一种耐高温压气机壳及压气机

技术领域

本发明涉及流体输送装置技术领域，尤其涉及一种耐高温压气机壳及压气机。

背景技术

随着发动机强化程度越来越高，往往需要更大的空气流量来满足高功率密度的要求，这就需要涡轮增压器的工作压比持续提高，随之带来的就是压气机出口温度越来越高。特别是我国高原区域较大，伴随着发动机的高原动力恢复要求，增压器采用两级增压或复合增压等形式，增压器压比进一步提升，压气机出口温度达到250度以上。在此温度以上，铝合金材料的压气机壳的强度大幅下降，无法保证结构可靠性要求；而如果采用铸铁或其余材料制作压气机壳，又会带来重量大幅增加。因此，兼具较小比重和高强度的压气机壳十分必要。

鉴于此，有必要提出一种耐高温压气机壳及压气机以解决上述缺陷。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种耐高温压气机壳及压气机，旨在解决现有技术中由于压气机出口温度较高，导致铝合金材料的压气机壳的强度无法保证结构可靠性要求的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种耐高温压气机壳，包括具有气流通道的压气机主体，压气机主体包括导流进气结构、由铝合金材料制成的蜗壳本体以及由耐高温材料制成的导流出气结构，导流进气结构体固定设于蜗壳本体的气流输入侧，导流出气结构固定设于蜗壳本体的气流输出侧，气流通道依次贯穿导流进气结构、蜗壳本体以及导流出气结构设置。

进一步地，还包括气流输入连接筒和气流输出连接筒，气流输入连接筒可拆卸地设于导流进气结构体上并与导流进气结构体同轴布设，导流导流出气结构可拆卸地设于导流导流出气结构上并与导流导流出气结构可拆卸地连接。

进一步地，导流进气结构的圆周外壁面上凸设有定位凸耳，多个定位凸耳沿导流进气结构的周向均匀间隔设置，气流输入连接筒的圆周内壁面上凹设有与定位凸耳一一对应的定位凹槽，气流输入连接筒罩设于导流进气结构的圆周外壁面上并且定位凹槽与定位凸耳定位配合连接，气流输入连接筒与导流进气结构密封连接。

进一步地，气流输出连接筒插装设于导流出气结构内并与导流出气结构密封连接，导流导流出气结构的圆周外壁面上凸设有第一加强筋，蜗壳本体的出气端的圆周外壁面上凸设有第二加强筋，第一加强筋和第二加强筋固定连接。

进一步地，第一加强筋由铝合金材料制成或者由耐高温材料制成，第二加强筋均由耐高温材料制成。

进一步地，气流输出连接筒为台阶筒体结构，气流输出连接筒的小径端插装设于导流出气结构内并与导流出气结构密封连接，气流输出连接筒的大径端向外延伸布设。

进一步地，蜗壳本体远离气流输入连接筒的一侧设有法兰连接盘。

进一步地，导流出气结构由钢材料制成。

进一步地，导流进气结构由钢材料制成。

本发明还提供一种压气机，包括上述的耐高温压气机壳，还包括设于耐高温压气机壳内的叶轮，耐高温压气机壳与叶轮的叶顶面之间留有出流间隙，耐高温压气机壳的内壁面上设有朝向叶顶面布设的齿形结构物，齿形结构物的齿尖与叶顶面之间留有避让间隙。

与现有技术相比，本发明所提供的一种耐高温压气机壳及压气机具有如下的有益效果：

本发明所提供的一种耐高温压气机壳，通过包括具有气流通道的压气机主体，压气机主体包括流进气结构、蜗壳本体以及导流出气结构，气流通道依次贯穿导流进气结构、蜗壳本体以及导流出气结构设置，气流经流进气结构进入蜗壳本体，在蜗壳本体内升压后从导流出气结构排出，实现了气流的增压输出；通过导流出气结构由耐高温材料制成，避免了蜗壳本体的气流输出侧输出的高温气流影响导流出气结构的强度，解决了现有技术中由于压气机出口温度较高，导致铝合金材料的压气机壳的强度无法保证结构可靠性要求的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明一个实施例中的耐高温压气机壳的立体结构示意图；

图2为本发明一个实施例中的耐高温压气机壳的爆炸结构示意图；

图3为本发明一个实施例中的耐高温压气机壳的侧视图；

图4为本发明一个实施例中的耐高温压气机壳的剖视图；

图5为本发明一个实施例中的压气机的部分结构示意图。

附图标号说明：

100、耐高温压气机壳；10、压气机主体；11、导流进气结构；111、定位凹槽；12、蜗壳本体；121、第二加强筋；13、导流出气结构；131、第一加强筋；20、气流输入连接筒；201、定位凸耳；30、气流输出连接筒；200、叶轮；300、出流间隙；400、齿形结构物。

本发明目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

请参照附图1、图2、图3以及图4，本发明提供的一种耐高温压气机壳100及压气机，包括具有气流通道的压气机主体10，压气机主体10包括导流进气结构11、由铝合金材料制成的蜗壳本体12以及由耐高温材料制成的导流出气结构13，导流进气结构11体固定设于蜗壳本体12的气流输入侧，导流出气结构13固定设于蜗壳本体12的气流输出侧，气流通道依次贯穿导流进气结构11、蜗壳本体12以及导流出气结构13设置。

本发明所提供的一种耐高温压气机壳100，通过包括具有气流通道的压气机主体10，压气机主体10包括流进气结构、蜗壳本体12以及导流出气结构13，气流通道依次贯穿导流进气结构11、蜗壳本体12以及导流出气结构13设置，气流经流进气结构进入蜗壳本体12，在蜗壳本体12内升压后从导流出气结构13排出，实现了气流的增压输出；通过导流出气结构13由耐高温材料制成，避免了蜗壳本体12的气流输出侧输出的高温气流影响导流出气结构13的强度，解决了现有技术中由于压气机出口温度较高，导致铝合金材料的压气机壳的强度无法保证结构可靠性要求的问题；实现了耐高温压气机壳100兼具较小比重和高强度的功能。

可以理解地，流进气结构、蜗壳本体12以及导流出气结构13可以通过铸造一体成型地设置，也可以通过机械连接的方式组合在一起，机械组合方式可以卡扣连接、螺纹连接等方式。可以理解地，在工作时，由于对经过气流输入侧的气流增压，气流输出侧的气流温度较高，其气流温度可达到250度以上。

进一步地，耐高温压气机壳100还包括气流输入连接筒20和气流输出连接筒30，气流输入连接筒20可拆卸地设于导流进气结构11体上并与导流进气结构11体同轴布设，导流导流出气结构13可拆卸地设于导流导流出气结构13上并与导流导流出气结构13可拆卸地连接。通过设置气流输入连接筒20和气流输出连接筒30使压气机主体10与外部连接，避免外部连接件由于振动或者其它原因对压气机主体10产生损坏，同时便于使耐高温压气机壳100的气流通道与外界联通。

进一步地，导流进气结构11的圆周外壁面上凸设有定位凸耳201，多个定位凸耳201沿导流进气结构11的周向均匀间隔设置，气流输入连接筒20的圆周内壁面上凹设有与定位凸耳201一一对应的定位凹槽111，气流输入连接筒20罩设于导流进气结构11的圆周外壁面上并且定位凹槽111与定位凸耳201定位配合连接，气流输入连接筒20与导流进气结构11密封连接。可选地，定位凸耳201的数量可以是3个，也可以是4个等其它数量。

进一步地，由于压气机主体10输出的气流稳定较高，为了保证结构在高温下的性能，气流输出连接筒30插装设于导流出气结构13内并与导流出气结构13密封连接，导流导流出气结构13的圆周外壁面上凸设有第一加强筋131，蜗壳本体12的出气端的圆周外壁面上凸设有第二加强筋121，第一加强筋131和第二加强筋121固定连接。

进一步地，第一加强筋131由铝合金材料制成或者由耐高温材料制成，第二加强筋121均由耐高温材料制成。在具体实施时，为了保证结构性能，第一加强筋131由钢制材料制成，第二加强筋121均由钢制材料制成。

进一步地，气流输出连接筒30为台阶筒体结构，气流输出连接筒30的小径端插装设于导流出气结构13内并与导流出气结构13密封连接，气流输出连接筒30的大径端向外延伸布设。可以理解地，为了便于与外部连接，气流输出连接筒30的大径端为法兰连接端。

进一步地，为了便于安装压气机主体10，蜗壳本体12远离气流输入连接筒20的一侧设有。更优地，法兰连接盘由钢材料制成。

可选地，钢制材料为45号钢材料。

进一步地，为了保证结构的强度，导流进气结构11由钢材料制成，为了保证结构的强度和耐热性；导流出气结构13由钢材料制成。本发明中，通过采用部分构件用钢材料制成，实现了兼具较小比重和高强度的耐高温压气机壳100。

本发明还提供一种压气机，包括上述的耐高温压气机壳100，还包括设于耐高温压气机壳100内的叶轮200，耐高温压气机壳100与叶轮200的叶顶面之间留有出流间隙300，耐高温压气机壳100的内壁面上设有朝向叶顶面布设的齿形结构物400，齿形结构物400的齿尖与叶顶面之间留有避让间隙。可以理解地，常规压气机间隙，由两条光滑的样条曲线构成，分别为叶轮200叶顶型线和耐高温压气机壳100轮廓型线，叶轮200与耐高温压气机壳100之间的压气机间隙的气流运动较复杂，在特定工况下气流在间隙会回流，由叶轮200下游(出口方向)流向上游(入口方向)，并且与叶片之间的气流掺混，影响压气机做功能力，降低压气机工作效率，请参考图5，本发明的压气机，为减少气流在压气机间隙发生回流，设计耐高温压气机壳100的内壁面上设有朝向叶顶面布设的齿形结构物400，齿形结构物400的齿尖与叶顶面之间留有避让间隙，进而减小泄漏损失。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。