一种离心叶轮及压气机制造技术

本发明专利技术提供一种离心叶轮包括：轮毂；多个叶片，多个叶片设置于轮毂，且沿着轮毂的周向分布；叶片形成有叶根、叶顶；从流道的入口到出口方向，叶根中弧线安装角先增大再减小；叶顶中弧线安装角先增大再减小，且流道入口处的叶根中弧线安装角大于叶顶中弧线安装角，流道出口处的叶根中弧线安装角等于叶顶中弧线安装角。通过对叶片叶根及叶顶的型线设计，离心叶轮入口流速保持在较低水平，增大叶轮出口安装角，使其在工作点保持在较高的等熵效率，降低离心叶轮的耗功。离心叶轮的耗功。离心叶轮的耗功。

【技术实现步骤摘要】
一种离心叶轮及压气机


[0001]本专利技术涉及空压机
，更具体地涉及一种离心叶轮。

技术介绍

[0002]在飞机空气循环机中，压气机是涡轮进气的直接来源；压气机出口工质经过降温除水后进入涡轮，驱动涡轮膨胀做功，气流在涡轮内部膨胀做功以驱动压气机及其他转子部件。
[0003]而作为涡轮部件的上游组件，压气机能够使来流低压空气减速、增压，并驱动高压空气进一步流入涡轮，完成膨胀做功过程。可见，压气机的增压程度直接影响涡轮的做功能力，进而影响空气循环机系统的性能。而压气机中对气体总压升产生直接作用的是压气机叶轮转子，转子气动特性决定了涡轮入口边界条件。
[0004]由于离心压气机叶轮内部流动复杂，空气在叶轮入口叶尖位置速度较高，在流道内流动时受到叶片力、离心力、科氏力的作用，也存在因叶顶泄漏而引起的低能空气流动损失。

技术实现思路

[0005]本专利技术公开的技术方案，提出了一种离心叶轮，其特征包括轮缘、轮毂以及周向分布在所述轮缘、轮毂之间的多个叶片；
[0006]每相邻两个所述叶片间形成一流道；
[0007]所述叶片形成有叶根、叶顶以及连接于所述叶根与叶顶之间的叶型部分，所述叶型部分形成有压力面和吸力面；
[0008]沿所述流道的入口到出口方向，随着相对流向位置Ф的升高，所述叶根的中弧线与轮毂轴线形成的叶根中弧线安装角β1先增大再减小；
[0009]沿所述流道的入口到出口方向，随着相对流向位置Ф的升高，所述叶顶的中弧线与轮毂轴线形成的的叶顶中弧线安装角β2先增大再减小，
[0010]在流道未达到出口前也即Ф<100％的任一相对流向位置，所述β1大于β2，且β1
‑
β2的差值随着相对流向位置Ф的升高，先增大后减小。
[0011]进一步的，在一些可选的实施例中，在所述流道Ф＝40％～60％的位置，β1达到最大值，β2达到最大值，β1
‑
β2的差值达到最大值；
[0012]进一步的，在一些可选的实施例中，当Ф＝50％时，β1达到最大值，β2达到最大值，β1
‑
β2的差值达到最大值。
[0013]进一步的，在一些可选的实施例中，在所述流道的出口位置也即Ф＝100％时，β1等于β2。
[0014]进一步的，在一些可选的实施例中，在所述流道Ф＝100％的出口位置，β1与β2满足以下关系式：
[0015]β1＝β2＝arccos(0.2
×
Z0.7)2，其中Z为叶片数。
[0016]进一步的，在一些可选的实施例中，所述叶片数Z为15～19，在所述流道Ф＝100％的出口位置，β1与β2均在
‑
63.7
°
～
‑
51.9
°
范围内。
[0017]进一步的，在一些可选的实施例中，在所述流道Ф＝0的入口位置，β1为
‑
56
°
～
‑
57
°
，β2为
‑
38.5
°
～
‑
39.5
°
。
[0018]进一步的，在一些可选的实施例中，从所述流道的入口到出口方向，所述叶根包括前段、中段及后段，
[0019]所述叶根的前段对应的相对流向位置Ф值为0～30％；
[0020]所述叶根的中段对应的相对流向位置Ф值为30～70％；
[0021]所述叶根的后段对应的相对流向位置Ф值为70～100％；
[0022]在所述叶根的前段，β1由
‑
39
°
逐渐增大为0
°
；在所述叶根的中段，β1由0
°
逐渐增大到+2.7
°
，再由+2.7
°
逐渐减小为0
°
；在所述叶根的后段，β1由0
°
逐渐减小到
‑
58
°
。
[0023]进一步的，在一些可选的实施例中，从所述流道的入口处到出口方向，随着相对流向位置Ф值的增大，所述叶根的厚度先增大，再减小；
[0024]从所述流道的入口处到出口方向，随着相对流向位置Ф值的增大，所述叶顶的厚度先增大，再减小，其中所述叶顶的厚度小于所述叶根的厚度。
[0025]进一步的，在一些可选的实施例中，在所述流道的入口处的所述叶根厚度等于在所述流道的出口处的叶根厚度；
[0026]在所述流道的入口处的所述叶顶厚度等于在所述流道的出口处的叶顶厚度。
[0027]进一步的，在一些可选的实施例中，从所述流道的入口处到出口方向，所述叶根前段的厚度逐渐增大，所述叶根中段的厚度变化趋近于零，所述叶根后段的厚度逐渐减小；
[0028]从所述流道的入口处到出口方向，所述叶顶前段的厚度逐渐增大，所述叶顶中段的厚度变化趋近于零，所述叶顶后段的厚度逐渐减小。
[0029]进一步的，在一些可选的实施例中，从所述流道的入口处到出口方向，所述叶根中段的厚度为1.3mm，所述叶根前段厚度从0.9mm逐渐增大到1.3mm，所述叶根后段的厚度从1.3mm逐渐减小为0.9mm。
[0030]进一步的，在一些可选的实施例中，叶片在流道入口、出口的轮毂位置的厚度为0.85mm～0.95mm；在30％
‑
70％相对流向范围内，厚度最大，1.2mm～1.4mm；叶片在流道入口、出口的轮缘位置厚度为0.55mm～0.65mm，在30％
‑
70％相对流向范围内，厚度最大，为0.85mm～0.95mm。
[0031]进一步的，在一些可选的实施例中，叶片入口安装角与叶片气流角差为5.5
°
～6.5
°
，其中在流道入口，两者角度差5.5
°
～6.5
°
，随着展向高度的增加，两者差距逐渐缩小。
[0032]进一步的，在一些可选的实施例中，流道入口的β1为
‑
39度；在Ф到达50％流向位置时，轮毂型线角度为2.7度，到达100％流向位置即叶轮出口时，β1达到
‑
58度；
[0033]转子入口的β2为
‑
56.6度；在Ф到达47％流向位置时，轮缘型线角度达到最大，角度为23.2，到达100％流向位置即叶轮出口时，β2达到
‑
58度。
[0034]进一步的，在一些可选的实施例中，从所述流道的入口到出口方向，所述叶顶包括前段、中段及后段，
[0035]所述叶顶的前段对应的相对流向位置Ф值为0～40％；
[0036]所述叶顶的中段对应的相对流向位置Ф值为40～65％；
[0037]所述叶顶的后段对应的相对流向位置Ф值为65～100％；
[0038]在所述叶顶的前段，所述β2由
‑
56.6本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种离心叶轮，其特征在于，包括轮毂以及周向分布在所述轮毂上的多个叶片；每相邻两个所述叶片间形成一流道；所述叶片形成有叶根、叶顶以及连接于所述叶根与叶顶之间的叶型部分，所述叶型部分形成有压力面和吸力面；沿所述流道的入口到出口方向，随着相对流向位置Ф的升高，所述叶根的中弧线与轮毂轴线形成的叶根中弧线安装角β1先增大再减小；沿所述流道的入口到出口方向，随着相对流向位置Ф的升高，所述叶顶的中弧线与轮毂轴线形成的叶顶中弧线安装角β2先增大再减小，在流道未达到出口前也即Ф<100％的任一相对流向位置，所述β1大于β2，且β1
‑
β2的差值随着相对流向位置Ф的升高，先增大后减小。2.根据权利要求1所述的离心叶轮，其特征在于，在所述流道Ф＝40％～60％的位置:β1达到最大值，β2达到最大值，β1
‑
β2的差值达到最大值。3.根据权利要求2所述的离心叶轮，其特征在于，当Ф＝50％时，β1达到最大值，β2达到最大值，β1
‑
β2的差值达到最大值。4.根据权利要求1所述的离心叶轮，其特征在于，在所述流道的出口位置也即Ф＝100％时，β1＝β2。5.根据权利要求4所述的离心叶轮，其特征在于，在所述流道Ф＝100％的出口位置，β1与β2满足以下关系式：β1＝β2＝arccos(0.2
×
Z
0.7
)2，其中Z为叶片数。6.根据权利要求5所述的离心叶轮，其特征在于，所述叶片数Z为15～19，在所述流道Ф＝100％的出口位置，β1与β2均在
‑
63.7
°
～
‑
51.9
°
范围内。7.根据权利要求1所述的离心叶轮，其特征在于，在所述流道Ф＝0的入口位置，β1为
‑
56
°
～
‑
57
°
，β2为
‑
38.5
°
～
‑
39.5
°
。8.根据权利要求1所述的离心叶轮，其特征在于，从所述流道的入口处到出口方向，随着相对流向位置Ф值的增大，所述叶根的厚度先增大，再减小；从所述流道的入口处到出口方向，随着相对流向位置Ф值的增大，所述叶顶的厚度先增大，再减小，其中所述叶顶的厚度小于所述叶根的厚度。9.根据权利要求1
‑
8任一项所述的离心叶轮，其特征在于，从所述流道的入口到出口方向，所述叶根包括前段、中段及后段，所述叶根的前段对应的相对流向位置Ф值为0～30％；所述叶根的中段对应的相对流向位置Ф值为30～70％；所述叶根的后段对应的相对流向位置Ф值为70～100％；在所述叶根的前段，β1由
‑
39
°
逐渐增大为0
°
；在所述叶根的中段，β1由0
°
逐渐增大到+2.7
°
，再由+2.7
°
逐渐减小为0
°
；在所述叶根的后段，β1由0
°
逐渐减小到
‑
58
°
。10.根据权利要求9所述的离心叶轮，其特征在于，在所述流道的入口处的所述叶根厚度等于在所述流道的出口处的叶根厚度；
在所述流道的入口处的所述叶顶厚度等于在所述流道的出口处的叶顶厚度。11.根据权利要求9所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：连柽煜，肖贵珊，符渡，刘茂龙，黄建平，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：