蜗舌部和包括该蜗舌部的旋转机器

摘要

本发明提供一种蜗舌部和包括该蜗舌部的旋转机器。所述旋转机器的机壳包括：扩散器部；蜗壳部，从扩散器部喷射的流体流动到蜗壳部中；蜗舌部，所述蜗舌部包括：舌部；底表面，从扩散器部的底表面延伸；流动开口，设置在舌部和底表面之间，流体通过所述流动开口从扩散器部运动到蜗壳部，其中，蜗舌部的底表面与扩散器部的底表面共面。

说明书

本申请要求于2013年9月4日提交到韩国知识产权局的第 10-2013-0106294号韩国专利申请的优先权，该申请公开的全部内容通过引用 被包含于此。

技术领域

根据示例性实施例的设备涉及一种蜗舌部和包括该蜗舌部的旋转机器。

背景技术

压缩流体的压缩机、泵和鼓风机具有包括转子的旋转机器的结构。

在现有技术中，旋转机器包括叶轮和机壳。叶轮为转子，并将旋转动能 传递到流体以增加流体的压力。为此，叶轮包括促进流体的运动并将能量传 递到流体的多个叶片。

为提高旋转机器的性能正在做大量的努力，第10-1996-0001494号韩国 专利公开公开了这样的压缩机技术：减小叶片式压缩机的压力损失，以提高 叶片式压缩机的性能。

发明内容

一个或更多个示例性实施例包括具有减小压力损失的结构的蜗舌部及包 括该蜗舌部的旋转机器。

其它方面的一部分将在下面的描述中被阐述，一部分将通过所述描述而 清楚，或者可通过示例性实施例的实践而学习到。

根据示例性实施例的一方面，提供一种旋转机器的机壳，所述机壳包括： 扩散器部；蜗壳部，从扩散器部喷射的流体流动到蜗壳部中；蜗舌部，所述 蜗舌部包括：舌部；底表面，从扩散器部的底表面延伸；流动开口，设置在 舌部和所述底表面之间，流体通过流动开口从扩散器部运动到蜗壳部，其中， 蜗舌部的底表面与扩散器部的底表面共面。

所述机壳还包括设置在扩散器部的底表面上的多个扩散器叶片。

所述蜗舌部的底表面可与扩散器部的底表面齐平。

所述旋转机器可为压缩机、泵和鼓风机中的一个。

根据另一示例性实施例的一方面，提供一种旋转机器，所述旋转机器包 括：叶轮，包括叶片；扩散器部，被构造为增加流经叶轮的流体的压力；蜗 壳部，被构造为压缩从扩散器部喷射的流体；蜗舌部，设置在蜗壳部处，其 中，蜗舌部包括：流动开口，流体通过流动开口从扩散器部运动到蜗壳部； 底表面，与扩散器部的底表面共面地延伸。

扩散器叶片可形成在所述扩散器部的底表面处。

所述旋转机器还可包括连接到蜗壳部的收集器部。

所述旋转机器可为压缩机、泵和鼓风机中的一个。

所述蜗舌部还可包括舌部，并且所述流动开口是设置在舌部和蜗舌部的 底表面之间的间隙。

根据另一示例性实施例的一方面，提供一种旋转机器的蜗舌部，所述蜗 舌部包括：舌部；底表面，从扩散器部的底表面延伸；流动开口，设置在舌 部和所述底表面之间，流体通过流动开口从扩散器部运动到蜗壳部，其中， 蜗舌部的底表面与扩散器部的底表面齐平。

多个扩散器叶片可设置在扩散器部的底表面上。

附图说明

通过下面结合附图对实施例进行的描述，上述和/或其他方面将变得明显 并且更加容易理解，其中：

图1是根据示例性实施例的旋转机器的透视图；

图2是示出根据示例性实施例的沿图1的II-II线截取的旋转机器的机壳 的截面图；

图3是根据示例性实施例的图2的机壳的一部分处于不同角度的视图；

图4是示意性地示出当流经扩散器部的流体进入蜗壳部(scroll part)时 根据示例性实施例的蜗舌部(scroll tongue part)附近的流体的流动的视图；

图5是作为对比示例的现有技术的旋转机器的机壳的截面图；

图6是示意性地示出当流经扩散器部的流体进入蜗壳部时现有技术的旋 转机器的机壳的蜗舌部附近的流体的流动的视图。

具体实施方式

现在将详细地描述示例性实施例，其示例在附图中示出，其中，相同的 标号始终指示相同的元件。就这一点而言，示例性实施例可具有不同的形式， 并且不应被解释为限于在此阐述的描述。因此，通过参照附图仅对示例性实 施例进行如下描述，以解释本说明书的各方面。在一系列的元件之前的诸如 “至少一个”的表述，修饰整列的元件，而不是修饰一系列元件中的单个元件。

图1是根据示例性实施例的旋转机器100的透视图。图2是示出沿图1 的II-II线截取的旋转机器100的机壳120的视图。图3是图2的机壳120的 一部分处于不同角度的视图。图4是示意性地示出当流经扩散器部122的流 体进入蜗壳部123时根据示例性实施例的蜗舌部125附近的流体的流动的视 图。

如图1至图4所示，根据示例性实施例的旋转机器100为压缩流体的离 心式压缩机。旋转机器100包括叶轮110和机壳120。

根据示例性实施例的旋转机器100为离心式压缩机，但不限于此。旋转 机器100可以是根据转子的旋转运动改变流体的压力和速度的任何设备。例 如，旋转机器100可以为泵、鼓风机等。

通过旋转机器100压缩的流体可为各种流体，诸如空气、煤气(gas)、 蒸汽和液体等。

叶轮110包括轮毂111和设置在轮毂111上的叶片112。轮毂111固定到 旋转轴(未示出)，并且当旋转轴旋转时，叶轮110随旋转轴一起旋转。

多个叶片112设置在轮毂111上。叶片112引导流体的运动并将叶轮110 的旋转动能传递到流体。

包括叶轮110的机壳120为结构体或组合体，在该结构体或组合体中， 流体的压力随着流体运动经过叶轮110而增加。机壳120包括流入部121、 扩散器部122、蜗壳部123、收集器部124和蜗舌部125。

流入部121是形成在旋转机器100的中部处的入口，并且将要被压缩的 流体通过该入口流动到机壳120中。

扩散器部122降低了流经叶轮110的流体的速度，并增加了流经叶轮110 的流体的压力，引导流体的运动的扩散器叶片122b设置在扩散器部122的底 表面122a处。

根据示例性实施例的扩散器部122包括扩散器叶片122b，但示例性实施 例不限于此。扩散器部122可不包括扩散器叶片122b。

从叶轮110喷射的流体流经扩散器部122，并到达蜗壳部123。蜗壳部 123沿机壳120的径向设置在扩散器部122的外部。

蜗壳部123可具有其中的流动截面面积沿从蜗壳部123的起始部到端部 的方向增加的形状。蜗壳部123的这样的形状降低了流体的速度并增加了流 体的压力。

收集器部124设置在蜗壳部123的一端处，通过流经蜗壳部123的内部 而被压缩的流体通过收集器部124喷射到外部。

蜗舌部125设置在蜗壳部123的起始部处，但示例性实施例不限于此。 作为另一示例，蜗舌部125可设置在蜗壳部123的另一部分处。

蜗舌部125包括舌部125b和流动开口125a，流动开口125a形成在舌部 125b与蜗舌部125的底表面125a_1之间。通过流动开口125a，流体从扩散 器部122运动到蜗壳部123。

蜗舌部125的底表面125a_1具有从扩散器部122的底表面122a平面地 延伸的形状。即，蜗舌部125的底表面125a_1与扩散器部122的底表面122a 共面或齐平。当流体流(通过流动开口125a进入蜗壳部123的内部)与蜗壳 部123中流动的流体流汇合时，底表面125a_1的形状使流体流之间的接触角 减小，从而降低流体的压力损失。下面将对此进行详细的描述。

在下文中，将对根据示例性实施例的旋转机器100的操作进行描述。

当用户操作旋转机器100时，叶轮110接收来自旋转轴(未示出)的动 力而旋转。

当叶轮110开始旋转时，将被压缩的流体从机壳120的流入部121流动 到叶轮110中，并且流动的流体通过叶片112而具备叶轮110的旋转动能， 并以高速喷射到扩散器部122。

喷射到扩散器部122的流体根据扩散器叶片122b的引导而运动。在这种 情况下，通过扩散器叶片122，降低了流体的速度并增加了流体的压力。

随后，流经扩散器部122的压缩的流体进入蜗壳部123，因此，压缩的 流体进一步增加压力并通过收集器部124喷射到外部。

在根据示例性实施例的旋转机器100中，蜗舌部125的流动开口125a 的底表面125a_1的形状为从扩散器部122的底表面122a平面地延伸的形状， 因此，降低了蜗舌部125附近的流体流的压力损失。将参照图4对此进行详 细的描述。

如上所述，流经扩散器部122的压缩的流体进入蜗壳部123的内部。扩 散器部122和蜗壳部之间的过渡区与蜗舌部125的外周相对应。即，如图4 所示，流经扩散器部122的设置在蜗舌部125附近的部分的第一流体流F1流 经流动开口125a并进入蜗壳部123。

已进入蜗壳部123并根据蜗壳部123的内部的引导而流动的第二流体流 F2存在于蜗壳部123的设置在蜗舌部125附近的部分中。

当第一流体流F1流经流动开口125a并进入蜗壳部123时，第一流体流 F1与第二流体流F2汇合。在这种情况下，随着第一流体流F1和第二流体流 F2之间的接触角α减小，涡流的出现减少。由于流动开口125a的底表面 125a_1的形状为从扩散器部122的底表面122a平面地延伸的形状，所以第一 流体流F1水平地进入蜗壳部123，因此，接触角α小。因此，使涡流的出现 最小化，因此，降低了流体的压力损失，从而提高旋转机器100的性能。

为了更清楚地描述上述的本实施例的操作和效果，将对根据示例性实施 例的机壳与作为对比示例的现有技术的旋转机器的机壳进行比较。

图5是作为对比示例的现有技术的旋转机器的机壳的截面图。图6是示 意性地示出当流经扩散器部的流体进入蜗壳部时，现有技术的旋转机器的机 壳的蜗舌部附近的流体的流动的视图。

如图5所示，机壳220包括流入部221、扩散器部222、蜗壳部223、收 集器部224和蜗舌部225。

扩散器叶片222b设置在扩散器部222的底表面222a处。与图1至图4 的示例性实施例不同，突起部225a_1形成在流动开口225a(形成在蜗舌部 225处)之下。

当叶轮根据现有技术的旋转机器被驱动而旋转时，高速流体喷射到扩散 器部222，并且流经扩散器部222的流体进入蜗壳部223的内部。

如图6所示，流经扩散器部222的设置在蜗舌部225附近的部分的第三 流体流F3流经流动开口225a并进入蜗壳部223。第三流体流F3通过形成在 流动开口225a之下的突起部225a_1而从与扩散器部222的底表面222a平行 的平面升高角度θ。

已进入蜗壳部223并根据蜗壳部223的内部的引导而流动的第二流体流 F2存在于蜗壳部223的设置在蜗舌部225附近的部分中。

当第三流体流F3流经流动开口225a并进入蜗壳部223时，第三流体流 F3与第二流体流F2汇合。在这种情况下，由于第二流体流F2和第三流体流 F3之间的接触角β相对大，所以诱发了涡流的出现。由于这个原因，增加了 流体的压力损失，导致旋转机器的性能降低。

另一方面，在根据示例性实施例的旋转机器100中，蜗舌部125的流动 开口125a的底表面125a_1的形状为从扩散器部122的底表面122a平面地延 伸的形状，因此，当流经流动开口125a并进入蜗壳部123的内部的流体流与 在蜗壳部123中流动的流体流汇合时，流体流之间的接触角小，从而降低了 流体的压力损失。因此，提高了旋转机器100的性能。

此外，在根据示例性实施例的旋转机器100中，由于蜗舌部125的流动 开口125a的底表面125a_1的形状为从扩散器部122的底表面122a平面地延 伸的形状，所以容易制造蜗壳部123和蜗舌部125，从而降低了失败率。将 描述作为制造方法的示例的铸造方法，由于图6中示出的机壳220的蜗舌部 225包括突起部225a_1，所以用于铸造的木模型的结构复杂，因此在制造过 程中，出现阶梯高度或增加损坏的风险。另一方面，由于根据示例性实施例 的蜗舌部125的流动开口125a的底表面125a_1的形状为从扩散器部122的 底表面122a平面地延伸的形状，所以用于铸造的木模型的结构简单，从而减 少诸如阶梯高度的缺陷，并且加快了制造过程。

如上所述，根据以上示例性实施例中的一个或更多个，降低了旋转机器 的蜗壳中的流体压力损失，从而提高了旋转机器的性能。

应该理解的是，这里描述的示例性实施例应认为仅是描述性的，并非出 于限制的目的。每个实施例中的特征或方面的描述通常应该被视为可用于其 他实施例中的其他类似的特征或方面。

尽管上面已具体示出和描述了示例性实施例，但本领域普通技术人员将 理解，在不脱离由权利要求限定的本发明构思的精神和范围的情况下，可在 形式和细节上做出各种改变。