式中，都必須將斜流葉輪11的旋轉(zhuǎn)軸13與離心葉輪21的旋轉(zhuǎn)軸24設(shè)計為分別設(shè)置且共線的兩根。例如，在本發(fā)明的其他示例性實施方式中，斜流葉輪11與離心葉輪21為共用一根旋轉(zhuǎn)軸的結(jié)構(gòu)。另外，斜流葉輪11與離心葉輪21的旋轉(zhuǎn)方向可以為同向也可以為反向。上述斜流葉輪11的旋轉(zhuǎn)軸13與離心葉輪21的旋轉(zhuǎn)軸24的設(shè)置方式，可根據(jù)斜流離心組合壓氣機的具體結(jié)構(gòu)以及使用需求靈活調(diào)整。
[0045]結(jié)合圖3所示，對本發(fā)明提出的斜流離心組合壓氣機的工作原理和工作流程說明如下:
[0046]當本發(fā)明提出的斜流離心組合壓氣機2工作時，氣流進入第一級斜流壓氣機1的斜流葉輪11進行旋轉(zhuǎn)增壓，流入斜流擴壓器12進行整流。氣流由斜流壓氣機1旋轉(zhuǎn)增壓并整流后，流入回流器3的回流器轉(zhuǎn)彎段通道31中，并回轉(zhuǎn)至回流器葉片32中進行整流和加速，然后通過回流器回轉(zhuǎn)段通道33重新變?yōu)檩S向。氣流由回流器3流出后，進入第二級離心壓氣機2的離心葉輪21，經(jīng)離心葉輪21進一步增壓后，依次進入徑向擴壓器22和軸向擴壓器23進行減速擴壓，最后流入下一部件。
[0047]通過上述結(jié)構(gòu)設(shè)計，本發(fā)明提出的斜流離心組合壓氣機相比于現(xiàn)有斜流離心組合壓氣機，簡化了整個流道結(jié)構(gòu)，使氣流在回流器3通道內(nèi)的大角度折轉(zhuǎn)減少，氣動損失較小，進而提升組合壓氣機的整體效率。并且，通過回流器葉片32靠近斜流擴壓器12前側(cè)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，使組合壓氣機的軸向長度進一步縮短，結(jié)構(gòu)更加緊湊，具有更加優(yōu)良的轉(zhuǎn)子動力學特性。另外，基于上述結(jié)構(gòu)設(shè)計，同時配合斜流葉輪11的出口方向與其旋轉(zhuǎn)軸13方向之間的傾斜角α為40°?80°的結(jié)構(gòu)設(shè)計，能夠保證斜流壓氣機1具有更高的增壓能力以及更大的氣流通流能力，進而能夠滿足大流量工作范圍與高壓比范圍的要求。
[0048]具體而言，經(jīng)過試驗驗證與對比，第一級的斜流壓氣機1的增壓比為3.0?7.0:1，第二級的離心壓氣機2的增壓比為2.0?5.0:1，因而本發(fā)明提出的斜流離心組合壓氣機的總體增壓比范圍可達到6.0?35.0:1。同時，本發(fā)明的流量范圍可以達到3.0?30.0kg/s ο另外，由于本發(fā)明提出的斜流離心組合壓氣機的軸向長度更短，與具有相同設(shè)計參數(shù)的現(xiàn)有斜流離心組合壓氣機相比，其軸向長度可比駝背型氣動布局的組合壓氣機縮短50%，可比超緊湊S型氣動布局的組合壓氣機縮短20%，結(jié)構(gòu)更加緊湊，可顯著改善轉(zhuǎn)子動力學特性。
[0049]以上詳細地描述和/或圖示了示例性實施例。但本發(fā)明的實施方式不限于這里所描述的特定實施方式，相反，每個實施方式的組成部分和/或步驟可與這里所描述的其它組成部分和/或步驟獨立和分開使用。一個實施方式的每個組成部分和/或每個步驟也可與其它實施方式的其它組成部分和/或步驟結(jié)合使用。在介紹這里所描述和/或圖示的要素/組成部分/等時，用語“一個”、“一”和“上述”等用以表示存在一個或多個要素/組成部分/等。術(shù)語“包含”、“包括”和“具有”用以表示開放式的包括在內(nèi)的意思并且是指除了列出的要素/組成部分/等之外還可存在另外的要素/組成部分/等。此外，權(quán)利要求書及說明書中的術(shù)語“第一”和“第二”等僅作為標記使用，不是對其對象的數(shù)字限制。
[0050]雖然已根據(jù)不同的特定實施例對本發(fā)明進行了描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將會認識到可在權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)對本發(fā)明的實施進行改動。
【主權(quán)項】
1.一種斜流離心組合壓氣機，包括: 斜流壓氣機(1)，作為所述斜流離心組合壓氣機的兩級中的第一級，包括依次連接的斜流葉輪(11)和斜流擴壓器(12)，所述斜流葉輪(11)的出口方向與所述斜流離心組合壓氣機的軸向具有一傾斜角(α)，所述斜流擴壓器(12)的出口朝所述斜流葉輪(11)的出口的方向延伸； 離心壓氣機(2)，作為所述斜流離心組合壓氣機的兩級中的第二級，包括依次連接的離心葉輪(21)、徑向擴壓器(22)和軸向擴壓器(23);以及 回流器(3)，呈鵝頸形且連接于所述第一級與所述第二級之間，所述回流器(3)包括依次連接的回流器轉(zhuǎn)彎段通道(31)、回流器葉片(32)和回流器回轉(zhuǎn)段通道(33)，所述回流器轉(zhuǎn)彎段通道(31)的進口連接于所述斜流擴壓器(12)的出口，所述回流器轉(zhuǎn)彎段通道(31)呈弧形，以使所述回流器葉片(32)靠近所述斜流擴壓器(12)前側(cè)，所述回流器回轉(zhuǎn)段通道(33)的出口連接于所述離心葉輪(21)的進口。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斜流離心組合壓氣機，所述斜流葉輪(11)的出口方向與其旋轉(zhuǎn)軸(13)方向之間的傾斜角(α)為40°?80°。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的斜流離心組合壓氣機，所述回流器葉片(32)的延伸方向與所述斜流擴壓器(12)的延伸方向之間的夾角(β)趨近于0°，以使由所述回流器葉片(32)的氣流方向與所述斜流擴壓器(12)的氣流方向之間的夾角趨近于0°。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的斜流離心組合壓氣機，所述回流器葉片(32)與所述斜流擴壓器(12)均為直線型，且所述回流器葉片(32)的延伸長度大于所述斜流擴壓器(12)的延伸長度。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斜流離心組合壓氣機，所述回流器(3)的進口直徑大于其出口直徑，即所述回流器轉(zhuǎn)彎段通道(31)的進口直徑大于所述回流器回轉(zhuǎn)段通道(33)的出口直徑。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的斜流離心組合壓氣機，所述回流器(3)的通道的截面積，由前至后為先增大后減小的結(jié)構(gòu)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斜流離心組合壓氣機，所述回流器葉片(32)能將由所述斜流壓氣機(1)流入的氣流整流為±15°的預旋氣流，并流入所述離心壓氣機(2)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斜流離心組合壓氣機，所述回流器回轉(zhuǎn)段通道(33)呈弧形，以使由其出口流出的氣流方向與所述斜流葉輪(11)的旋轉(zhuǎn)軸(13)方向相同。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斜流離心組合壓氣機，所述斜流葉輪(11)與所述離心葉輪(21)為共用一根旋轉(zhuǎn)軸的結(jié)構(gòu)。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斜流離心組合壓氣機，所述斜流葉輪(11)的旋轉(zhuǎn)軸(13)與所述離心葉輪(21)的旋轉(zhuǎn)軸(24)為分別設(shè)置的兩根旋轉(zhuǎn)軸，且所述兩根旋轉(zhuǎn)軸位于一條直線上。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種斜流離心組合壓氣機，包括斜流壓氣機、離心壓氣機以及回流器；回流器呈鵝頸形且連接于斜流壓氣機與離心壓氣機之間，回流器包括依次連接的回流器轉(zhuǎn)彎段通道、回流器葉片和回流器回轉(zhuǎn)段通道，回流器轉(zhuǎn)彎段通道的進口連接于斜流擴壓器的出口，回流器轉(zhuǎn)彎段通道呈弧形，以使回流器葉片靠近斜流擴壓器前側(cè)，回流器回轉(zhuǎn)段通道的出口連接于離心葉輪的進口。本發(fā)明在縮短軸向長度的基礎(chǔ)上，簡化了整個流道結(jié)構(gòu)，使氣流在回流器通道內(nèi)的大角度折轉(zhuǎn)減少，氣動損失較小，進而提升組合壓氣機的整體效率。并且，使組合壓氣機的軸向長度進一步縮短，結(jié)構(gòu)更加緊湊，具有更加優(yōu)良的轉(zhuǎn)子動力學特性。
【IPC分類】F04D25/16, F04D29/40, F04D29/26
【公開號】CN105257574
【申請?zhí)枴緾N201510848077
【發(fā)明人】黃生勤, 楊元英, 溫泉, 楊晶晶, 鄔國凡, 王國文, 鄒學奇, 安志強
【申請人】中國航空動力機械研究所
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年11月27日