[發明專利]一種軸流-離心整體葉盤式組合壓縮系統

有效

• 申請號: 201710286250.X
• 申請日: 2017-04-27
• 公開（公告）號: CN106939832B
• 公開（公告）日: 2018-10-02
• 發明（設計）人: 陽誠武;趙勝豐;韓戈;張燕峰;盧新根;李紫良
• 申請（專利權）人: 中國科學院工程熱物理研究所
• 主分類號: F02C3/08
• 分類號: F02C3/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種軸流?離心整體葉盤式組合壓縮系統，軸流葉輪與離心葉輪聯接一體為整體葉盤，軸流轉子與離心葉輪之間布置軸流靜子，軸流壓氣機的葉輪外環、離心壓氣機的葉輪外環聯接一體為整體葉輪外環，整體葉輪外環上設置有1個用以裝配靜子外環的裝配預留空腔，軸流靜子在周向被分割成若干等分，從裝配預留空腔裝入各等分的靜子外環，通過所述裝配預留空腔頂部的圓柱面對靜子外環進行徑向限位，通過壓環壓緊各所述靜子外環。本發明的組合壓縮系統，簡化了壓縮系統結構，可提高發動機的可靠性，降低生產成本；懸臂靜子的采用，可提高軸流壓氣機級的喘振裕度，進一步提高組合壓縮系統的喘振裕度，拓寬發動機的運行包線。

技術領域

本發明涉及一種軸流-離心葉輪整體葉盤結構、與該結構相適應的懸臂靜子及其軸流-離心組合壓縮系統。具體涉及應用于小型燃氣渦輪發動機、結構緊湊、效率高、裕度大、可靠性高的軸流-離心組合壓縮系統。

背景技術

小型燃氣渦輪發動機多采用軸流-離心組合壓氣機、單級離心壓氣機或者兩級離心壓氣機等作為其壓縮系統。離心壓氣機由于結構簡單、單級壓比高而被廣泛采用，但其自身固有的效率低且單級壓比受限的問題尤為突出，這對經濟性要求較高的發動機是非常明顯的缺陷。

軸流-離心組合壓氣機由于效率較高，是小型燃氣渦輪發動機壓縮系統的首選。但軸流壓氣機級的增加導致發動機結構復雜，特別是軸流轉子葉輪使得轉子系統零件增加，轉子傳扭和運行的可靠性降低，為發動機設計帶來困難。

發明內容

針對以上技術問題，本發明旨在提供一種軸流-離心整體葉盤式組合壓縮系統，其軸流轉子葉輪與離心葉輪采用一體化的整體葉盤結構、以及一體化的整體葉輪外環結構、與之相適應的軸流靜子采用懸臂結構，簡化了壓縮系統結構，可提高發動機的可靠性，降低生產成本；懸臂靜子的采用，可提高軸流壓氣機級的喘振裕度，進一步提高組合壓縮系統的喘振裕度，拓寬發動機的運行包線。

本發明為解決其技術問題所采用的技術方案為：

一種軸流-離心整體葉盤式組合壓縮系統，包括軸流壓氣機和離心壓氣機，所述軸流壓氣機包括軸流轉子和軸流靜子，所述離心壓氣機包括離心葉輪和徑向-軸向擴壓器，其中，所述軸流轉子設置在所述軸流靜子的上游，所述離心葉輪設置在所述軸流靜子的下游，所述軸流靜子位于所述軸流轉子和離心葉輪之間，所述徑向-軸向擴壓器設置在離心葉輪的下游，其特征在于，

--所述軸流轉子與離心葉輪聯接一體為軸流-離心整體葉盤，所述整體葉盤包括軸流葉片、離心葉片和支承輪盤，所述軸流葉片固定設置在所述支承輪盤的上游，所述離心葉片固定設置在所述支承輪盤的下游，所述軸流葉片與離心葉片之間的軸向空間用以布置軸流靜子；

--所述軸流壓氣機的葉輪外環、離心壓氣機的葉輪外環聯接一體為軸流-離心整體葉輪外環，所述整體葉輪外環的上游為軸流轉子的葉輪外環，所述整體葉輪外環的下游為離心葉輪的葉輪外環，所述軸流葉片、離心葉片的葉尖與所述整體葉輪外環的內表面之間具有一定的間隙，以保證所述軸流轉子和離心葉輪正常旋轉，所述軸流轉子的葉輪外環與離心葉輪的葉輪外環之間的整體葉輪外環上設置有沿周向布置的1個用以裝配靜子外環的裝配預留空腔；

--所述軸流靜子為懸臂結構，靜子葉片直接設置在靜子外環上，所述靜子葉片的葉尖與所述支承輪盤之間設置有一定的間隙，以保證支承輪盤正常旋轉，所述軸流靜子在周向被分割成若干等分，從所述整體葉輪外環的裝配預留空腔裝入各等分的靜子外環，通過所述裝配預留空腔頂部兩側的圓柱面對靜子外環進行徑向限位，所述裝配預留空腔頂部開口部分布置壓環，所述壓環通過其底部的配合面壓緊各所述靜子外環，限制其徑向向外的活動空間。

優選地，所述離心葉片包括主葉片和分流葉片。

優選地，所述支承輪盤通過其右端面的圓弧端齒與動力端的渦輪聯接以定心、傳扭，所述支承輪盤的左端面與其它零件聯接，用于施加軸向力以壓緊圓弧端齒結構。

優選地，所述軸流靜子在周向被分割成3或4等分。