[发明专利]一种斜流-离心组合压气机

说明书

本发明公开了一种斜流‑离心组合压气机，包含斜流压气机、离心压气机和无叶扩压器；离心压气机的进气口和斜流压气机的出气口形状和大小均相同、相互贴合留有间隙，且间隙的宽度为预设的宽度阈值；离心压气机的轴线和斜流压气机的轴线在同一轴线上；无叶扩压器的进气口和离心压气机的出气口固定相连；斜流压气机的压比为2.3到2.6，离心压气机的压比为1.8到2，本发明结构紧凑、零部件少、可靠性高，通过改变第一级与第二级的轮缘速度，使得压比、效率、流量性能参数指标均获得了提高。

技术领域

本发明涉及一种叶轮机械装置，尤其涉及一种斜流-离心组合压气机。

背景技术

作为微型涡轮发动机主要部件之一,压气机有着举足轻重的作用相对轴流式压气机而言,离心式或斜流式压气机具有单级增压比高、结构简单、稳定工作范围大、长度小、制造成本低等优点。

国内外目前在微型涡轮喷气发动机方面的研究主要集中于对各部件包括单级离心压气机部件的优化设计方面，以改良发动机的性能。但是压气机叶尖轮缘速度的提高有限，很难再使发动机的性能得以大幅度提高。尤其是在离心压气机方面，亟须改进其设计方法以提高离心压气机性能，从而有效提升发动机的整机性能。

微型涡轮发动机由于流量小，为避免缩尺效应所引起的纯轴流压气机末级损失增大的现象，多采用单级离心压气机。随着对高性能微型涡轮发动机的需求的增加，提高压气机压比和效率是必然趋势。但是由于离心压气机的叶根应力受到材料应力水平的限制，单级压比的提高幅度有限，目前最大的叶尖切线速度约为600m/s左右。在推力和功率较小的涡轮发动机中，由于受到流路尺寸的限制，已经很难通过增加级数来增大压比。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷，提供一种斜流-离心组合压气机，采用两级压气机，通过改变第一级与第二级的轮缘速度，使得压比、效率、流量性能参数指标均获得了提高。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种斜流-离心组合压气机，包含斜流压气机、离心压气机和无叶扩压器；

所述离心压气机的进气口和所述斜流压气机的出气口形状和大小均相同，离心压气机的进气口和斜流压气机的出气口相互贴合留有间隙，且间隙的宽度为预设的宽度阈值；

所述离心压气机的轴线和所述斜流压气机的轴线在同一轴线上；

所述无叶扩压器的进气口和所述离心压气机的出气口固定相连；

所述斜流压气机的压比为2.3到2.6，所述离心压气机的压比为1.8到2。

作为本发明一种斜流-离心组合压气机进一步的优化方案，所述预设的宽度阈值的范围为5mm-10mm。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1.当前面级压气机出口叶尖速度u1增大时，压气机总的加功量增大，由压比和功之间的关系可知，压气机压比会增大；当u1增大时，若保持压气机总的加功量不变，则后面级压气机出口叶尖速度u2减小，进而使得出口气流绝对速度径向速度增大，降低扩压器损失，提高压气机整机效率，即若第一级与第二级加功量匹配得当，则同时能够增加整级的效率和压比；

2.采用斜流-离心组合压气机方案时，相比于单级离心压气机，把原来单个叶栅负担的气流转折角和增压分给了两个叶片排，减缓了叶片表面附面层厚度的发展，具有了较小的气动损失；

3.由于斜流-离心组合压气机的第一级作功量有所增加，与单级离心压气机相比，第一级的出口轮缘速度比后者在相同几何半径处的轮缘速度高，并增强了整个通道的流通能力。

附图说明

图1为本发明斜流-离心组合压气机的侧视图；

图2为本发明斜流-离心组合压气机的正视图；