明的原理的斜流離心組合壓氣機(jī)的子午流道圖。在該示例性實施方式中，本發(fā)明提出的斜流離心組合壓氣機(jī)是以航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)為例，即將該斜流離心組合壓氣機(jī)設(shè)置在航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)為例進(jìn)行說明。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的是，為將該斜流離心組合壓氣機(jī)應(yīng)用于其他各種設(shè)備或系統(tǒng)中，而對下述的【具體實施方式】做出多種改型、添加、替代、刪除或其他變化，這些變化仍在本發(fā)明的原理的范圍內(nèi)。
[0029]如圖3所示，在本實施方式中，本發(fā)明提出的斜流離心組合壓氣機(jī)主要包括依次連接的斜流壓氣機(jī)1、回流器3以及離心壓氣機(jī)2。需要說明的是，在以下的描述中，是以本領(lǐng)域慣用的方式描述各部分結(jié)構(gòu)的位置關(guān)系。舉例來說，本領(lǐng)域通常將圖3所示的離心壓氣機(jī)2相對于斜流壓氣機(jī)1的位置，描述為離心壓氣機(jī)2位于斜流壓氣機(jī)1的前級或前側(cè)，貝1J在以下的描述中，“前”或“后”的方向性詞語即指以斜流葉輪11，或離心葉輪21的旋轉(zhuǎn)軸13，24為大致方向，靠近斜流壓氣機(jī)1 一側(cè)即為“后”，靠近離心壓氣機(jī)2 —側(cè)即為“前”。因此，上述斜流壓氣機(jī)1、回流器3以及離心壓氣機(jī)2依次連接的描述，即回流器3連接于斜流壓氣機(jī)1前側(cè)，且離心壓氣機(jī)2位于回流器3前側(cè)。又如，在以下描述中，“軸向”即為斜流葉輪11的旋轉(zhuǎn)軸13方向(或離心葉輪21的旋轉(zhuǎn)軸24方向)。
[0030]如圖3所示，在本實施方式中，斜流壓氣機(jī)1作為斜流離心組合壓氣機(jī)的兩級中的第一級(即進(jìn)口級)，包括依次連接的斜流葉輪11和斜流擴(kuò)壓器12，斜流葉輪11的出口方向與斜流離心組合壓氣機(jī)的軸向具有一傾斜角α，且該傾斜角α優(yōu)選為40°?80°。容易理解的是，由于現(xiàn)有斜流壓氣機(jī)1的斜流葉輪11出口傾斜角度都在40°左右(如圖1或圖2所示)，這樣的氣動布局，導(dǎo)致其只能適用于中低壓比的斜流壓氣機(jī)1，使得整個組合壓氣機(jī)難以適用于更高壓比范圍。因此，上述將傾斜角α設(shè)計為40°?80°的結(jié)構(gòu)，可以保證斜流壓氣機(jī)1具有較高的增壓能力。具體來說，通過實驗，對于40°?80°的優(yōu)選范圍，斜流壓氣機(jī)1的增壓比可以達(dá)到3.0?7.0:1，同時也具有較大的氣流通流能力，可以滿足例如3.0?30.0kg/s的大流量工作范圍。當(dāng)然，上述傾斜角α的優(yōu)選范圍僅為示例性說明，并不影響本發(fā)明在其他實施方式中，將傾斜角α選擇為其他的角度。
[0031]如圖3所示，在本實施方式中，斜流擴(kuò)壓器12的進(jìn)口連接于斜流葉輪11的出口，且斜流擴(kuò)壓器12的出口大致朝斜流葉輪11的出口的方向延伸。根據(jù)上述傾斜角α的優(yōu)選取值，結(jié)合斜流擴(kuò)壓器12呈直線型腔體的結(jié)構(gòu)，使得斜流擴(kuò)壓器12與現(xiàn)有結(jié)構(gòu)相比，在通道長度一定的前提下，軸向長度進(jìn)一步縮短。
[0032]如圖3所示，在本實施方式中，離心壓氣機(jī)2作為斜流離心組合壓氣機(jī)的兩級中的第二級，包括依次連接的離心葉輪21和離心擴(kuò)壓器。S卩，離心葉輪21的出口連接于離心擴(kuò)壓器的進(jìn)口。
[0033]如圖3所示，在本實施方式中，回流器3呈鵝頸形且連接于第一級與第二級之間，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。即，回流器轉(zhuǎn)彎段通道31的進(jìn)口連接于斜流擴(kuò)壓器12的出口，回流器轉(zhuǎn)彎段通道31的出口連接于回流器葉片32的進(jìn)口，回流器葉片32的出口連接于回流器回轉(zhuǎn)段通道33的進(jìn)口，回流器回轉(zhuǎn)段通道33的出口連接于離心葉輪21的進(jìn)口。
[0034]如圖3所示，在本實施方式中，回流器轉(zhuǎn)彎段通道31呈弧形，以使回流器葉片32連接于回流器轉(zhuǎn)彎段通道31時，回流器葉片32的延伸方向與斜流擴(kuò)壓器12的延伸方向之間的夾角β趨近于0°，以使由回流器葉片32的氣流方向與斜流擴(kuò)壓器12的氣流方向之間的夾角趨近于0°。并且，由于回流器葉片32呈直線型延伸的結(jié)構(gòu)，其軸向長度較短，且使回流器葉片32靠近斜流擴(kuò)壓器12的前側(cè)。
[0035]需要說明的是，上述的“趨近于0° ”和“靠近斜流擴(kuò)壓器12的前側(cè)”的描述，是指在不考慮其他結(jié)構(gòu)占用空間的前提下，使回流器葉片32盡可能地貼近斜流擴(kuò)壓器12，由于回流器3位于斜流壓氣機(jī)1前側(cè)，故描述為回流器葉片32靠近斜流擴(kuò)壓器12的前側(cè)。同時，由于斜流擴(kuò)壓器12與回流器葉片32均為直線型延伸的結(jié)構(gòu)，因此當(dāng)兩者延伸方向之間的夾角β為0°時，結(jié)構(gòu)的軸向長度最小。當(dāng)考慮到其他結(jié)構(gòu)的占用空間時，這種理想化設(shè)計即可以一種“趨近”或“靠近”的方式實現(xiàn)，例如，考慮回流器轉(zhuǎn)彎段通道31的尺寸，“夾角β趨近于0° ”的描述可以更加適合地被描述為“斜流擴(kuò)壓器12與回流器葉片32趨近于平行”。上述結(jié)構(gòu)設(shè)計能夠保證回流器3內(nèi)不出現(xiàn)流動分離的現(xiàn)象，進(jìn)一步降低氣流分離損失。
[0036]如圖3所示，在本實施方式中，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離心葉輪21的旋轉(zhuǎn)軸24方向(即軸向)相同。
[0037]需要說明的是，上述的斜流壓氣機(jī)1與離心壓氣機(jī)2之間，采用的短軸向長度的回流器3連接的結(jié)構(gòu)設(shè)計，與具有相同設(shè)計參數(shù)的雙級離心壓氣機(jī)相比，或者斜流離心組合壓氣機(jī)相比，其軸向尺寸能夠減小20%以上，結(jié)構(gòu)更加緊湊，可顯著改善轉(zhuǎn)子動力學(xué)問題。
[0038]另外，在本實施方式中，回流器3的進(jìn)口直徑大于其出口直徑，即回流器轉(zhuǎn)彎段通道31的進(jìn)口直徑大于回流器回轉(zhuǎn)段通道33的出口直徑。并且，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)。通過上述結(jié)構(gòu)，能夠保證回流器3內(nèi)不出現(xiàn)流動分離，進(jìn)而降低氣流分離損失。
[0039]另外，在本實施方式中，回流器葉片32能將由斜流壓氣機(jī)1流入的氣流整流為±15°的預(yù)旋氣流，并流入離心壓氣機(jī)2。需要說明的是，上述預(yù)旋氣流的±15°設(shè)計，是為滿足離心葉輪21所需的預(yù)旋氣流要求。
[0040]在此應(yīng)注意，附圖中示出而且在本說明書中描述的斜流離心組合壓氣機(jī)僅僅是能夠采用本發(fā)明原理的許多種斜流離心組合壓氣機(jī)中的一個示例。應(yīng)當(dāng)清楚地理解，本發(fā)明的原理絕非僅限于附圖中示出或本說明書中描述的斜流離心組合壓氣機(jī)的任何細(xì)節(jié)或斜流離心組合壓氣機(jī)的任何部件。
[0041]例如，并非為了符合本發(fā)明的原理，在本實施方式中，離心擴(kuò)壓器包括依次連接的徑向擴(kuò)壓器22和軸向擴(kuò)壓器23。S卩，離心葉輪21的出口連接于徑向擴(kuò)壓器22的進(jìn)口，徑向擴(kuò)壓器22的出口連接于軸向擴(kuò)壓器23的進(jìn)口，上述的徑向擴(kuò)壓器22和軸向擴(kuò)壓器23與現(xiàn)有結(jié)構(gòu)大致相同，在此不予贅述。另外，離心葉輪21的出口方向為徑向，以使由其出口流入徑向擴(kuò)壓器22的氣流方向為徑向。
[0042]然而，并非在本發(fā)明的每一個實施方式中，都必須將離心擴(kuò)壓器設(shè)置為上述結(jié)構(gòu)。離心擴(kuò)壓器的具體設(shè)置方式，可以根據(jù)實際需求以及斜流離心組合壓氣機(jī)的具體結(jié)構(gòu)靈活調(diào)整。
[0043]又如，并非為了符合本發(fā)明的原理，在本實施方式中，斜流葉輪11的旋轉(zhuǎn)軸13與離心葉輪21的旋轉(zhuǎn)軸24為分別設(shè)置的兩根旋轉(zhuǎn)軸，且兩根旋轉(zhuǎn)軸位于一條直線上。采用上述兩根旋轉(zhuǎn)軸的設(shè)計，可以使斜流離心組合壓氣機(jī)獲得更高的增壓比和效率。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的是，除了斜流葉輪11和離心葉輪21是轉(zhuǎn)動件以外，例如斜流擴(kuò)壓器12、回流器3 (包括其回流器葉片32)的其余結(jié)構(gòu)均為靜子件，能夠起到整流和擴(kuò)壓的作用。
[0044]然而，并非在本發(fā)明的每一個實施方