與基底138之間的斜率。換句話說，調(diào)整后緣區(qū)段126的長(zhǎng)度136可提供后緣84周 圍的所需流動(dòng)性質(zhì)。如所說明，錐形后緣區(qū)段126在恒定厚度區(qū)段124與后緣84之間建立 一個(gè)收斂幾何形狀。恒定厚度區(qū)段124的長(zhǎng)度134可得自選擇所需的弦長(zhǎng)度110、所需的前 緣區(qū)段長(zhǎng)度130和所需的后緣區(qū)段長(zhǎng)度136。具體來說，在已選擇了長(zhǎng)度130和136之后弦 長(zhǎng)度110的余數(shù)界定恒定厚度區(qū)段124的長(zhǎng)度134。在某些配置中，恒定厚度區(qū)段124的長(zhǎng) 度134可大于弦長(zhǎng)度110的大約50%、55%、60%、65%、70%、75%或更多。如下文詳細(xì)論 述，對(duì)于整個(gè)跨度104上的每一橫截面輪廓，恒定厚度區(qū)段124的長(zhǎng)度134與弦長(zhǎng)度110之 間的比率可大體上相等。
此外，前緣82和/或后緣84可在錐形前緣區(qū)段122和/或錐形后緣區(qū)段126的 尖端處包含彎曲輪廓。具體來說，前緣82的尖端可包含具有經(jīng)配置以引導(dǎo)前緣84周圍的 流體流的曲率半徑140的彎曲輪廓。如將了解，曲率半徑140可影響錐形前緣區(qū)段122的 斜率。舉例來說，對(duì)于給定長(zhǎng)度130，較大的曲率半徑140可在前緣82與基底132之間建立 較小的斜率，而較小的曲率半徑140可建立較大斜率。類似地，可基于后緣84處的所計(jì)算 的流動(dòng)性質(zhì)來選擇后緣84的尖端的曲率半徑142。在某些配置中，前緣82的曲率半徑140可大于后緣84的曲率半徑142。因此，錐形后緣區(qū)段126的長(zhǎng)度136可大于錐形前緣區(qū)段 122的長(zhǎng)度130。
可影響通過擴(kuò)散器72的流體流的另一葉片性質(zhì)是葉片76的曲度。如所說明，拱弧線144從前緣82延伸到后緣84，且界定葉片輪廓的中心(即，壓力表面98與吸力表面 100之間的中心線)。拱弧線144說明葉片76的彎曲輪廓。具體來說，前緣拱弧切線146從前緣82延伸且在前緣82處與拱弧線144相切。類似地，后緣拱弧切線148從后緣84延伸且在后緣84處與拱弧線144相切。外傾角150形成于切線146與切線148之間的相交處。 如所說明，葉片76的曲率越大，外傾角150越大。因此，外傾角150提供對(duì)葉片76的曲率或曲度的有效測(cè)量。外傾角150可基于來自葉輪48的流動(dòng)性質(zhì)來選擇以提供從動(dòng)力位差到壓位差的有效轉(zhuǎn)換。舉例來說，外傾角150可大于大約O度、5度、10度、15度、20度、25 度、30度或更多度。
外傾角150、前緣82的曲率半徑140、后緣84的曲率半徑142、錐形前緣區(qū)段122 的長(zhǎng)度130、恒定厚度區(qū)段124的長(zhǎng)度134、錐形后緣區(qū)段126的長(zhǎng)度136和/或弦長(zhǎng)度110 可沿著葉片76的跨度104而變化。具體來說，以上參數(shù)中的每一者可基于對(duì)應(yīng)軸向位置處的所計(jì)算的流動(dòng)性質(zhì)來針對(duì)每一軸向橫截面進(jìn)行特定選擇。以此方式，可構(gòu)造三維葉片 76 ( S卩，具有可變的橫截面幾何形狀的葉片76)，其與二維葉片(即，具有恒定橫截面幾何形狀的葉片)相比提供增加的效率。另外，如下文詳細(xì)論述，采用這些葉片76的擴(kuò)散器72可在整個(gè)寬范圍的操作流動(dòng)速率上維持效率。
圖8是沿著圖6的線8-8截取的擴(kuò)散器葉片76的橫截面。類似于先前論述的輪廓，本葉片區(qū)段包含錐形前緣區(qū)段122、恒定厚度區(qū)段124和錐形后緣區(qū)段126。然而，這些區(qū)段的配置已經(jīng)更改以符合對(duì)應(yīng)于本區(qū)段的軸向位置處的流動(dòng)性質(zhì)。舉例來說，本區(qū)段的弦長(zhǎng)度152可與葉片尖端106的弦長(zhǎng)度110不同。類似地，恒定厚度區(qū)段124的厚度154可與圖7的區(qū)段的厚度128不同。此外，錐形前緣區(qū)段122的長(zhǎng)度156、恒定厚度區(qū)段124的長(zhǎng)度158和/或錐形后 緣區(qū)段126的長(zhǎng)度160可基于當(dāng)前軸向位置處的流動(dòng)性質(zhì)而變化。 然而，恒定厚度區(qū)段124的長(zhǎng)度158與弦長(zhǎng)度152的比率可大體上等于長(zhǎng)度134與弦長(zhǎng)度 110的比率。換句話說，恒定厚度區(qū)段長(zhǎng)度與弦長(zhǎng)度比率可在葉片76的整個(gè)跨度104上保持大體上恒定。
類似地，前緣82的曲率半徑162、后緣84的曲率半徑164和/或外傾角166可在所說明的區(qū)段與圖7中所示的區(qū)段之間變化。舉例來說，前緣82的曲率半徑162可經(jīng)特定選擇以減少來自葉輪48的流體流與前緣82之間的入射角。如先前論述，來自葉輪48的流體流的角度可沿著軸向方向102變化。因?yàn)楸緦?shí)施例促進(jìn)了對(duì)每一軸向位置(即，沿著軸向方向102的位置)處的曲率半徑162的選擇，所以入射角沿著葉片76的跨度104可大體上減少，進(jìn)而與其中前緣82的曲率半徑162在整個(gè)跨度104上保持大體上恒定的配置相比增加葉片76的效率。另外，因?yàn)閬碜匀~輪48的流體流的速率可在軸向方向102上變化，所以調(diào)整曲率半徑162和164、弦長(zhǎng)度152、外傾角166或葉片76的每一軸向區(qū)段的其它參數(shù)可促進(jìn)整個(gè)擴(kuò)散器72的效率增加。
圖9是沿著圖6的線9-9截取的擴(kuò)散器葉片76的橫截面。類似于圖8的區(qū)段，本區(qū)段的輪廓經(jīng)配置以匹配對(duì)應(yīng)軸向位置處的流動(dòng)性質(zhì)。具體來說，本區(qū)段包含弦長(zhǎng)度168、 恒定厚度區(qū)段124的厚度170、前緣區(qū)段122的長(zhǎng)度172、恒定厚度區(qū)段124的長(zhǎng)度174以及后緣區(qū)段126的長(zhǎng)度176，上述各參數(shù)可與圖7和/或圖8所示的區(qū)段的對(duì)應(yīng)參數(shù)不同。 另外，前緣82的曲率半徑178、后緣84的曲率半徑180和外傾角182也可針對(duì)當(dāng)前軸向位 置處的流動(dòng)性質(zhì)(例如，速率、入射角等)來特定配置。
圖10是沿著圖6的線10-10截取的擴(kuò)散器葉片76的橫截面。類似于圖9的區(qū) 段，本區(qū)段的輪廓經(jīng)配置以匹配對(duì)應(yīng)軸向位置處的流動(dòng)性質(zhì)。具體來說，本區(qū)段包含弦長(zhǎng)度 112、恒定厚度區(qū)段124的厚度184、前緣區(qū)段122的長(zhǎng)度186、恒定厚度區(qū)段124的長(zhǎng)度188 以及后緣區(qū)段126的長(zhǎng)度190，上述各參數(shù)可與圖7、圖8和/或圖9所示的區(qū)段的對(duì)應(yīng)參 數(shù)不同。另外，前緣82的曲率半徑192、后緣84的曲率半徑194和外傾角196也可針對(duì)當(dāng) 前軸向位置處的流動(dòng)性質(zhì)(例如，速率、入射角等)來特定配置。
在某些實(shí)施例中，每一軸向區(qū)段的輪廓可基于軸向平板到徑向流動(dòng)配置的二維變 換來選擇。此技術(shù)可涉及執(zhí)行矩形坐標(biāo)系中直線平板輪廓到曲線坐標(biāo)系的徑向平面中的保 形變換，同時(shí)假定流是均勻的且在原始矩形坐標(biāo)系內(nèi)對(duì)準(zhǔn)。在經(jīng)變換的坐標(biāo)系中，流表示對(duì) 數(shù)螺旋形渦流。如果擴(kuò)散器葉片76的前緣82和后緣84位于同一對(duì)數(shù)螺旋曲線上，那么擴(kuò) 散器葉片76不執(zhí)行流的轉(zhuǎn)向?？赏ㄟ^選擇合適的外傾角來控制流的所需轉(zhuǎn)向。矩形坐標(biāo) 系中的流均勻性的初始假設(shè)可經(jīng)修改以涉及從葉輪48發(fā)出的實(shí)際不均勻的流場(chǎng)，進(jìn)而改 善計(jì)算的準(zhǔn)確性。使用此技術(shù)，可選擇前緣的曲率半徑、后緣的曲率半徑和/或外傾角以及 其它參數(shù)，進(jìn)而增加葉片76的效率。
圖11是可采用擴(kuò)散器葉片76的實(shí)施例的離心壓縮機(jī)系統(tǒng)10的效率對(duì)流動(dòng)速率 的曲線圖。如所說明，水平軸198表示通過離心壓縮機(jī)系統(tǒng)10的流動(dòng)速率，垂直軸200表 示效率(例如，等熵效率)，且曲線202表示離心壓縮機(jī)系統(tǒng)10隨著流動(dòng)速率而變的效率。 曲線202包含涌流區(qū)204、有效操作區(qū)206和扼流區(qū)208。如將了解，區(qū)206表示離心壓縮 機(jī)系統(tǒng)10的正常操作范圍。當(dāng)流動(dòng)速率減小到低于有效范圍時(shí)，離心壓縮機(jī)系統(tǒng)10進(jìn)入 涌流區(qū)204，在涌流區(qū)204中經(jīng)過擴(kuò)散器葉片76的不足流體流會(huì)在離心壓縮機(jī)系統(tǒng)10內(nèi)引 起的失速流，進(jìn)而減小壓縮機(jī)效率。相反，當(dāng)過量的流體流經(jīng)過擴(kuò)散器72時(shí)，擴(kuò)散器72扼 流，進(jìn)而限制可經(jīng)過葉片76的流體的量。
如將了解，為了有效操作而配置葉片76包含增加有效操作區(qū)206內(nèi)的效率以及減 小涌流區(qū)204和扼流區(qū)208內(nèi)的損失。如先前論述，三維機(jī)翼型葉片在有效操作區(qū)內(nèi)提供 高效率，但涌流和扼流區(qū)內(nèi)的性能減小。相反，二維葉柵型擴(kuò)散器使涌流和扼流區(qū)內(nèi)的損失 減小，但在有效操作區(qū)內(nèi)具有減少的效率。本實(shí)施例通過使每一葉片76的輪廓匹配葉輪48 的流動(dòng)性質(zhì)且包含恒定厚度區(qū)段124可使有效操作區(qū)206內(nèi)的效率增加且涌流區(qū)204和扼 流區(qū)208內(nèi)的損失減小。舉例來說，在某些實(shí)施例中，本葉片配置可提供與二維葉柵型擴(kuò)散 器大體上相等的涌流和扼流性能，同時(shí)將有效操作區(qū)內(nèi)的效率增加大約1. 5%。
擴(kuò)散器葉片76通常制造為單件式擴(kuò)散器。換句話說，擴(kuò)散器葉片76和板80全部 一體式磨制在一起。然而，使用如上描述的三維機(jī)翼型葉片76可能變?yōu)檩^難以使用常規(guī)五 軸(例如，x、y、z、旋轉(zhuǎn)和傾斜)加工技術(shù)來磨制。更具體來說，三維擴(kuò)散器葉片72的較復(fù) 雜輪廓與具有大體上均勻橫截面輪廓的二維擴(kuò)散器葉片相比相當(dāng)難加工。因此，加工二維 擴(kuò)散器葉片僅需要直通壓出，但這對(duì)于本文描述的三維擴(kuò)散器葉片76可能無法實(shí)現(xiàn)。
因此，三維擴(kuò)散器葉片76可與擴(kuò)散器板80分開加工，其中在擴(kuò)散器葉片76或多 個(gè)擴(kuò)散器葉片76的區(qū)段和擴(kuò)散器板80已個(gè)別加工之后個(gè)別擴(kuò)散器葉片76或多個(gè)擴(kuò)散器葉片76的區(qū)段(例如，一個(gè)區(qū)段上的兩個(gè)葉片76)才附接到擴(kuò)散器板80。使用可拆卸葉片 76不僅減少了加工三維形狀的擴(kuò)散器葉片76的問題，而且減少或消除了倒角的存在，倒角 是在兩個(gè)加工表面(例如，擴(kuò)散器葉片76和擴(kuò)散器轂80)會(huì)合處產(chǎn)生的凹角。減少或消除 倒角的存在出于空氣動(dòng)力學(xué)原因可為有利的。
然而，擴(kuò)散器葉片76和擴(kuò)散器板80彼此分開加工導(dǎo)致擴(kuò)散器葉片76分開地附接 到擴(kuò)散器板80。可拆卸擴(kuò)散器葉片76可使用任何數(shù)目的合適扣緊技術(shù)來附接到擴(kuò)散器板 80。舉例來說，圖12是擴(kuò)散器板80和擴(kuò)散器葉片76的局部分解透視圖，擴(kuò)散器葉片76經(jīng) 配置以經(jīng)由扣件210和定位銷212附接到擴(kuò)散器板80。如所說明，在某些實(shí)施例中，對(duì)于 每一擴(kuò)散器葉片76，擴(kuò)散器板80可具有一個(gè)或多個(gè)扣件孔214，其一直延伸穿過擴(kuò)散器板 80?？奂?10 (例如，螺釘、螺栓等等)可從擴(kuò)散器板80的底部側(cè)216插入穿過相應(yīng)的扣件 孔214到達(dá)擴(kuò)散器板80的頂部側(cè)218，從而將擴(kuò)散器葉片76附接到擴(kuò)散器板80。因此，在 某些實(shí)施例中，扣件210可能未經(jīng)配置以與扣件孔214內(nèi)的螺紋配合。事實(shí)上，扣件210上 的螺紋220的外徑可大體上小于扣件孔214的內(nèi)徑，從而允許扣件210穿過相應(yīng)的扣件孔 214。然而，扣件210的螺紋220經(jīng)配置以與延伸到擴(kuò)散器葉片76的底部側(cè)224中的相應(yīng) 扣件孔214的內(nèi)部螺紋配合。
圖13是圖12的擴(kuò)散器葉片76的仰視圖。如所說明，扣件孔222延伸到擴(kuò)散器葉 片76的底部側(cè)224中。同樣如所說明，一個(gè)或多個(gè)對(duì)準(zhǔn)孔226可延伸到擴(kuò)散器葉片76的 底部側(cè)224中。在所說明的實(shí)施例中，對(duì)準(zhǔn)孔226位于扣件孔222的分組的相反側(cè)(例如， 朝向擴(kuò)散器葉片76的前緣82和朝向后緣84)上。然而，在其它實(shí)施例中，對(duì)準(zhǔn)孔226可改 為位于扣件孔222之間。實(shí)際上，扣件孔222和對(duì)準(zhǔn)孔226可相對(duì)于彼此以任何模式來定 位。
現(xiàn)在返回到圖12，對(duì)準(zhǔn)孔226可經(jīng)配置以與定位銷212配合。另外，定位銷212也 可經(jīng)配置以與擴(kuò)散器板80的頂部側(cè)218中的對(duì)準(zhǔn)孔228配合。然而，不同于扣件孔214，對(duì) 準(zhǔn)孔228未一直延伸穿過擴(kuò)散器板80。事實(shí)上，對(duì)準(zhǔn)孔228僅部分地延伸到擴(kuò)散器板80的 頂部側(cè)218中。因此，定位銷212可用以使擴(kuò)散器葉片76相對(duì)于擴(kuò)散器板80對(duì)準(zhǔn)。更具 體來說，在某些實(shí)施例中，定位銷212或?qū)?zhǔn)孔226、228都將不會(huì)含有用于將擴(kuò)散器葉片76 直接附接到擴(kuò)散器板80的螺紋。事實(shí)上，定位銷212用以確保擴(kuò)散器葉片76相對(duì)于擴(kuò)散 器板80保持在適當(dāng)位置。在某些實(shí)施例中，定位銷212可為光滑的圓柱形軸。然而，在其 它實(shí)施例中，不同的幾何形狀可用于定位銷212。另外，定位銷212 (以及本文描述的各種扣 件)的形狀可能并非全都彼此相同。舉例來說，在某些實(shí)施例中，可朝向擴(kuò)散器葉片76的 前緣82使用較大的定位銷212，而可朝向擴(kuò)散器葉片76的后緣84使用較小的定位銷212， 或反之亦然，以確保擴(kuò)散器葉片76的適當(dāng)定向。
大體上，擴(kuò)散器板80中的扣件孔214和對(duì)準(zhǔn)孔228與擴(kuò)散器葉片76中的扣件孔 222和對(duì)準(zhǔn)孔226對(duì)準(zhǔn)，從而促進(jìn)扣件210和定位銷212的插入。圖14是圖12的擴(kuò)散器 板80的仰視圖。如所說明，對(duì)于每一擴(kuò)散器葉片76，擴(kuò)散器板80可具有一個(gè)或多個(gè)扣件孔 214,其一直延伸穿過擴(kuò)散器板80。另外,在某些實(shí)施例中，每一扣件孔214可與一個(gè)埋頭扣 件凹座230相關(guān)聯(lián)，所述凹座接納圖12中說明的扣件210的相應(yīng)頭端232。因此，頭端232 可埋入凹座230中，與表面216齊平或低于表面216。
延伸穿過擴(kuò)散器板80和擴(kuò)散器葉片76的扣件孔214、222的扣件210確保了擴(kuò)散器葉片76保持直接附接到擴(kuò)散器板80，而延伸穿過擴(kuò)散器板80和擴(kuò)散器葉片76的對(duì)準(zhǔn) 孔228、226的定位銷212輔助了擴(kuò)散器葉片76相對(duì)于擴(kuò)散器板80的對(duì)準(zhǔn)。舉例來說，圖 15是圖12的附接到擴(kuò)散器板80的擴(kuò)散器葉片76的側(cè)視圖，說明處于適當(dāng)位置的扣件210 和定位銷212。應(yīng)注意，雖然圖12到15中說明為包含三個(gè)扣件210和兩個(gè)定位銷212，但 對(duì)于每一擴(kuò)散器葉片76可使用任何合適數(shù)目的扣件210和定位銷212。舉例來說，在某些 實(shí)施例中，每擴(kuò)散器葉片76可最少使用一個(gè)扣件210和一個(gè)定位銷212，其中所述一個(gè)扣 件210將相應(yīng)擴(kuò)散器葉片76附接到擴(kuò)散器板80，且所述一個(gè)定位銷212輔助相應(yīng)擴(kuò)散器葉 片76相對(duì)于擴(kuò)散器板80的對(duì)準(zhǔn)。然而，在其它實(shí)施例中，可使用多個(gè)扣件210和多個(gè)定位 銷212，如圖12到15中說明。舉例來說，在某些實(shí)施例中，可使用1、2、3、4、5或更多個(gè)扣 件210和1、2、3、4、5或更多個(gè)定位銷212。另外，在某些實(shí)施例中，可不使用與擴(kuò)散器葉片 76分開的定位銷212。事實(shí)上，定位銷212可集成到擴(kuò)散器葉片76的主體中。換句話說， 擴(kuò)散器葉片76可包含從擴(kuò)散器葉片76的底部側(cè)224延伸的定位銷212。另外，在其它實(shí)施 例中，定位銷212可直接與擴(kuò)散器板80集成(例如，從擴(kuò)散器板80加工而成)。此外，擴(kuò) 散器板80與擴(kuò)散器葉片76之間的表面可為平坦或不平坦的。換句話說，在某些實(shí)施例中， 擴(kuò)散器板80與擴(kuò)散器葉片76之間的表面可包含楔配合區(qū)段以促進(jìn)連接(例如，陽(yáng)/陰、V 形、u形等等)。
實(shí)際上，圖12到15中說明的實(shí)施例并非可使用的唯一附接類型。舉例來說，圖16 是擴(kuò)散器板80和經(jīng)配置以附接到擴(kuò)散器板80的帶突出部的擴(kuò)散器葉片76的局部分解透 視圖。更具體來說，擴(kuò)散器葉片76包含突出部234，其經(jīng)配置以與擴(kuò)散器板80的頂部側(cè)218 中的凹槽236配合。突出部234也可稱為凸緣或唇緣。在所說明的實(shí)施例中，突出部234和 凹槽236都是橢圓形的。然而，在其它實(shí)施例中，突出部234和凹槽236可包含其它形狀， 例如矩形、圓形、三角形等等。與上文相對(duì)于圖12到15描述的實(shí)施例相反，突出部234和 凹槽236的形狀使擴(kuò)散器葉片76相對(duì)于擴(kuò)散器板80對(duì)準(zhǔn)，進(jìn)而減少對(duì)多個(gè)扣件和/或定 位銷的任何需要。換句話說，突出部234和凹槽236提供沿著表面218的橫向?qū)?zhǔn)和保持。 雖然圖16中說明為對(duì)稱的，但在其它實(shí)施例中，突出部234和凹槽236的形狀可為不對(duì)稱 的，以確保擴(kuò)散器葉片76關(guān)于擴(kuò)散器板80的適當(dāng)定向。換句話說，突出部234可不對(duì)稱地 成形，使得其僅在適當(dāng)對(duì)準(zhǔn)于一個(gè)可能的安裝定向上時(shí)配合至凹槽236中。
實(shí)際上，如圖16說明，可使用單個(gè)扣件238來在軸向上將突出部234固持于擴(kuò)散 器板80中的相應(yīng)凹槽236內(nèi)。更具體來說，擴(kuò)散器葉片76的突出部234可包含扣件孔240， 其一直穿過突出部234?？奂?38 (例如，螺釘、螺栓等等)可從突出部234的頂部側(cè)242插 入穿過扣件孔240到達(dá)突出部234的底部側(cè)244。在某些實(shí)施例中，扣件238未經(jīng)配置以 與扣件孔240內(nèi)的螺紋配合。事實(shí)上，扣件238上的螺紋246的外徑可大體上小于扣件孔 240的內(nèi)徑，從而允許扣件穿過扣件孔240。然而，扣件238的螺紋246經(jīng)配置以與扣件孔 248的內(nèi)部螺紋配合，扣件孔248延伸到擴(kuò)散器板80中但不是一直穿過擴(kuò)散器板80。圖17 是圖16的附接到擴(kuò)散器板80的帶突出部的擴(kuò)散器葉片76的側(cè)視圖，說明扣件238將擴(kuò)散 器葉片76的突出部234固持于擴(kuò)散器板80的凹槽236內(nèi)的適當(dāng)位置。突出部234和凹槽 236的配合表面可為平坦或不平坦的(例如，彎曲或有角度，例如V形、u形等等)以產(chǎn)生楔 配合以幫助將突出部234和凹槽236固持在一起。雖然圖16和17中說明為包含僅一個(gè)扣 件238，但實(shí)際上可使用多個(gè)扣件238來將擴(kuò)散器葉片76的突出部234固持于擴(kuò)散器板80的凹槽236內(nèi)的適當(dāng)位置。舉例來說,所使用的扣件238的數(shù)目可變化，且可包含1、2、3、4、 5或更多個(gè)扣件238。
圖16和17中說明的實(shí)施例可擴(kuò)展到使用狹槽，擴(kuò)散器葉片76的突出部234可滑 動(dòng)到其中。舉例來說，圖18是擴(kuò)散器板80和具有凹入凹口 250 (例如，u形凹口)的帶突 出部的擴(kuò)散器葉片76的局部分解透視圖。因此，擴(kuò)散器葉片76的突出部234經(jīng)配置以滑 動(dòng)到由延伸部254(例如，u形延伸部或唇緣)界定的狹槽252中，所述延伸部從擴(kuò)散器板 80的頂部側(cè)218延伸到由凹槽236界定的體積中。當(dāng)突出部234滑動(dòng)到由延伸部254界定 的狹槽252中時(shí)，突出部234的凹入凹口 250可對(duì)接延伸部254。舉例來說，圖19是圖18 的插入擴(kuò)散器板80的凹槽236中的帶突出部的擴(kuò)散器葉片76的俯視圖。一旦帶突出部的 擴(kuò)散器葉片76已插入到擴(kuò)散器板80的凹槽236中，如圖18中的箭頭256說明，帶突出部 的擴(kuò)散器葉片76便可滑動(dòng)到由延伸部254界定的狹槽252中，如箭頭258說明。更具體來 說，擴(kuò)散器葉片76的突出部234可滑動(dòng)到擴(kuò)散器板80的延伸部254與凹槽236之間的狹 槽252中，使得延伸部254輔助帶突出部的擴(kuò)散器葉片76相對(duì)于擴(kuò)散器板80的軸向?qū)?zhǔn)。 換句話說，延伸部254阻擋帶突出部的擴(kuò)散器葉片76在軸向上移動(dòng)遠(yuǎn)離擴(kuò)散器板80的表 面。一旦帶突出部的擴(kuò)散器葉片76已經(jīng)滑動(dòng)到狹槽252中，穿過擴(kuò)散器葉片76的突出部 234的扣件孔240便將大體上與擴(kuò)散器板80中的扣件孔248對(duì)準(zhǔn)，使得扣件238可插入扣 件孔240、248中，進(jìn)而將帶突出部的擴(kuò)散器葉片76附接到擴(kuò)散器板80。另外，凹槽236的 側(cè)面可阻擋帶突出部的擴(kuò)散器葉片76在大體徑向方向上的移動(dòng)，如箭頭260、262說明。另 外，一旦帶突出部的擴(kuò)散器葉片76已滑動(dòng)到狹槽252中，嵌件264便可插入凹槽236中在 帶突出部的擴(kuò)散器葉片76旁邊的開放空間中。舉例來說，圖20是圖18和19的擴(kuò)散器板 80和帶突出部的擴(kuò)散器葉片76的局部分解透視圖，說明用于填充凹槽236中在帶突出部的 擴(kuò)散器葉片76旁邊的開放空間的嵌件264。如所說明，扣件266可插入穿過嵌件264中的 扣件孔268且進(jìn)入擴(kuò)散器板80中的扣件孔270中以在凹槽236內(nèi)在帶突出部的擴(kuò)散器葉 片76旁邊緊固嵌件264。因此，嵌件264可減少擴(kuò)散器板80的表面218中的表面中斷，進(jìn) 而改善空氣動(dòng)力學(xué)性能。
上文相對(duì)于圖12到20描述的實(shí)施例僅是示范性的且既定不是限制性的。舉例來 說，雖然說明為包含配合到擴(kuò)散器板80的凹槽236中的帶突出部的擴(kuò)散器葉片76，但也可 使用相反配置。換句話說，擴(kuò)散器板80可包含從擴(kuò)散器板80的表面延伸的突出部，其中所 述突出部與擴(kuò)散器葉片76的底部中的凹入凹槽配合。另外，可采用用于將可拆卸擴(kuò)散器葉 片76附接到擴(kuò)散器板80的其它扣緊技術(shù)。舉例來說，在某些實(shí)施例中，可拆卸擴(kuò)散器葉片 76可焊接或銅焊到擴(kuò)散器板80。然而，在這些實(shí)施例中，焊接可能導(dǎo)致可拆卸擴(kuò)散器葉片 76與擴(kuò)散器板80之間的倒角邊緣。因此，可采用用于使焊接產(chǎn)生的倒角化最少的技術(shù)。舉 例來說，在某些實(shí)施例中，可拆卸擴(kuò)散器葉片76可插入到擴(kuò)散器板80中的凹入凹槽中，類 似于上文所描述的，且焊接可在可拆卸擴(kuò)散器葉片76與凹入凹槽之間的空間內(nèi)完成，進(jìn)而 使焊接產(chǎn)生的倒角邊緣最少。
除了上文的扣緊技術(shù)之外，可拆卸擴(kuò)散器葉片76可經(jīng)由用于每一葉片76的陽(yáng)/ 陰連接附接到擴(kuò)散器板80，如下文參考圖21到44詳細(xì)論述。圖21到44的實(shí)施例中的每 一葉片76可包含2D、3D或2D與3D兩種葉片幾何形狀。無論葉片76幾何形狀如何，圖21 到44的實(shí)施例均可依賴于在至少一個(gè)方向上阻擋軸向移動(dòng)的陽(yáng)和陰連接結(jié)合環(huán)形和/或平面阻擋結(jié)構(gòu)來將葉片76正向地鎖定在適當(dāng)位置。以此方式，圖21到44的實(shí)施例可不采 用用于每一個(gè)別葉片的螺栓、螺釘或類似物。而是阻擋結(jié)構(gòu)可橫跨多個(gè)或所有葉片76。
圖21是擴(kuò)散器72的擴(kuò)散器板80與附接到擴(kuò)散器板80的多個(gè)可拆卸擴(kuò)散器葉片 76的實(shí)施例的俯視圖。擴(kuò)散器板80是橢圓形的，具有帶內(nèi)圓周280和外圓周282的環(huán)形配 置。擴(kuò)散器板80包含圍繞軸線286安置的多個(gè)葉片插口 284。多個(gè)葉片插口 284延伸穿過 擴(kuò)散器板80的至少一個(gè)圓周280或282，且向所述圓周開放。如圖21所示，多個(gè)葉片插口 284延伸穿過擴(kuò)散器板80的外圓周282且向所述外圓周開放,從而形成向圓周282的外周 邊開放的外邊緣插口 288。每一可拆卸葉片76安置于相應(yīng)葉片插口 284中。在某些實(shí)施例 中，每一葉片插口 284可接納具有多個(gè)葉片76的可拆卸區(qū)段(例如，每區(qū)段2、3、4、5、6或 更多個(gè)葉片76)。每一可拆卸擴(kuò)散器葉片76包含沿著葉片76的跨度104而變化的橫截面 輪廓，如上所述。多個(gè)可拆卸葉片76可另外經(jīng)由焊縫、螺釘、銷釘或其它附接構(gòu)件附接到擴(kuò) 散器板80，如上所述。在一些實(shí)施例中，每一可拆卸葉片76可通過阻擋結(jié)構(gòu)經(jīng)由壓縮干涉 附接到擴(kuò)散器板80，如下文詳細(xì)描述。
圖22是擴(kuò)散器板80與附接到擴(kuò)散器板80的多個(gè)可拆卸擴(kuò)散器葉片76以及阻擋 結(jié)構(gòu)296的實(shí)施例的俯視圖。擴(kuò)散器板80和擴(kuò)散器葉片76如圖22中描述。擴(kuò)散器72包 含沿著擴(kuò)散器板80的圓周280或282中的至少一者安置的阻擋結(jié)構(gòu)296。如圖22所示， 阻擋結(jié)構(gòu)296包含環(huán)298 (例如，環(huán)形阻擋結(jié)構(gòu))，其圍繞擴(kuò)散器板80的外圓周282安置以 阻擋可拆卸擴(kuò)散器葉片76從其相應(yīng)葉片插口 284的徑向移動(dòng)，如箭頭300指示。更其體來 說，環(huán)298阻擋葉片76遠(yuǎn)離外邊緣插口 288的徑向移動(dòng)300。
除了位于擴(kuò)散器板80的外周邊上之外，可拆卸擴(kuò)散器葉片76還可位于擴(kuò)散器板 80的內(nèi)周邊上。舉例來說，圖23是擴(kuò)散器72的擴(kuò)散器板80與附接到擴(kuò)散器板80的多個(gè) 可拆卸擴(kuò)散器葉片76的實(shí)施例的俯視圖。如上所述，擴(kuò)散器板80是橢圓形的，具有帶內(nèi) 圓周280和外圓周282的環(huán)形配置。擴(kuò)散器板80包含圍繞軸線286安置的多個(gè)葉片插口 284。如圖23所示，多個(gè)葉片插口 284延伸穿過擴(kuò)散器板80的內(nèi)圓周280且向所述內(nèi)圓周 開放，從而形成向圓周280的內(nèi)周邊開放的內(nèi)邊緣插口 310。如上文論述，每一可拆卸葉片 76安置于相應(yīng)葉片插口 284中，且多個(gè)可拆卸葉片76可另外經(jīng)由焊縫、螺釘、銷釘或壓縮干 涉而附接到擴(kuò)散器板80。在某些實(shí)施例中，擴(kuò)散器板80可包含一體式阻擋結(jié)構(gòu)，其囊封可 拆卸擴(kuò)散器葉片76的下側(cè)或背側(cè)以進(jìn)一步阻擋葉片76的軸向移動(dòng)。舉例來說，平面阻擋 結(jié)構(gòu)可延伸經(jīng)過多個(gè)插口 284以將葉片76正向地鎖定在適當(dāng)位置。
圖24是擴(kuò)散器72的擴(kuò)散器板80與附接到擴(kuò)散器板80的多個(gè)可拆卸擴(kuò)散器葉片 76以及阻擋結(jié)構(gòu)296的實(shí)施例的俯視圖。擴(kuò)散器板80和擴(kuò)散器葉片76如圖23中描述。 擴(kuò)散器72包含沿著擴(kuò)散器板80的內(nèi)圓周280安置的阻擋結(jié)構(gòu)296。如圖24所示，阻擋結(jié) 構(gòu)296包含環(huán)298，其沿著擴(kuò)散器板80的內(nèi)圓周280安置以阻擋可拆卸擴(kuò)散器葉片76從其 相應(yīng)葉片插口 284的徑向移動(dòng)，如箭頭300指示。更具體來說，環(huán)298阻擋葉片76遠(yuǎn)離內(nèi) 邊緣插口 310的徑向移動(dòng)300。
在一些實(shí)施例中，可拆卸擴(kuò)散器葉片76可沿著擴(kuò)散器板80的內(nèi)周邊和外周邊安 置。舉例來說，圖25是擴(kuò)散器72的擴(kuò)散器板80與附接到擴(kuò)散器板80的多個(gè)可拆卸擴(kuò)散 器葉片76的實(shí)施例的俯視圖。如上所述，橢圓形擴(kuò)散器板80包含具有內(nèi)圓周280和外圓 周282的環(huán)形配置與圍繞軸線286安置的多個(gè)葉片插口 284。多個(gè)葉片插口 284延伸穿過擴(kuò)散器板80的內(nèi)圓周和外圓周280或282且向其開放。如圖25所示，多個(gè)葉片插口 284 延伸穿過擴(kuò)散器板80的外圓周282且向其開放從而形成向圓周282的外周邊開放的外邊 緣插口 288，且還延伸穿過內(nèi)圓周280且向其開放從而形成向圓周280的內(nèi)周邊開放的內(nèi)邊 緣插口 310。如上文論述，每一可拆卸葉片76安置于其相應(yīng)葉片插口 284中。
圖26是擴(kuò)散器72的擴(kuò)散器板80與附接到擴(kuò)散器板80的多個(gè)可拆卸擴(kuò)散器葉片 76以及多個(gè)阻擋結(jié)構(gòu)296的實(shí)施例的俯視圖。擴(kuò)散器板80和擴(kuò)散器葉片76如圖25中描 述。擴(kuò)散器72包含沿著擴(kuò)散器板80的內(nèi)圓周280和外圓周282安置的多個(gè)阻擋結(jié)構(gòu)296。 如圖26所示，阻擋結(jié)構(gòu)296包含環(huán)298，其圍繞圓周280和282安置。特定來說，阻擋結(jié)構(gòu) 296包含第一環(huán)316(例如，第一環(huán)形阻擋結(jié)構(gòu))，其圍繞擴(kuò)散器板80的內(nèi)圓周280安置以 阻擋可拆卸擴(kuò)散器葉片76從其相應(yīng)內(nèi)邊緣插口 284的徑向移動(dòng)300。此外，阻擋結(jié)構(gòu)296 包含第二環(huán)318 (例如，第二環(huán)形阻擋結(jié)構(gòu))，其圍繞擴(kuò)散器板80的外圓周282安置以阻擋 可拆卸擴(kuò)散器葉片76從其相應(yīng)外邊緣插口 310的徑向移動(dòng)300。
在一些實(shí)施例中，可拆卸擴(kuò)散器葉片76可安置于擴(kuò)散器板80的內(nèi)周邊與外周邊 之間(例如，不延伸到所述內(nèi)周邊和外周邊)。舉例來說，圖27是擴(kuò)散器72的擴(kuò)散器板80 與附接到擴(kuò)散器板80的多個(gè)可拆卸擴(kuò)散器葉片76的實(shí)施例的俯視圖。如上所述，橢圓形 擴(kuò)散器板80包含具有內(nèi)圓周280和外圓周282的環(huán)形配置與圍繞軸線286安置的多個(gè)葉 片插口 284。多個(gè)葉片插口 284中的一些延伸穿過擴(kuò)散器板80的外圓周282且向其開放。 其它多個(gè)葉片插口 284安置于擴(kuò)散器板80的內(nèi)圓周280與外圓周282之間(例如，不延伸 到所述內(nèi)圓周和外圓周)。如圖27所示，多個(gè)葉片插口 284中的一些延伸穿過擴(kuò)散器板80 的外圓周282且向其開放，從而形成向圓周282的外周邊開放的外邊緣插口 288。位于擴(kuò)散 器板80的內(nèi)周邊與外周邊之間的其它葉片插口 284形成中間插口 324。如上文論述，每一 可拆卸葉片76安置于其相應(yīng)葉片插口 284中。
圖28是擴(kuò)散器72的擴(kuò)散器板80與附接到擴(kuò)散器板80的多個(gè)可拆卸擴(kuò)散器葉片 76以及阻擋結(jié)構(gòu)296的實(shí)施例的俯視圖。擴(kuò)散器板80和擴(kuò)散器葉片76如圖27中描述。 擴(kuò)散器72包含沿著擴(kuò)散器板80的外圓周282安置的阻擋結(jié)構(gòu)296。如圖28所示，阻擋結(jié) 構(gòu)296包含環(huán)298，其圍繞圓周282安置以阻擋可拆卸擴(kuò)散器葉片76從其相應(yīng)外邊緣插口 288的徑向移動(dòng)300。
在一些實(shí)施例中，可拆卸擴(kuò)散器葉片76可安置于擴(kuò)散器板80的內(nèi)周邊與外周邊 之間以及沿著內(nèi)周邊安置。舉例來說，圖29是擴(kuò)散器72的擴(kuò)散器板80與附接到擴(kuò)散器板 80的多個(gè)可拆卸擴(kuò)散器葉片76的實(shí)施例的俯視圖。如上所述，橢圓形擴(kuò)散器板80包含具 有內(nèi)圓周280和外圓周282的環(huán)形配置與圍繞軸線286安置的多個(gè)葉片插口 284。多個(gè)葉 片插口 284中的一些延伸穿過擴(kuò)散器板80的內(nèi)圓周280且向其開放。其它多個(gè)葉片插口 284安置于擴(kuò)散器板80的內(nèi)圓周280與外圓周282之間(例如，不延伸到所述內(nèi)圓周和外 圓周)。如圖27所示，多個(gè)葉片插口 284中的一些延伸穿過擴(kuò)散器板80的內(nèi)圓周280且向 其開放,從而形成向圓周280的內(nèi)周邊開放的內(nèi)邊緣插口 310。位于擴(kuò)散器板80的內(nèi)周邊 與外周邊之間的其它葉片插口 284形成中間插口 324。如上文論述，每一可拆卸葉片76安 置于其相應(yīng)葉片插口 284中。
圖30是擴(kuò)散器72的擴(kuò)散器板80與附接到擴(kuò)散器板80的多個(gè)可拆卸擴(kuò)散器葉片 76以及阻擋結(jié)構(gòu)296的實(shí)施例的俯視圖。擴(kuò)散器板80和擴(kuò)散器葉片76如圖29中描述。擴(kuò)散器72包含沿著擴(kuò)散器板80的內(nèi)圓周280安置的阻擋結(jié)構(gòu)296。如圖30所示，阻擋結(jié) 構(gòu)296包含環(huán)298，其圍繞圓周280安置以阻擋可拆卸擴(kuò)散器葉片76從其相應(yīng)內(nèi)邊緣插口 310的徑向移動(dòng)300。
在將可拆卸擴(kuò)散器葉片76插入到其相應(yīng)葉片插口 284中后，如以上圖21到30所 示，葉片76和插口 284形成正向鎖。在每一葉片76與插口 284之間的正向鎖將葉片76固 持到擴(kuò)散器72的板80，且阻擋葉片76移動(dòng)通過板80，例如軸向移動(dòng)。舉例來說，正向鎖可 阻擋葉片76在一個(gè)或多個(gè)軸向方向上軸向移動(dòng)通過插口 284。通過另一實(shí)例，正向鎖可阻 擋葉片76在一個(gè)或多個(gè)方向上、相對(duì)于插口 284的一個(gè)或兩個(gè)徑向方向上的圓周和/或徑 向移動(dòng)。如下文詳細(xì)描述，每一葉片76和其相應(yīng)插口 284包含凸起，所述凸起經(jīng)配置以彼 此配合以形成正向鎖。阻擋結(jié)構(gòu)(例如，環(huán)形和/或平面的)也促進(jìn)了正向鎖。
圖31到42說明沿著圖21、23、25、27和29的線31-31截取的在葉片76與插口 284之間的界面處這些凸起的不同實(shí)施例。舉例來說，圖31是沿著以上圖21、23、25、27和 29的線31-31截取的可拆卸擴(kuò)散器葉片76與擴(kuò)散器板80的葉片插口 284的相應(yīng)二維(2D) 凸起336之間的界面334的側(cè)視圖。葉片插口 284包含沿著擴(kuò)散器板80的平面(由箭頭 338指示)的第一 2D凸起337。如所說明，第一 2D凸起337鄰近于第一 2D凹座335安置。 可拆卸擴(kuò)散器葉片76包含沿著葉片76的基底部分342的第二 2D凸起340。葉片76的基 底部分342經(jīng)配置以安裝在擴(kuò)散器板80的葉片插口 284中。如所說明，第二 2D凸起340 鄰近于第二 2D凹座341安置。如圖31所示，當(dāng)可拆卸擴(kuò)散器葉片76安置于葉片插口 284 內(nèi)時(shí)，第一 2D凸起337延伸到第二 2D凹座341中，且第二 2D凸起340延伸到第一 2D凹座 335中，進(jìn)而界定界面334以形成正向鎖且阻擋葉片76在第一軸向方向344上移動(dòng)通過擴(kuò) 散器板80。在所說明的實(shí)施例中，第一 2D凸起337和第二 2D凸起340以及凹座335和241 分別界定階梯狀配合表面346和348。階梯狀配合表面346和348各自包含單個(gè)階梯，如界 面334指示。如下文描述，階梯狀配合表面346和348的其它實(shí)施例可包含多個(gè)階梯(例 如，2、3、4、5、6或更多個(gè))。而且，如下文描述，第一 2D凸起337和第二 2D凸起340以及凹 座335和341可包含多種形狀以形成正向鎖。舉例來說，第一 2D凸起337和第二 2D凸起 340可包含錐形表面、有特定輪廓的表面、直線型表面或其任一組合。
除了阻擋可拆卸擴(kuò)散器葉片76相對(duì)于擴(kuò)散器板80的移動(dòng)的2D凸起336之外，額 外的結(jié)構(gòu)可阻擋葉片76相對(duì)于板80的移動(dòng)。舉例來說，圖32是可拆卸擴(kuò)散器葉片76與 擴(kuò)散器板80的葉片插口 284的相應(yīng)二維(2D)凸起336之間的界面334以及平面阻擋結(jié)構(gòu) 296的實(shí)施例的側(cè)視圖。葉片76和板80的2D凸起336如圖31中描述。所說明的阻擋結(jié) 構(gòu)296可為板354或板354的與擴(kuò)散器板80分離的一部分。舉例來說，板354可為相對(duì)于 板80具有相等或不同直徑的橢圓形板或環(huán)形板。在某些實(shí)施例中，阻擋結(jié)構(gòu)296可表示擴(kuò) 散器72的平面表面，且因此其不一定是板狀結(jié)構(gòu)。阻擋結(jié)構(gòu)296沿著擴(kuò)散器板80的面安 置，如圖44所示，以經(jīng)由界面358處的壓縮干涉(如箭頭356指示)進(jìn)一步將可拆卸擴(kuò)散 器葉片76與擴(kuò)散器板80附接。另外，阻擋結(jié)構(gòu)296加強(qiáng)了對(duì)葉片插口 284的第一 2D凸起 337與擴(kuò)散器葉片76的第二 2D凸起340之間在界面334處在第一軸向方向344上的移動(dòng) 的阻擋。此外，阻擋結(jié)構(gòu)296經(jīng)由壓縮干涉356阻擋第一 2D凸起337和第二 2D凸起340 在與第一軸向方向344相反的第二軸向方向360上移動(dòng)。如上文提到，在某些實(shí)施例中，擴(kuò) 散器板80可包含一體式阻擋結(jié)構(gòu)296，其囊封可拆卸擴(kuò)散器葉片76的底側(cè)或背側(cè)以進(jìn)一步阻擋葉片76的軸向移動(dòng)。
如上文提到，對(duì)于2D凸起336可存在其它實(shí)施例。舉例來說，圖33是可拆卸擴(kuò)散 器葉片76與擴(kuò)散器板80的葉片插口 284的相應(yīng)二維(2D)凸起336之間的界面334以及 阻擋結(jié)構(gòu)296的實(shí)施例的側(cè)視圖。在所說明的實(shí)施例中，第一 2D凸起337和第二 2D凸起 340分別包含階梯狀配合表面346和348。階梯狀配合表面346和348各自包含多個(gè)階梯， 其允許在界面334處葉片76和擴(kuò)散器板80的2D凸起336之間的相互作用以阻擋軸向移 動(dòng)，如上所述。而且，阻擋結(jié)構(gòu)296進(jìn)一步阻擋可拆卸葉片76和擴(kuò)散器板80沿著界面358 的軸向移動(dòng)，如上所述。在某些實(shí)施例中，階梯狀配合表面346和348中包含的階梯的數(shù)目 的范圍可為從2到10或更多。
圖34是可拆卸擴(kuò)散器葉片76與擴(kuò)散器板80的葉片插口 284的相應(yīng)二維(2D)凸 起336之間的界面334以及阻擋結(jié)構(gòu)296的實(shí)施例的側(cè)視圖。在所說明的實(shí)施例中，第一 2D凸起337和第二 2D凸起340分別包含錐形配合表面364和366。舉例來說，界面334相 對(duì)于界面358的角度365可在大約10到80度、20到70度、30到60度之間或約45度。錐 形配合表面364和366允許在界面334處葉片76和擴(kuò)散器板80的2D凸起336之間的相 互作用以阻擋軸向移動(dòng)，如上所述。另外，錐形配合表面364和366可沿著界面334產(chǎn)生楔 配合或壓縮配合。而且，阻擋結(jié)構(gòu)296進(jìn)一步阻擋可拆卸葉片76和擴(kuò)散器板80沿著界面 358的軸向移動(dòng)，如上所述。
圖35是可拆卸擴(kuò)散器葉片76與擴(kuò)散器板80的葉片插口 284的相應(yīng)二維(2D)凸 起336之間的界面334以及阻擋結(jié)構(gòu)296的實(shí)施例的側(cè)視圖。在所說明的實(shí)施例中，第一 2D凸起337包含具有階梯狀部分374和錐形部分376的配合表面372。而且，第二 2D凸起 340包含具有階梯狀部分380和錐形部分382的配合表面378。配合表面372和378允許 在界面334處葉片76和擴(kuò)散器板80的2D凸起336之間的相互作用以阻擋軸向移動(dòng)，如上 所述。而且，阻擋結(jié)構(gòu)296進(jìn)一步阻擋可拆卸葉片76和擴(kuò)散器板80沿著界面358的軸向 移動(dòng),如上所述。
圖36是可拆卸擴(kuò)散器葉片76與擴(kuò)散器板80的葉片插口 284的相應(yīng)二維(2D)凸 起336之間的界面334以及阻擋結(jié)構(gòu)296的實(shí)施例的側(cè)視圖。在所說明的實(shí)施例中，第一 2D凸起337包含具有階梯狀部分388和彎曲部分390的配合表面372。而且，第二 2D凸起 340包含具有階梯狀部分392和彎曲部分394的配合表面378。如所說明，彎曲部分390是 凹的或向內(nèi)彎曲的表面，而彎曲部分394是凸的或向外彎曲的表面。然而，彎曲部分390和 394可包含具有一個(gè)或多個(gè)向內(nèi)彎曲的表面、向外彎曲的表面、相等或不同曲率半徑等等的 任何彎曲表面。配合表面372和378允許在界面334處葉片76和擴(kuò)散器板80的2D凸起 336之間的相互作用以阻擋軸向移動(dòng)，如上所述。在所說明的實(shí)施例中，彎曲部分390可產(chǎn) 生楔配合或壓縮配合。而且，阻擋結(jié)構(gòu)296進(jìn)一步阻擋可拆卸葉片76和擴(kuò)散器板80沿著 界面358的軸向移動(dòng)，如上所述。
圖37是可拆卸擴(kuò)散器葉片76與擴(kuò)散器板80的葉片插口 284的相應(yīng)二維(2D)凸 起336之間的界面334以及阻擋結(jié)構(gòu)296的實(shí)施例的側(cè)視圖。在所說明的實(shí)施例中，第一 2D凸起337和第二 2D凸起340包含配合表面372和378，所述配合表面372和378包含分 別具有單個(gè)彎曲的彎曲配合表面400和402。如所說明，彎曲配合表面400是凸的或向外 彎曲的表面，而彎曲配合表面402是凹的或向內(nèi)彎曲的表面。配合表面372和378允許在界面334處葉片76和擴(kuò)散器板80的2D凸起336之間的相互作用以阻擋軸向移動(dòng)，如上所 述。又，當(dāng)前配合表面400和402可產(chǎn)生楔配合或壓縮配合。而且，阻擋結(jié)構(gòu)296進(jìn)一步阻 擋可拆卸葉片76和擴(kuò)散器板80沿著界面358的軸向移動(dòng)，如上所述。
圖38是可拆卸擴(kuò)散器葉片76與擴(kuò)散器板80的葉片插口 284的相應(yīng)二維(2D)凸 起336之間的界面334以及阻擋結(jié)構(gòu)296的實(shí)施例的側(cè)視圖。在所說明的實(shí)施例中，第一 2D凸起337和第二 2D凸起340包含配合表面372和378，所述配合表面372和378包含分 別具有多個(gè)彎曲(即，2個(gè)彎曲401和403)的彎曲配合表面400和402。如所說明，彎曲配 合表面400是凸的或向外彎曲的表面，而彎曲配合表面402是凹的或向內(nèi)彎曲的表面。配 合表面372和378允許在界面334處葉片76和擴(kuò)散器板80的2D凸起336之間的相互作 用以阻擋軸向移動(dòng)，如上所述。又，彎曲配合表面400和402可產(chǎn)生楔配合或壓縮配合。而 且，阻擋結(jié)構(gòu)296進(jìn)一步阻擋可拆卸葉片76和擴(kuò)散器板80沿著界面358的軸向移動(dòng)，如上 所述。在某些實(shí)施例中，彎曲配合表面400和402可包含3到5個(gè)彎曲或更多。
在某些實(shí)施例中，2D凸起336可允許突出部配合到凹座中以在可拆卸擴(kuò)散器葉片 76與葉片插口 284之間形成正向鎖。舉例來說，圖39是可拆卸擴(kuò)散器葉片76與擴(kuò)散器板 80的葉片插口 284的相應(yīng)二維(2D)凸起336之間的界面334的實(shí)施例的側(cè)視圖。在所說 明的實(shí)施例中，第一 2D凸起337包含第一突出部408。第一突出部408具有直線形狀(例 如，矩形或正方形)。第二 2D凸起340包含一對(duì)第二突出部410和412，其形成經(jīng)配置以接 納第一突出部408的凹座414。第一突出部408安置于所述一對(duì)第二突出部410與412之 間的凹座414中，進(jìn)而阻擋可拆卸葉片76相對(duì)于擴(kuò)散器板80的軸向移動(dòng)。更具體來說，所 述一對(duì)第二突出部410和412阻擋葉片76相對(duì)于板80分別在第一軸向方向344和第二軸 向方向360上的軸向移動(dòng)。在某些實(shí)施例中，2D凸起336可包含多個(gè)突出部和多個(gè)凹座，例 如2、3、4、5或更多個(gè)突出部和凹座。
圖40是可拆卸擴(kuò)散器葉片76與擴(kuò)散器板80的葉片插口 284的相應(yīng)二維(2D)凸 起336之間的界面334的實(shí)施例的側(cè)視圖。在所說明的實(shí)施例中，第一 2D凸起337包含第 一有角度突出部408。第一有角度突出部408具有三角形形狀。第二 2D凸起340包含一對(duì) 第二有角度突出部410和412，其形成經(jīng)配置以接納第一有角度突出部408的有角度凹座 414(例如，三角形凹座)。第一有角度突出部408安置于所述一對(duì)第二有角度突出部410 與412之間的有角度凹座414中，進(jìn)而阻擋可拆卸葉片76相對(duì)于擴(kuò)散器板80的軸向移動(dòng)， 如上所述。
圖41是可拆卸擴(kuò)散器葉片76與擴(kuò)散器板80的葉片插口 284的相應(yīng)二維(2D) 凸起336之間的界面334的實(shí)施例的側(cè)視圖。在所說明的實(shí)施例中，第一 2D凸起337包 含第一彎曲突出部408。第一彎曲突出部408具有弧形形狀，例如凸的突出。第二 2D凸起 340包含一對(duì)第二突出部410和412，其形成經(jīng)配置以接納第一彎曲突出部408的彎曲凹座 414(例如，凹的凹座)。第一彎曲突出部408安置于所述一對(duì)第二突出部410與412之間 的彎曲凹座414中，進(jìn)而阻擋可拆卸葉片76相對(duì)于擴(kuò)散器板80的軸向移動(dòng)，如上所述。
如上文提到，2D凸起的一些實(shí)施例可包含多個(gè)突出部和相應(yīng)凹座。舉例來說，圖 42是可拆卸擴(kuò)散器葉片76與擴(kuò)散器板80的葉片插口 284的相應(yīng)二維(2D)凸起336之間 的界面334的實(shí)施例的側(cè)視圖。在所說明的實(shí)施例中，第一 2D凸起337包含第一直線突 出部420、第二直線突出部422以及位于第一對(duì)突出部結(jié)構(gòu)426與428之間的第一錐形凹座424。第二 2D凸起340包含錐形突出部430、第三直線突出部432以及第四直線突出部 434。第二 2D凸起340還包含形成于第三直線突出部432與錐形突出部430之間的第二凹 座436，其經(jīng)配置以接納第一直線突出部420。第二 2D凸起340還包含形成于第四直線突 出部434與錐形突出部430之間的第三凹座438，其經(jīng)配置以接納第二直線突出部422。第 一錐形凹座424經(jīng)配置以接納錐形突出部430。錐形突出部430、第一直線突出部420以及 第二直線突出部422分別安置于凹座424、436和438中以阻擋可拆卸葉片76相對(duì)于擴(kuò)散 器板80的軸向移動(dòng)，如上所述。在某些實(shí)施例中，第一和第二 2D凸起336上的突出部和凹 座的數(shù)目可變化。
上文相對(duì)于圖39到42描述的實(shí)施例僅是示范性的且既定不是限制性的。舉例來 說，雖然說明為包含配合到帶突出部的擴(kuò)散器葉片76的凹座414中的帶突出部的擴(kuò)散器板 80，但也可使用相反配置。換句話說，如圖42中，擴(kuò)散器葉片76可包含從基底部分342延 伸的一個(gè)或多個(gè)突出部，其中所述一個(gè)或多個(gè)突出部與擴(kuò)散器板80的成對(duì)突出部之間的 一個(gè)或多個(gè)凹座配合。
圖43和44是說明可拆卸擴(kuò)散器葉片76附接到擴(kuò)散器板80的葉片插口 284以形 成擴(kuò)散器72的等距視圖。圖43是擴(kuò)散器板80和從擴(kuò)散器板80展開的可拆卸擴(kuò)散器葉片 76的等距視圖。如上所述，擴(kuò)散器板80是橢圓形的，具有帶內(nèi)圓周280和外圓周282的環(huán) 形配置。擴(kuò)散器板80包含圍繞軸線286安置的多個(gè)葉片插口 284。多個(gè)葉片插口 284包含 外邊緣插口 288和中間插口 324，如上所述。葉片插口 284和葉片76均包含2D凸起336， 如上所述。葉片76包含沿著基底部分342的第一 2D凸起448，其中基底部分342經(jīng)配置以 安裝在相應(yīng)葉片插口 284中。第一 2D凸起448包含第一部分450和第二部分452。葉片插 口 284包含第二 2D凸起454，其包含第一部分456和第二部分458。第一 2D凸起448經(jīng)配 置以與葉片插口 284中的相應(yīng)第二 2D凸起454介接以阻擋擴(kuò)散器葉片76移動(dòng)通過擴(kuò)散器 板80。在擴(kuò)散器72的所說明的實(shí)施例中，每一擴(kuò)散器葉片76具有一個(gè)第一 2D凸起448， 且每一葉片插口 284具有一個(gè)第二 2D凸起454。在某些實(shí)施例中，葉片76中的一些和相應(yīng) 插口可包含2D凸起336，而其它可拆卸葉片76可通過例如上文所描述的其它連接附接到擴(kuò) 散器板80。在一些實(shí)施例中，所有葉片76和插口都可具有相同的配合2D凸起336，而在其 它實(shí)施例中，配合的2D凸起336可在每一對(duì)葉片76與插口 284之間不同。
如上文提到，多個(gè)可拆卸葉片76可另外經(jīng)由焊縫、螺釘、銷釘或其它連接附接到 擴(kuò)散器板80，如上所述。在一些實(shí)施例中，每一可拆卸葉片76可通過阻擋結(jié)構(gòu)296經(jīng)由壓 縮干涉356附接到擴(kuò)散器板80。舉例來說，圖44是附接到擴(kuò)散器板80的可拆卸擴(kuò)散器葉 片76以及阻擋結(jié)構(gòu)296的等距視圖。擴(kuò)散器葉片76和擴(kuò)散器板80如圖43中描述。擴(kuò)散 器72包含沿著擴(kuò)散器板80的面468安置的阻擋結(jié)構(gòu)296。阻擋結(jié)構(gòu)296進(jìn)一步經(jīng)由界面 358處的壓縮干涉356將可拆卸擴(kuò)散器葉片76附接到擴(kuò)散器板80。另外，阻擋結(jié)構(gòu)296加 強(qiáng)了對(duì)葉片76的第一 2D凸起448與擴(kuò)散器葉片76的第二 2D凸起454之間在界面334處 在第一軸向方向344上的移動(dòng)的阻擋。此外，阻擋結(jié)構(gòu)296經(jīng)由壓縮干涉356阻擋至少一 對(duì)第一 2D凸起448和第二 2D凸起454在與第一軸向方向344相反的第二軸向方向360上 移動(dòng)。在某些實(shí)施例中，阻擋結(jié)構(gòu)296阻擋多對(duì)第一 2D凸起448和第二 2D凸起454在第 二軸向方向360上移動(dòng)。阻擋結(jié)構(gòu)296可包含板354或板354的與擴(kuò)散器板80分離的一 部分，如圖44中說明。如上文提到，在某些實(shí)施例中，擴(kuò)散器板80可包含一體式阻擋結(jié)構(gòu)296，其囊封可拆卸擴(kuò)散器葉片76的底側(cè)或背側(cè)以進(jìn)一步阻擋葉片76的軸向移動(dòng)。
本文描述的可拆卸三維擴(kuò)散器葉片76可顯著減小擴(kuò)散器72的加工過程的復(fù)雜 性。舉例來說，將三維擴(kuò)散器葉片76設(shè)計(jì)為可拆卸擴(kuò)散器葉片76使得每一個(gè)別擴(kuò)散器葉 片76能夠與擴(kuò)散器板80分開加工，而不是需要三維擴(kuò)散器葉片76和擴(kuò)散器板80被加工 為單個(gè)擴(kuò)散器72組件。因此，在加工過程期間經(jīng)歷的僅有復(fù)雜性是針對(duì)個(gè)別可拆卸三維擴(kuò) 散器葉片76的復(fù)雜性。另外，本文描述的附接技術(shù)使得可拆卸三維擴(kuò)散器葉片76能夠附 接到擴(kuò)散器板80，同時(shí)也減少擴(kuò)散器葉片76與擴(kuò)散器板80的對(duì)接邊緣之間的倒角化的量。 減少倒角化將增強(qiáng)擴(kuò)散器72的空氣動(dòng)力學(xué)效率。此外，本文描述的附接技術(shù)中的一些包含 2D凸起以在擴(kuò)散器葉片76與擴(kuò)散器板80之間產(chǎn)生正向鎖以阻擋葉片76移動(dòng)通過板80。
雖然本發(fā)明可容許各種修改和替代形式，但已借助實(shí)例在圖式中展示且已在本文 中詳細(xì)描述特定實(shí)施例。然而，應(yīng)了解，本發(fā)明不希望限于所揭示的特定形式。事實(shí)上，本 發(fā)明將涵蓋落在如所附權(quán)利要求書界定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的所有修改、等效物和替 代形式。
權(quán)利要求
1.一種系統(tǒng)，其包括 離心壓縮機(jī)擴(kuò)散器，其包括 橢圓形板，其具有圍繞軸線安置于所述橢圓形板中的多個(gè)葉片插口，其中每一葉片插口具有沿著所述橢圓形板的平面的第一二維(2D)凸起；以及 多個(gè)可拆卸葉片，其附接到所述橢圓形板，其中每一可拆卸葉片具有沿著所述可拆卸葉片的跨度而變化的橫截面輪廓，每一可拆卸葉片均具有沿著相應(yīng)的可拆卸葉片的基底部分的第二二維(2D)凸起，且每一可拆卸葉片安置于相應(yīng)葉片插口中，其中所述第一和第二2D凸起阻擋所述可拆卸葉片至少在第一軸向方向上相對(duì)于所述橢圓形板的移動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第一和第二2D凸起阻擋所述可拆卸葉片在所述第一軸向方向以及相反的第二軸向方向上的相對(duì)于所述橢圓形板的移動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述第一2D凸起包括第一突出部，所述第一突出部配合在所述第二 2D凸起的一對(duì)第二突出部之間的凹座中，或者， 所述第二 2D凸起包括第一突出部，所述第一凸出部配合在所述第一 2D凸起的所述一對(duì)第二突出部之間的所述凹座中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其包括沿著所述橢圓形板的面安置的阻擋結(jié)構(gòu)，其中所述阻擋結(jié)構(gòu)阻擋至少一對(duì)第一和第二 2D凸起在與所述第一軸向方向相反的第二軸向方向上移動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中所述阻擋結(jié)構(gòu)沿著所述橢圓形板的所述面延伸越過所述多個(gè)葉片插口，以阻擋多對(duì)所述第一和第二 2D凸起在與所述第一軸向方向相反的所述第二軸向方向上移動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其包括沿著所述橢圓形板的至少一個(gè)圓周安置的阻擋結(jié)構(gòu)，其中所述多個(gè)葉片插口延伸穿過所述橢圓形板的所述至少一個(gè)圓周且向所述至少一個(gè)圓周開放，其中所述阻擋結(jié)構(gòu)阻擋所述可拆卸葉片遠(yuǎn)離相應(yīng)葉片插口的徑向移動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述橢圓形板包括內(nèi)圓周，且所述多個(gè)葉片插口延伸穿過所述內(nèi)圓周且向所述內(nèi)圓周開放。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述橢圓形板包括外圓周，且所述多個(gè)葉片插口延伸穿過所述外圓周且向所述外圓周開放。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述橢圓形板是具有內(nèi)圓周和外圓周的環(huán)形板，且所述多個(gè)葉片插口安置于所述內(nèi)圓周與所述外圓周之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第一和第二2D凸起包括錐形配合表面。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第一和第二2D凸起包括有輪廓配合表面。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中每一可拆卸葉片經(jīng)由焊縫、螺釘或銷釘附接到相應(yīng)葉片插口。
13.—種系統(tǒng),其包括 離心壓縮機(jī)擴(kuò)散器葉片，其中所述離心壓縮機(jī)擴(kuò)散器葉片具有沿著所述離心壓縮機(jī)擴(kuò)散器葉片的跨度而變化的橫截面輪廓，所述離心壓縮機(jī)擴(kuò)散器葉片包括沿著基底部分的第一二維(2D)凸起，所述基底部分經(jīng)配置以安裝在具有軸線的擴(kuò)散器板的葉片插口中，所述第一 2D凸起經(jīng)配置以與所述葉片插口中的第二 2D凸起介接以阻擋所述離心壓縮機(jī)擴(kuò)散器葉片移動(dòng)通過所述擴(kuò)散器板。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其包括所述擴(kuò)散器板和多個(gè)離心壓縮機(jī)擴(kuò)散器葉片，其中每一離心壓縮機(jī)擴(kuò)散器葉片具有所述第一 2D凸起中的一者，所述擴(kuò)散器板具有圍繞所述軸線安置的多個(gè)葉片插口，且每一葉片插口具有所述第二 2D凸起中的一者。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述第一和第二2D凸起具有錐形配合表面。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述第一和第二2D凸起具有輪廓配合表面。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述第一和第二2D凸起具有階梯狀配合表面。
18.—種系統(tǒng),其包括 旋轉(zhuǎn)機(jī)器，其包括 板，其包括安置于所述板中的多個(gè)葉片插口，其中每一葉片插口具有沿著所述板的平面的第一二維(2D)凸起；以及 多個(gè)可拆卸葉片，其附接到所述板，其中每一可拆卸葉片包括沿著所述相應(yīng)可拆卸葉片的基底部分的第二二維(2D)凸起，且每一可拆卸葉片安置于相應(yīng)葉片插口中，其中所述第一和第二 2D凸起阻擋所述可拆卸葉片至少在第一軸向方向上相對(duì)于所述板的移動(dòng)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中所述第一和第二2D凸起具有錐形配合表面、輪廓配合表面、階梯狀配合表面，或其組合。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中所述板包括外周邊和內(nèi)周邊，其中所述多個(gè)葉片插口包括向所述外周邊開放的外邊緣插口、向所述內(nèi)周邊開放的內(nèi)邊緣插口、在所述內(nèi)周邊與所述外周邊之間的中間插口，或其組合。
全文摘要
一種系統(tǒng)在某些實(shí)施例中包含離心壓縮機(jī)擴(kuò)散器，其包含橢圓形板，所述橢圓形板包含圍繞所述板的軸線安置的多個(gè)葉片插口；以及附接到所述板的多個(gè)可拆卸葉片。每一葉片插口包含沿著所述橢圓形板的平面的第一二維(2D)凸起，且每一可拆卸葉片包含沿著所述葉片的基底部分的第二二維(2D)凸起，其中每一可拆卸葉片安置于相應(yīng)葉片插口中，其中所述第一和第二2D凸起阻擋所述可拆卸葉片在至少第一軸向方向上相對(duì)于所述橢圓形板的移動(dòng)。在某些實(shí)施例中，所述第一和第二2D凸起可分別包含第一突出部以配合在一對(duì)第二突出部之間的凹座中，或反之亦然。然而，在其它實(shí)施例中，所述第一和第二2D凸起可包含替代的配合表面。
文檔編號(hào)F04D29/62GK103003574SQ201180035467
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2011年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月19日
發(fā)明者R·C·斯茂, C·F·赫爾, D·N·奧尼爾 申請(qǐng)人:卡梅倫國(guó)際有限公司