本實用新型屬于微型渦輪噴氣發(fā)動機技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種壓氣機葉輪。
背景技術(shù):
渦輪噴氣發(fā)動機是一種渦輪發(fā)動機,其特點是完全依賴燃?xì)怏w產(chǎn)生推力,通常用作高速飛機的動力。渦輪噴氣發(fā)動機分為離心式和軸流式兩種。渦輪噴氣發(fā)動機按照“工作循環(huán)”的模式進(jìn)行工作,它從大氣中吸進(jìn)空氣,空氣經(jīng)壓縮和加熱過程后得到能量和動量,之后得到能量和動量的空氣從推進(jìn)噴管中排出,在高速氣體噴出發(fā)動機時,同時帶動壓氣機和渦輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn),維持工作循環(huán)。
壓氣機是渦輪噴氣發(fā)動機中的重要部件,影響推力性能,常見的是葉片式壓氣機,用于給氣體增壓,分為軸流式、離心式和斜流式壓氣機。軸流式壓氣機氣體的流動方式是軸向進(jìn)氣,軸向排氣;離心式壓氣機氣體的流動方式是軸向進(jìn)氣,徑向排氣;斜流式壓氣機是軸流與離心壓氣機的折中,軸向進(jìn)氣,與軸向有—定角度排氣。
壓氣機通過轉(zhuǎn)子葉片對氣流做功,轉(zhuǎn)化微氣流的壓力能與動能,再經(jīng)靜子葉片將多余的動能轉(zhuǎn)化為壓力能,從而完成對氣體的增壓,然而,氣體并不總是能按照設(shè)計的方向流動,在某些局部氣流的流動方向與主流并不一致,產(chǎn)生局部橫向流動,甚至出現(xiàn)倒流和漩渦,這些與主流方向不一致的流動統(tǒng)稱為壓氣機內(nèi)的二次流動,二次流動帶來的都是負(fù)面效果,會阻礙流動,減弱壓氣機的增壓能力,降低做功效率。
現(xiàn)有技術(shù)中,為減小二次流動,一般通過改進(jìn)葉片的結(jié)構(gòu)形狀,比如可以使葉片在根部的轉(zhuǎn)角減小,或使葉片根部處于負(fù)攻角,睜低根部負(fù)荷;也可以采用全三維造型設(shè)計,讓葉片在軸向彎曲,可以部分控制二次流動,這使得葉片的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、效率低。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本實用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單便于加工的壓氣機葉輪,可以有效抑制氣體在輪轂面附近及葉片根部的二次流動,能夠提高做功效率。
本實用新型是這樣實現(xiàn)的,一種壓氣機葉輪,所述壓氣機葉輪,包括輪盤、繞所述輪盤周向間隔設(shè)置的多個壓氣機大葉片,在兩相鄰的所述壓氣機大葉片之間設(shè)有壓氣機小葉片。
作為一種改進(jìn),所述壓氣機大葉片、所述壓氣機小葉片的數(shù)量分別為11片。
作為一種改進(jìn),所述壓氣機葉輪的高度為65~70毫米,所述壓氣機大葉片的軸向高度為45~50毫米,所述壓氣機小葉片的軸向高度為25~30毫米,所述壓氣機大葉片靠近前側(cè)的一端的徑向高度為25~30毫米,所述壓氣機葉輪的多個壓氣機大葉片靠近前側(cè)一端的外徑為100~101毫米,所述壓氣機小葉片靠近前側(cè)的一端的徑向高度為15~20毫米,所述壓氣機大葉片和壓氣機小葉片靠近后側(cè)的一端的徑向高度為7~10毫米,所述壓氣機葉輪的多個壓氣機大葉片、所述壓氣機小葉片靠近后側(cè)一端的外徑為145~147毫米,所述輪盤的直徑為145~150毫米。
作為一種改進(jìn),所述壓氣機葉輪的高度優(yōu)選的為68.39~68.40毫米,所述壓氣機大葉片的軸向高度優(yōu)選的為49毫米,所述壓氣機小葉片的軸向高度優(yōu)選的為30毫米,所述壓氣機大葉片靠近前側(cè)的一端的徑向高度優(yōu)選的為28.398毫米,所述壓氣機小葉片靠近前側(cè)的一端的徑向高度優(yōu)選的為19.468毫米,所述壓氣機大葉片和壓氣機小葉片靠近后側(cè)的一端的徑向高度優(yōu)選的為8.3毫米,所述壓氣機葉輪的多個壓氣機大葉片、所述壓氣機小葉片靠近后側(cè)一端的外徑優(yōu)選的為145.975~146毫米,所述輪盤的直徑優(yōu)選為147.975~148毫米。
由于采用了上述結(jié)構(gòu),本實用新型提供的壓氣機葉輪包括輪盤、繞輪盤周向間隔設(shè)置的多個壓氣機大葉片,在兩相鄰的壓氣機大葉片之間設(shè)有壓氣機小葉片。在壓氣機大葉片之間設(shè)置壓氣機小葉片,結(jié)構(gòu)簡單便于加工,使兩個壓氣機大葉片之間的空隙分為兩個部分,能夠阻斷氣體的橫向流動,使壓氣機的 增壓作用更加顯著,提高了葉輪的做功效率。
附圖說明
圖1是微型渦輪噴氣發(fā)動機的剖視結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2是本實用新型的壓氣機葉輪與渦輪轉(zhuǎn)子的安裝結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3是本實用新型的壓氣機葉輪的剖視結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4是本實用新型的壓氣機葉輪的立體結(jié)構(gòu)示意圖;
其中,10、外殼,20a、壓氣機葉輪,20b、葉輪罩殼,21、輪盤,22、壓氣機大葉片,23、壓氣機小葉片,30、擴壓器,40、燃燒器,50、導(dǎo)向器,60、渦輪,70、尾噴管,80、軸承座。
具體實施方式
為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白,以下結(jié)合附圖及實施例,對本實用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解,此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型,并不用于限定本實用新型。
首先定義微型渦輪噴氣發(fā)動機的進(jìn)氣的一端為前,噴氣的一端為后,由圖1可知,該微型渦輪噴氣發(fā)動機包括外殼10、設(shè)置在外殼10的前端并與其端部固定連接的葉輪罩殼20b、設(shè)置在外殼10的后端并與其端部固定連接的尾噴管70,在葉輪罩殼20b、外殼10及尾噴管70圍成的空腔內(nèi)沿軸向依次設(shè)置有壓氣機葉輪20a、擴壓器30、燃燒器40、導(dǎo)向器50、渦輪60以及軸承座80,壓氣機葉輪20a設(shè)置在葉輪罩殼20b所圍成的空腔及外殼10的前端部所圍成的空腔內(nèi),軸承座80設(shè)置在外殼10所圍成的空腔內(nèi)并沿其軸向設(shè)置,擴壓器30設(shè)置在軸承座80的前端部處并與其固定連接、燃燒器40套設(shè)在軸承座80上,導(dǎo)向器50設(shè)置在軸承座80的后端部處并與其固定連接,渦輪60設(shè)置在外殼10的后端部所圍成的空腔及尾噴管70圍成的空腔內(nèi),渦輪60的渦軸穿過軸承座80、擴壓器30并延伸至葉輪罩殼20b的空腔內(nèi),壓氣機葉輪20a固定在渦軸上并通過緊固螺母壓緊。
由圖2、圖3和圖4可知,壓氣機葉輪20a包括輪盤21、繞輪盤21周向間 隔設(shè)置的多個壓氣機大葉片22,在兩相鄰的壓氣機大葉片22之間設(shè)有壓氣機小葉片23。經(jīng)過試驗,壓氣機葉輪20a的各部分尺寸在以下數(shù)值范圍之內(nèi)時,工作效率相對更高,壓氣機葉輪20a的高度A為65~70毫米,優(yōu)選的為68.39~68.40毫米;壓氣機大葉片22的軸向高度B為45~50毫米,優(yōu)選的為49毫米,壓氣機小葉片23的軸向高度C為25~30毫米,優(yōu)選的為30毫米;壓氣機大葉片22靠近前側(cè)的一端的徑向高度D為25~30毫米,優(yōu)選的為28.398毫米,壓氣機葉輪20a的多個壓氣機大葉片22靠近前側(cè)一端的外徑E為100~101毫米,壓氣機小葉片23靠近前側(cè)的一端的徑向高度F為15~20毫米,優(yōu)選的為19.468毫米,壓氣機大葉片22和壓氣機小葉片23靠近后側(cè)的一端的徑向高度G為7~10毫米,優(yōu)選的為8.3毫米,壓氣機葉輪20a的多個壓氣機大葉片22、壓氣機小葉片23靠近后側(cè)一端的外徑H為145~147毫米,優(yōu)選的為145.975~146毫米;輪盤21的直徑I為145~150毫米,優(yōu)選為147.975~148毫米。
由于輪盤21和壓氣機大葉片22的尺寸限制,在輪盤111上只能設(shè)置有限的壓氣機大葉片22,這樣每兩個壓氣機大葉片22之間的空隙很大,當(dāng)壓氣機帶動壓氣機葉輪20a轉(zhuǎn)動時,壓氣機大葉片22之間的空隙導(dǎo)致了空氣的橫向流動,而在壓氣機大葉片22之間設(shè)置壓氣機小葉片23,使兩個壓氣機大葉片22之間的空隙分為兩個部分,能夠阻斷氣體的橫向流動,使壓氣機的增壓作用更加顯著,提高了葉輪的做功效率。壓氣機大葉片22的構(gòu)造是曲線形構(gòu)造,減了轉(zhuǎn)動時空氣的阻力,使壓氣機能夠更好的工作,做功效率得到提高。壓氣機葉輪20a的結(jié)構(gòu)簡單便于加工,有效抑制氣體在輪轂面附近及葉片根部的二次流動,能夠提高做功效率。
在本實施例中,壓氣機大葉片22、壓氣機小葉片23的數(shù)量分別為11片,當(dāng)然,也可以根據(jù)實際需要設(shè)置為其它的片數(shù)。
以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已,并不用以限制本實用新型,凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。