斜流離心組合壓氣機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及壓氣機技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種大流量緊湊型的斜流離心組合壓氣機。
【背景技術(shù)】
[0002]斜流離心組合壓氣機是一種介于軸流離心壓氣機和雙級離心壓氣機性能之間的組合壓氣機類型，與軸流離心組合壓氣機相比，具有單級壓比高，零件數(shù)少，結(jié)構(gòu)簡單的特點，與雙級離心壓氣機相比，具有流量大，效率高的特點。因此，目前斜流離心組合壓氣機已經(jīng)成為組合壓氣機的一個研制熱點。
[0003]現(xiàn)有斜流離心組合壓氣機一般包含兩級，第一級(進口級)為斜流壓氣機，第二級(出口級)為離心壓氣機。作為進口級的斜流壓氣機，為了提高與后面級離心壓氣機的匹配效率，通常需要將斜流壓氣機的出口流道下壓，以為出口級的離心壓氣機提供一個小的進口半徑，提高離心壓氣機的效率。
[0004]現(xiàn)有常用的斜流離心組合壓氣機的方案有兩類，一類是如圖1所示的駝背型氣動布局，另一類是如圖2所示的超緊湊S型氣動布局。
[0005]以上兩種方案的缺陷在于:圖1所示的第一類方案中，包括斜流壓氣機101、離心壓氣機102以及回流器103，組合壓氣機的軸向長度過長，會導致整個壓氣機的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)軸向變長，從而帶來轉(zhuǎn)子動力學不穩(wěn)定性。圖2所示的第二類方案中，包括斜流壓氣機201、離心壓氣機202以及回流器203，為了克服方案一的技術(shù)缺陷，采用超緊湊的S型回流器203氣動布局，可以縮短軸向長度，但是導致整個流道結(jié)構(gòu)的復雜化，氣流在緊湊的回流器203通道內(nèi)反復大角度折轉(zhuǎn)，氣動損失較大，由于離心壓氣機202的效率通常都較低，因此導致整個組合壓氣機的效率偏低。此外，上述兩個方案的共同特點是斜流壓氣機101，201的斜流葉輪出口傾斜角度都在40°左右，這樣的氣動布局，導致上述兩個方案均只能適用于中低壓比的斜流壓氣機，使得整個組合壓氣機難以適用于更高壓比范圍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的一個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)軸向長度較短且效率較高的斜流離心組合壓氣機。
[0007]為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供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；所述斜流壓氣機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和斜流擴壓器，所述斜流葉輪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，所述斜流擴壓器的出口朝所述斜流葉輪的出口的方向延伸；所述離心壓氣機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、徑向擴壓器和軸向擴壓器；所述回流器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，所述回流器轉(zhuǎn)彎段通道的進口連接于所述斜流擴壓器的出口，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斜流擴壓器前側(cè)，所述回流器回轉(zhuǎn)段通道的出口連接于所述離心葉輪的進口。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的其中一個實施方式，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°。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的其中一個實施方式，所述回流器葉片的延伸方向與所述斜流擴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壓器的氣流方向之間的夾角趨近于0°。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的其中一個實施方式，所述回流器葉片與所述斜流擴壓器均為直線型，且所述回流器葉片的延伸長度大于所述斜流擴壓器的延伸長度。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的其中一個實施方式，所述回流器的進口直徑大于其出口直徑，即所述回流器轉(zhuǎn)彎段通道的進口直徑大于所述回流器回轉(zhuǎn)段通道的出口直徑。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的其中一個實施方式，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)。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的其中一個實施方式，所述回流器葉片能將由所述斜流壓氣機流入的氣流整流為±15°的預旋氣流，并流入所述離心壓氣機。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的其中一個實施方式，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斜流葉輪的旋轉(zhuǎn)軸方向相同。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的其中一個實施方式，所述斜流葉輪與所述離心葉輪為共用一根旋轉(zhuǎn)軸的結(jié)構(gòu)。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的其中一個實施方式，所述斜流葉輪的旋轉(zhuǎn)軸與所述離心葉輪的旋轉(zhuǎn)軸為分別設置的兩根旋轉(zhuǎn)軸，且所述兩根旋轉(zhuǎn)軸位于一條直線上。
[0018]由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明提出的斜流離心組合壓氣機的優(yōu)點和積極效果在于:
[0019]本發(fā)明提出的斜流離心組合壓氣機，通過回流器采用鵝頸形的結(jié)構(gòu)設計，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，通過回流器葉片靠近斜流擴壓器前側(cè)的結(jié)構(gòu)設計，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。
[0020]另外，基于上述結(jié)構(gòu)設計，同時配合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°的結(jié)構(gòu)設計，能夠保證斜流壓氣機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。
【附圖說明】
[0021]通過結(jié)合附圖考慮以下對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的詳細說明，本發(fā)明的各種目標、特征和優(yōu)點將變得更加顯而易見。附圖僅為本發(fā)明的示范性圖解，并非一定是按比例繪制。在附圖中，同樣的附圖標記始終表示相同或類似的部件。其中:
[0022]圖1是一種現(xiàn)有斜流離心組合壓氣機的子午流道圖；
[0023]圖2是另一種現(xiàn)有斜流離心組合壓氣機的子午流道圖；
[0024]圖3是根據(jù)一示例性實施方式示出的一種斜流離心組合壓氣機的子午流道圖。
[0025]其中，附圖標記說明如下:
[0026]101.斜流壓氣機；102.離心壓氣機；103.回流器；201.斜流壓氣機；202.離心壓氣機；203.回流器；1.斜流壓氣機；11.斜流葉輪；12.斜流擴壓器；13.旋轉(zhuǎn)軸；2.離心壓氣機；21.離心葉輪；22.徑向擴壓器；23.軸向擴壓器；24.旋轉(zhuǎn)軸；3.回流器；31.回流器轉(zhuǎn)彎段通道；32.回流器葉片；33.回流器回轉(zhuǎn)段通道；α.傾斜角；β.夾角。
【具體實施方式】
[0027]在對本發(fā)明的以下描述中，參照附圖進行，所述附圖形成本發(fā)明的一部分，并且其中以示例方式顯示了可實現(xiàn)本發(fā)明的多個方面的不同示例性結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)或步驟。應當理解的是，可以使用部件、結(jié)構(gòu)、示例性裝置、系統(tǒng)和步驟的其他特定方案，并且可在不偏離本發(fā)明范圍的情況下進行結(jié)構(gòu)和功能性修改。而且，雖然本說明書中可使用術(shù)語“前側(cè)”、“流進”、“流出”、“軸向”等來描述本發(fā)明的不同示例性特征和元件，但是這些術(shù)語用于本文中僅出于方便，例如根據(jù)附圖中所述的示例的方向。本說明書中的任何內(nèi)容都不應理解為需要結(jié)構(gòu)的特定三維方向才落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0028]參閱圖3，圖3中代表性地示出了能夠體現(xiàn)本發(fā)