[發(fā)明專利]回流器及安裝有該回流器的雙級(jí)組合壓氣機(jī)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510848285.9
• 申請(qǐng)日: 2015-11-27
• 公開（公告）號(hào): CN105386998A
• 公開（公告）日: 2016-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃生勤;楊元英;溫泉;唐方明;鄒學(xué)奇;王國(guó)文;鄔國(guó)凡;楊晶晶;安志強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)航空動(dòng)力機(jī)械研究所
• 主分類號(hào): F04D29/40
• 分類號(hào): F04D29/40
• 代理公司: 北京律智知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11438
• 代理人: 闞梓瑄;喬彬

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及壓氣機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種回流器及安裝有該回流器的雙級(jí)組合壓氣機(jī)。

背景技術(shù)

雙級(jí)組合壓氣機(jī)是一種具有兩個(gè)壓氣機(jī)級(jí)的組合壓氣機(jī)類型。現(xiàn)有雙級(jí)組合壓氣機(jī)一般包含兩級(jí)，即第一級(jí)(進(jìn)口級(jí))與第二級(jí)(出口級(jí))。作為進(jìn)口級(jí)的第一級(jí)壓氣機(jī)，為了提高與作為出口級(jí)的第二級(jí)壓氣機(jī)的匹配效率，通常需要將第一級(jí)壓氣機(jī)的出口流道下壓，以為第二級(jí)壓氣機(jī)提供一個(gè)小的進(jìn)口半徑，提高其效率。

以現(xiàn)有斜流壓氣機(jī)作為第一級(jí)壓氣機(jī)為例，常用的斜流組合壓氣機(jī)的氣動(dòng)布局分為兩類，一類是如圖1所示的駝背型氣動(dòng)布局，另一類是如圖2所示的超緊湊S型氣動(dòng)布局。

以上兩種方案的缺陷在于：圖1所示的第一類方案中，包括例如斜流壓氣機(jī)的第一級(jí)壓氣機(jī)101、第二級(jí)壓氣機(jī)102以及回流器103，組合壓氣機(jī)的軸向長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)，會(huì)導(dǎo)致整個(gè)壓氣機(jī)的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)軸向變長(zhǎng)，從而帶來(lái)轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)不穩(wěn)定性。圖2所示的第二類方案中，包括例如斜流壓氣機(jī)的第一級(jí)壓氣機(jī)201、第二級(jí)壓氣機(jī)202以及回流器203，為了克服駝背型氣動(dòng)布局的技術(shù)缺陷，采用超緊湊的S型回流器203氣動(dòng)布局，可以縮短軸向長(zhǎng)度，但是導(dǎo)致整個(gè)流道結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化，氣流在緊湊的回流器203通道內(nèi)反復(fù)大角度折轉(zhuǎn)，氣動(dòng)損失較大，由于離心壓氣機(jī)202的效率通常都較低，因此導(dǎo)致整個(gè)組合壓氣機(jī)的效率偏低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個(gè)主要目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的至少一種缺陷，提供一種轉(zhuǎn)子系統(tǒng)軸向長(zhǎng)度較短且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的回流器。

本發(fā)明的另一個(gè)主要目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的至少一種缺陷，提供一種轉(zhuǎn)子系統(tǒng)軸向長(zhǎng)度較短且效率較高的雙級(jí)組合壓氣機(jī)。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種回流器，用于連接在雙級(jí)組合壓氣機(jī)的第一級(jí)與第二級(jí)之間，所述回流器包括回流器轉(zhuǎn)彎段通道、回流器葉片以及回流器回轉(zhuǎn)段通道；所述回流器轉(zhuǎn)彎段通道的入口連接于所述第一級(jí)的出口；所述回流器葉片的入口連接于所述回流器轉(zhuǎn)彎段通道的出口；所述回流器回轉(zhuǎn)段通道的入口連接于所述回流器葉片的出口；其中，所述回流器呈鵝頸形，且所述回流器轉(zhuǎn)彎段通道呈弧形，以使所述回流器葉片靠近所述第一級(jí)前側(cè)。

根據(jù)本發(fā)明的其中一個(gè)實(shí)施方式，所述回流器的進(jìn)口直徑大于其出口直徑，即所述回流器轉(zhuǎn)彎段通道的進(jìn)口直徑大于所述回流器回轉(zhuǎn)段通道的出口直徑。

根據(jù)本發(fā)明的其中一個(gè)實(shí)施方式，所述回流器的通道的截面積，由前至后為先增大后減小的結(jié)構(gòu)。

根據(jù)本發(fā)明的其中一個(gè)實(shí)施方式，所述回流器葉片能將由所述第一級(jí)流入的氣流整流為具有一預(yù)旋角度的預(yù)旋氣流，并流入所述第二級(jí)。

根據(jù)本發(fā)明的其中一個(gè)實(shí)施方式，所述回流器回轉(zhuǎn)段通道呈弧形，以使由其出口流出的氣流方向與所述雙級(jí)組合壓氣機(jī)的軸向相同。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種雙級(jí)組合壓氣機(jī)，包括第一級(jí)、第二級(jí)以及所述的回流器，所述回流器連接于所述第一級(jí)與所述第二級(jí)之間，即所述回流器轉(zhuǎn)彎段通道的入口連接于所述第一級(jí)的出口，所述回流器回轉(zhuǎn)段通道的出口連接于所述第二級(jí)的入口。

根據(jù)本發(fā)明的其中一個(gè)實(shí)施方式，所述第一級(jí)為斜流壓氣機(jī)，包括依次連接的斜流葉輪和斜流擴(kuò)壓器，所述斜流葉輪的出口方向與所述雙級(jí)組合壓氣機(jī)的軸向具有一傾斜角，所述斜流擴(kuò)壓器的出口朝所述斜流葉輪的出口的方向延伸，且所述斜流擴(kuò)壓器的出口連接于所述回流器轉(zhuǎn)彎段通道的入口。

根據(jù)本發(fā)明的其中一個(gè)實(shí)施方式，所述斜流葉輪的出口方向與其旋轉(zhuǎn)軸方向之間的傾斜角為40°～80°。

根據(jù)本發(fā)明的其中一個(gè)實(shí)施方式，所述回流器葉片的延伸方向與所述斜流擴(kuò)壓器的延伸方向之間的夾角趨近于0°，以使由所述回流器葉片的氣流方向與所述斜流擴(kuò)壓器的氣流方向之間的夾角趨近于0°。

根據(jù)本發(fā)明的其中一個(gè)實(shí)施方式，所述第一級(jí)的葉輪與所述第二級(jí)的葉輪為共用一根旋轉(zhuǎn)軸的結(jié)構(gòu)；或者，所述第一級(jí)的葉輪的旋轉(zhuǎn)軸與所述第二級(jí)的葉輪的旋轉(zhuǎn)軸為分別設(shè)置且共線的兩根旋轉(zhuǎn)軸。

由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明提出的回流器及安裝有該回流器的雙級(jí)組合壓氣機(jī)的優(yōu)點(diǎn)和積極效果在于：

本發(fā)明提出的回流器，通過(guò)采用鵝頸形的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在縮短軸向長(zhǎng)度的基礎(chǔ)上，簡(jiǎn)化了整個(gè)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(dòng)損失較小，進(jìn)而提升雙級(jí)組合壓氣機(jī)系統(tǒng)的整體效率。并且，通過(guò)回流器葉片靠近第一級(jí)前側(cè)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使雙級(jí)組合壓氣機(jī)的軸向長(zhǎng)度進(jìn)一步縮短，結(jié)構(gòu)更加緊湊，具有更加優(yōu)良的轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)特性。