[发明专利]离心压气机级串列扩压器

说明书

本发明涉及一种离心压气机级串列扩压器，沿着气流方向上依次设有分别与所述扩压器轮毂和扩压器机匣固连的扩压器径向前排叶片、扩压器轴向后排主叶片和扩压器轴向后排分流叶片；扩压器径向前排叶片的尾缘延伸至所述子午流道的弯曲段上，所述的扩压器径向前排叶片用于提前在所述的弯曲段将径向流改变为轴向流；且扩压器径向前排叶片的尾缘与扩压器轴向后排主叶片前缘紧挨且之间设有流道间隙，所述的流道间隙使扩压器径向前排叶片压力面上的高能流体经过加速后，吹向扩压器轴向后排主叶片易于分离的吸力面，从而抑制或推迟扩压器轴向后排主叶片吸力面的分离；本发明显著抑制离心叶轮出口机匣处的回流，流场更加均匀。

技术领域

本发明属于微型涡喷离心压气机领域，具体涉及一种压气机扩压器结构。

背景技术

多级离心式压缩机的静止元件对整机气动性能的影响很大。随着对离心压缩机研究的不断深入，研究人员发现，静止元件设计不当时，流动损失较大，有时离心压气机扩压器的总压恢复系数甚至只有0.85。离心式压缩机级性能的进一步提升需要尽可能减小静止元件中的流动损失，因此静止部件通道的设计和优化问题也成为提高离心式压缩机气动性能的研究的焦点问题之一。

现有的微型涡喷离心压气机级扩压器构型普遍为，径向扩压器和轴向扩压器分开布置，径向扩压器钝尾缘后存在流动分离等，并且轴向扩压器若设计不理想，则往往流动损失很大。

现有的传统小型涡喷发动机离心压气机级径向扩压器、轴向扩压器均为二维叶片，上下端壁处叶型基本相同。径向扩压器一般为楔形，轴向扩压器一般受到轴向尺寸的约束，对气流扭转较大，进出口角度差别较大。因此径向扩压器后方往往有流动分离等，轴向扩压器通道内往往流动很复杂，流动分离、大速度梯度等都会对流场产生不良影响。此外传统的离心压气机级还存在叶轮出口机匣处流动分离较大的情况，子午流道径向转为轴向段曲率半径小，转向剧烈的情况。上述情况都会使离心压气机级效率偏低。

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术的不足，提供一种显著抑制离心叶轮出口机匣处的流动分离，流场更加均匀，减少损失的离心压气机级串列扩压器。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种离心压气机级串列扩压器，包括在扩压器的进风方向上依次连接设有的扩压器机匣和轴向段机匣，还包括扩压器轮毂和扩压器轮毂后连接设置有的轴向段轮毂；所述的扩压器机匣与扩压器轮毂配合形成扩压器子午流道，在所述的子午流道内，沿着气流方向上依次设有分别与所述扩压器轮毂和扩压器机匣固连的扩压器径向前排叶片、扩压器轴向后排主叶片和扩压器轴向后排分流叶片；

所述扩压器径向前排叶片的尾缘延伸至所述子午流道的弯曲段上，所述的扩压器径向前排叶片用于提前在所述的弯曲段将径向流改变为轴向流；且扩压器径向前排叶片的尾缘与扩压器轴向后排主叶片前缘紧挨且之间设有流道间隙，所述的流道间隙使扩压器径向前排叶片压力面上的高能流体经过加速后，吹向扩压器轴向后排主叶片易于分离的吸力面，从而抑制或推迟扩压器轴向后排主叶片吸力面的分离；

所述的扩压器径向前排叶片均布设置在扩压器轮毂的周面上，所述的扩压器轴向后排主叶片和扩压器轴向后排分流叶片交替均布设在扩压器轮毂的轴向周面上。

进一步的，所述的流道间隙是指所述扩压器径向前排叶片的后缘压力面与扩压器轴向后排主叶片的前缘吸力面之间的间隙。

进一步的，所述扩压器轴向后排主叶片和相邻的扩压器轴向后排分流叶片为一组扩压器轴向后排叶片，所述的一组扩压器轴向后排叶片形成的气流通道，用于减小气流与轴向的夹角；所述扩压器轴向后排叶片的组数与扩压器径向前排叶片数量相同。

进一步的，所述的扩压器机匣、轴向段机匣与所述的扩压器轮毂、轴向段轮毂组成并形成了所述的子午流道，且所述的子午流道是由直线和贝塞尔曲线配合形成的复合曲线；在子午流道的入口处的轴向段机匣具有向扩压器轮毂方向收缩1.5-2.5mm的机匣收缩段，显著抑制扩压器进口机匣处回流。