[發明專利]一種高低壓比的雙流道離心壓氣機

在審

• 申請號: 202310874941.7
• 申請日: 2023-07-17
• 公開（公告）號: CN116591971A
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發明（設計）人: 陳璇;蔡飛超;崔佳航;李萍;黃興;高麗敏;茅曉晨;李嘉
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: F04D17/10
• 分類號: F04D17/10;F04D29/28;F04D29/30;F04D29/44
• 代理公司: 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 王丹

本發明公開了一種高低壓比的雙流道離心壓氣機，包括：離心葉輪、雙流道徑向擴壓器和軸向擴壓器；離心葉輪的葉片的尾端具有貫穿徑向邊沿和軸向邊沿的缺口；雙流道徑向擴壓器包括：圓環形的擴壓器本體；擴壓器本體的兩個環形表面上分別設置有多個葉片式導葉和多個楔形導葉。本發明通過在離心葉輪的葉片的尾端使用局部切割的形式形成缺口，使離心葉輪具有兩種不同的切線速度，能夠滿足進入回流燃燒室及進入引氣蝸殼的不同壓力需求，同時減少了其軸向尺寸、重量與零件數，在維持引氣壓比、提高進入回流燃燒室壓比的同時，保持了小尺寸、輕重量，進一步提升了輔助動力裝置的性能。

技術領域

本發明屬于離心壓氣機技術領域，具體涉及一種高低壓比的雙流道離心壓氣機。

背景技術

輔助動力裝置為飛機提供啟動能源及高壓空氣，受限于飛機引氣管路的可用性，輔助動力裝置壓縮系統的引氣壓力一般在4左右，常規采用單葉輪的輔助動力裝置，其引氣壓力與進入燃燒室的壓力相同，且約為4個大氣壓左右，此時進入燃燒室的氣體壓力較低整機性能不佳；常規采用雙葉輪時，維持引氣壓比為4左右，進入燃燒室的氣體壓比達到8左右，此時輔助動力裝置氣動性能提升，但整個轉子的長度、重量與零件數均增加。

一種現有的燃氣渦輪發動機如圖1、2所示，圖1為單葉輪、圖2為雙葉輪。單葉輪的實現方案為：將轉動的渦輪轉子106與離心葉輪101連接在同一根軸上，兩者之間裝有燃燒室104，空氣連續不斷的被吸入壓氣機101、102、103，在其中壓縮后，一部分壓縮氣體進入蝸殼108提供給飛機使用，另一部分進入燃燒室104中噴油燃燒成為高溫燃氣，再進入渦輪導向器105中梳理方向，然后高溫高壓的燃氣在渦輪轉子106膨脹做功，膨脹功通過傳動軸傳給離心葉輪101從而實現發動機的連續工作。

雙葉輪的實現方案為：將轉動的渦輪轉子206與離心葉輪201、208連接在同一根軸207上，兩者之間裝有燃燒室204，空氣連續不斷的被吸入壓氣機201、202、203，在其中壓縮后進入燃燒室204中噴油燃燒成為高溫燃氣，再進入渦輪導向器205中梳理方向，然后高溫高壓的燃氣在渦輪轉子206膨脹做功，膨脹功通過傳動軸傳給離心葉輪201及208，從而實現發動機的連續工作。同時空氣連續不斷的被吸入壓氣機208、209、210，在其中增壓后進入飛機供使用。

常規采用單葉輪的離心壓氣機的輔助動力裝置其引氣壓力與進入燃燒室的壓力相同，考慮到飛機引氣管路的防火及可用性，其壓力一般為4個大氣壓左右，此時進入燃燒室的氣體壓力較低，導致輔助動力裝置整機耗油率較高；常規采用雙葉輪的離心壓氣機的輔助動力裝置，一路葉輪維持引氣壓力壓比為4左右，一路葉輪保證進入燃燒室的氣體壓比達到8左右，輔助動力裝置氣動性能雖提升，但整個轉子的長度、重量與零件數均增加，使雙葉輪的收益降低。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述問題，本發明提供了一種高低壓比的雙流道離心壓氣機。本發明要解決的技術問題通過以下技術方案實現：

一種高低壓比的雙流道離心壓氣機，包括：離心葉輪、雙流道徑向擴壓器和軸向擴壓器；

所述離心葉輪的每個葉片的尾端具有貫穿徑向邊沿和軸向邊沿的缺口，以使所述離心葉輪產生第一切線速度和第二切線速度；所述第一切線速度大于所述第二切線速度；

所述雙流道徑向擴壓器包括：圓環形的擴壓器本體；

所述擴壓器本體的兩個環形表面上分別設置有多個葉片式導葉和多個楔形導葉；

所述多個葉片式導葉與所述離心葉輪的葉片的尾端位于同一側，以使所述第一切線速度產生的氣流進入所述多個葉片式導葉所形成的流道；所述軸向擴壓器位于所述多個葉片式導葉所形成的流道的氣流出口處；

所述多個楔形導葉與所述缺口位于同一側，以使所述第二切線速度產生的氣流進入所述多個楔形導葉所形成的流道。

在本發明的一個實施例中，所述多個葉片式導葉均勻分布，且所述多個葉片式導葉偏轉方向相同；