CN102803740B - 离心式压缩机系统 - Google Patents

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Abstract

在特定实施例中，一种离心式压缩机系统包括含有具有用于限定流通路的对置轴向侧的第一面和第二面的流通路的离心式压缩机扩压器，离心式压缩机扩压器还包括从流通路的第一面延伸到第二面的多个叶片。每个叶片的第一轮廓均沿轴向变化。离心式压缩机扩压器还包括在轴向从第一面延伸到第二面的多个小叶片。每个小叶片的第一轴向长度均小于流通路的第二轴向长度。此外，每个小叶片的第二轮廓沿轴向变化并且/或者小叶片围绕流通路的周向形成非周期性图形。

Description

离心式压缩机系统
相关专利申请的相互参照
本申请要求2010年2月5日提交的名称为“离心式压缩机扩压器小叶片CentrifugalCompressor Diffuser Vanelet”的第12/701,446号美国非临时专利申请的优先权，在此通过引用包括该专利申请的全部内容。
技术领域
本发明涉及压缩及扩压器领域，尤其是涉及离心式压缩机系统。
背景技术
本小节意在向读者介绍与下面描述的和/或者要求保护的本发明的各方面相关的技术的各方面。可以相信这里的讨论有助于向读者提供易于更好地理解本发明的各方面的背景信息。因此，应当明白，要从该角度阅读这些陈述，而不是承认这些陈述是现有技术。
可以采用离心式压缩机为各种应用提供加压流体流。这种压缩机通常包括由电动机、内燃机或者另一种被配置为提供旋转输出的驱动单元驱动而旋转的叶轮。当叶轮旋转时，以轴向进入的流体在周向和径向被加速并且被排出。然后，高速流体进入扩压器，扩压器将速度头转换为压头(即，降低流速，而升高流压)。然后，蜗壳或者涡壳收集径向出流，并使它进入管子。这样，离心式压缩机产生高压流体输出。压缩机总效率是叶轮、扩压器和蜗壳/涡壳的性能以及这些部件之间的交互作用的函数。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种离心式压缩机系统，采用小叶片来减小流体流与叶片的前缘之间的入射角，提高扩压器效率。
本发明的技术解决方案是：
一种离心式压缩机系统，包括：
离心式压缩机扩压器，包括：
流通路，具有用于限定所述流通路的对置轴向侧的第一面和第二面；
多个叶片，从所述流通路的所述第一面延伸到所述第二面，其中每个叶片的第一轮廓均沿轴向变化；以及
多个小叶片，在所述轴向从所述第一面延伸到所述第二面，其中每个小叶片的第一轴向长度均小于所述流通路的第二轴向长度，并且其中每个小叶片的第二轮廓沿所述轴向是变化的，所述多个小叶片围绕所述流通路的周向形成非周期性图形，或者它们的组合。
一种离心式压缩机系统，包括：
离心式压缩机扩压器小叶片，具有比扩压器流通路的第二轴向长度短的第一轴向长度，其中所述离心式压缩机扩压器小叶片的轮廓沿轴向变化。
一种离心式压缩机系统，包括：
离心式压缩机扩压器，包括：
流通路，具有用于限定所述流通路的对置轴向侧的第一面和第二面；
多个叶片，从所述流通路的所述第一面延伸到所述第二面，其中每个叶片的第一轮廓均沿轴向变化；以及
多个小叶片，在所述轴向从所述第一面延伸到所述第二面，其中每个小叶片的第一轴向长度均小于所述流通路的第二轴向长度，并且其中所述多个小叶片围绕所述流通路的周向形成非周期性图形。
由以上说明得知，本发明确实具有如下的优点：
本发明的实施例通过采用小叶片来减小流体流与叶片的前缘之间的入射角，可以提高扩压器效率。在具体实施例中，叶片和小叶片轴向延伸进入到扩压器的流通路。较佳的，连接到流通路的罩侧的小叶片不接触轮毂侧，并且连接到流通路的轮毂侧的小叶片不接触罩侧。本发明的离心式压缩机扩压器小叶片通过基本上匹配来自叶轮的流体的周向变化和/或者轴向变化，三维叶片、三维小叶片和/或者非周期性小叶片的组合可以提高扩压器的效率。
本发明实施例在周期性配置或者非周期性配置中，小叶片用于再引导来自叶轮的流、从而减小流场与叶片之间的入射角。与仅具有沿流通路的整个轴向长度延伸的叶片的扩压器相比，这种配置可以提高扩压器的效率。
本发明的实施例能够通过调节曲率半径和、长度、曲率角或者叶片的每个轴向截面的其他参数可以有助于提高整个扩压器的效率。
附图说明
当参考附图阅读下面的详细描述时，可以更好地理解本发明的各种特征、方面和优点，在所有附图中，相同的字符表示相同的部分，其中：
图1是根据本技术的特定实施例的包括具有被配置为用于减小从叶轮流出的流体与扩压器叶片的前缘之间的入射角的小叶片的扩压器的离心式压缩机的透视图；
图2是根据本技术的特定实施例的沿图1中的线2－2取的离心式压缩机的截面图；
图3是根据本技术的特定实施例的可以用在图1所示离心式压缩机中的扩压器的透视图，它示出了多个围绕罩侧安装面以周向布置的叶片和小叶片；
图4是根据本技术的特定实施例的在图3的线4－4内取的扩压器的一部分的部分轴向图，它示出了通过扩压器流动的流体；
图5是根据本技术的特定实施例的沿图3中的线5－5取的扩压器的子午图，它示出了扩压器叶片轮廓；
图6是根据本技术的特定实施例的沿图5中的线6－6取的扩压器叶片轮廓的俯视图；
图7是根据本技术的特定实施例，沿图5中的线7－7取的扩压器叶片的截面图；
图8是根据本技术的特定实施例的沿图5中的线8－8取的扩压器叶片的截面图；
图9是根据本技术的特定实施例的其小叶片以周期性配置排列的图3所示扩压器的轴向图；
图10是根据本技术的特定实施例的在图9的线10－10内取的扩压器的部分透视图；
图11是根据本技术的特定实施例的其小叶片以非周期性配置排列并且叶片被省略的扩压器的另一个实施例的轴向图；
图12是根据本技术的特定实施例的沿图11的线12－12取的扩压器的子午图，它示出了扩压器小叶片轮廓；
图13是根据本技术的特定实施例的沿图12的线13－13取的扩压器小叶片的俯视图；
图14是根据本技术的特定实施例的沿图12的线14－14取的扩压器小叶片的截面；
图15是根据本技术的特定实施例的沿图12的线15－15取的扩压器小叶片的截面；
图16是根据本技术的特定实施例的其小叶片以非周期性配置排列并且其轮廓沿轴向保持不变的扩压器的另一个实施例的轴向图；
图17是根据本技术的特定实施例的沿图16的线17－17取的扩压器的子午图，它示出了扩压器小叶片轮廓；
图18是根据本技术的特定实施例的沿图17的线18－18取的扩压器小叶片的俯视图；以及
图19是根据本技术的特定实施例的沿图17的线19－19取的扩压器小叶片的截面。
具体实施方式
下面将描述本发明的一个或者多个特定实施例。所描述的这些实施例仅是本发明的举例说明。此外，为了简明描述这些典型实施例，实际实现的所有特征可能未在本说明中全部描述。应该明白，在任何这种实际实现的开发中，与任何工程项目或者设计项目中相同，为了实现开发者的特定目标，必须进行许多特定实现的判定，诸如服从相关系统限制和相关商业限制，许多特定实现可以从一种实现变更为另一种实现。此外，应当明白，这种开发工作可能复杂并且耗时，然而，尽管如此，开发工作仍是受益于本公开的普通技术人员进行设计、装配和制造的例行工作。
在特定配置中，扩压器包括一系列被配置为用于最强扩压器效率的叶片。特定扩压器可以包括被配置为用于匹配来自叶轮的流动变化的三维叶片。例如，从叶轮流出的流体的角度可以沿轴向变化。因此，可以特别形成每个叶片的前缘的轮廓，以匹配流体流的角度，从而减小流体流与叶片之间的入射角。应当明白，与扩压器的罩侧相邻的流体流的角度可能与在轴向流分布的其余各处的流体流的角度显著不同。因此，通过恰当地形成每个叶片的前缘的轮廓来匹配与扩压器的罩侧相邻的流体流的角度，可能是不可行的。因此，在与罩相邻的区域内入射角可能增大，从而降低了扩压器效率。
本公开的实施例通过采用小叶片来减小流体流与叶片的前缘之间的入射角可以提高扩压器效率。在本实施例中，叶片和小叶片轴向延伸进入到扩压器的流通路。叶片的轴向延伸长度与流通路的轴向延伸长度基本上是等同的。例如，叶片可以从轮毂侧延伸到流通路的罩侧。相反，小叶片的轴向延伸长度小于流通路的轴向延伸长度。因此，连接到流通路的罩侧的小叶片不接触轮毂侧，并且连接到流通路的轮毂侧的小叶片不接触罩侧。在特定实施例中，扩压器包括多个小叶片，其中每个小叶片的轮廓沿轴向变化(例如，三维小叶片)，小叶片围绕流通路的圆周形成非周期性图形(例如，非周向对称)，或者它们的组合。扩压器还可以包括多个其轮廓沿轴向变化的叶片(例如，三维叶片)。通过基本上匹配来自叶轮的流体的周向变化和/或者轴向变化，三维叶片、三维小叶片和/或者非周期性小叶片的组合可以提高扩压器的效率。
图1是被配置为用于输出加压流体流的离心式压缩机10的透视图。具体地说，离心式压缩机10包括具有多个轮叶14的叶轮12。当叶轮12由外源(例如，电动机、内燃机等)驱动从而以周向16旋转时，可压缩流体18沿轴向20被吸入轮片14。然后，可压缩流体18以径向22加速到达围绕叶轮12布置的扩压器24。扩压器24被配置，以将来自叶轮12的高速流体流转换为高压流(例如，将动压头转换为压头)。在特定实施例中，罩(未示出)直接相邻于扩压器24布置，并且用于将流体流从叶轮12引导到涡壳或者蜗壳26。涡壳26包括被配置用于收集可压缩流体18并且将它引导到出口28的腔。在特定实施例中，腔的直径沿周向16增大，因此，进一步将动压头转换为压头。
在特定实施例中，扩压器24可以包括被配置为用于再引导相邻叶片附近的流体流的小叶片，从而减小流体流与叶片的前缘之间的入射角。例如，尽管流场发生轴向变化和/或者周向变化，但是小叶片仍可以使流体流正确地对准叶片。应当明白，减小入射角提高叶片的效率，从而提高扩压器24的总体效率。根据该配置，总压缩机效率可以提高约0.5％、1.0％、1.5％或者更高百分率以上。正如下面详细讨论的，特定小叶片包括三维形状，以考虑到沿小叶片叶宽的入射角的变化。其他实施例包括围绕扩压器流通路在周向以非周期性排列布置的小叶片，以补偿因为存在涡壳26引起的流场的周向变化。
图2是沿图1中的线2－2取的离心式压缩机10的截面图。如上所述，可压缩流体18沿轴向20流入叶轮12，并且以径向22加速到达扩压器24。扩压器24将动压头转换为压头，从而形成进入涡壳26的高压流体30的流。具体地说，流体30穿过由第一轴端上的罩侧安装面34和对置轴端上的轮毂侧安装面36限定的扩压器流通路32。如图所示，与叶轮12的轮毂38相邻，安置轮毂侧安装面36。同样地，与罩(未示出)相邻，安置罩侧安装面34。
在所示的实施例中，扩压器24包括一系列被配置用于提高扩压器24的效率的叶片40和小叶片42。正如下面详细讨论的，围绕流通路32以环形排列在周向布置叶片40和/或者小叶片42。如图所示，每个叶片40的轴向长度44等于流通路32的轴向长度46，即，从罩侧安装面34到轮毂侧安装面36。叶片40可以被固定在罩侧安装面34、轮毂侧安装面36、或者安装面34和36二者上。
与叶片40相反，小叶片42的轴向长度48小于流通路32的轴向长度46。例如，在特定实施例中，小叶片42的轴向长度48可以比流通路32的轴向长度46小约50％、45％、40％、35％、30％、25％、20％、15％、10％、5％或者更小。在本实施例中，小叶片42安装在罩侧安装面34上。然而，在变型实施例中，小叶片42可以安装在轮毂侧安装面36上。
正如下面详细讨论的，小叶片42可以被配置，以再引导来自叶轮的流体流30，从而减小叶片40的前缘与流场之间的入射角。因此，与不包括小叶片42的配置相比，可以提高扩压器效率。此外，因为小叶片42没有横贯流通路32的整个轴向长度，所以与全高度叶片相比，小叶片42可以改善阻流性能。此外，减小小叶片42的轴向长度可以降低可能导致转子动态不稳定的反射压力波返回叶轮12的可能性。
图3是扩压器24的透视图，它示出了多个沿周向16围绕罩侧安装面34布置的叶片40和小叶片42。如上所述，叶片40和小叶片42均从罩侧安装面34以轴向20延伸。此外，尽管所示的叶片40和小叶片42安装在罩侧安装面34上，但是应当明白，在变型实施例中，叶片40和/或者小叶片42可以连接到轮毂侧安装面36、或者罩侧安装面34和轮毂侧安装面36的组合(例如，一些叶片40和/或者小叶片42连接到罩侧安装面34，而另一些叶片40和/或者小叶片42连接到轮毂侧安装面36)。在本配置中，每个叶片40都包括沿轴向20变化的、从而形成三维(3D)叶片40的轮廓。应当明白，变型实施例可以采用其轮廓沿轴向20保持恒定的二维(2D)叶片。同样，本配置采用三维小叶片42。然而，正如下面详细讨论的，变型实施例可以采用二维小叶片。
如图所示，本实施例采用11个叶片40和相等数量的小叶片42。应当明白，变型实施例可以采用数量更多或者更少的叶片40和/或者小叶片42。例如，特定配置可以采用1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、或者更多个叶片40。同样，可以采用1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、或者更多个小叶片42。尽管在本配置中，叶片40与小叶片42的数量相等，但是应当明白，变型配置可以采用叶片40比小叶片42多，也可以采用小叶片42比叶片40多。例如，在特定配置中，在各叶片40之间可以安置两个或者更多的小叶片42。在备选配置中，各叶片40之间的小叶片42的数量可以沿周向16变化。例如，特定对数的叶片40可以包括布置在它们之间的0、1、2、3、4、或者更多的小叶片42。
如图所示，本扩压器24包括以周期性配置排列的叶片40和小叶片42。正如下面所详细讨论的，在周期性配置中，叶片40和小叶片42沿周向16围绕罩侧安装面34对称布置。备选配置可以采用非周期性叶片40和/或者非周期性小叶片42。在周期性配置或者非周期性配置中，小叶片42用于再引导来自叶轮的流、从而减小流场与叶片40之间的入射角。与仅具有沿流通路的整个轴向长度延伸的叶片的扩压器相比，这种配置可以提高扩压器24的效率。
图4是沿图3中的线4－4取的扩压器24的一部分的部分轴向图，它示出了从叶轮12排出的流体流。如图所示，每个叶片40分别包括前缘52和后缘54。正如下面所详细讨论的，来自叶轮12的流体流从前缘52流到后缘54，从而将动压头(例如，流速)转换为静压头(例如，加压流体)。在本实施例中，每个叶片40的前缘52相对于环轴16以角度56定向。如图所示，环轴16遵循环形罩侧安装面34的曲率。因此，0度的角度56会使前缘52的定向基本上与面34的曲率正切。在特定实施例中，角度56可以是约在0至60、5至55、10至50、15至45、15至40、15至35、或者约10至30度之间。在本实施例中，每个叶片40的角度56可以在大约17至24度之间变化。然而，备选配置可以采用相对于环轴16具有不同定向的叶片40。
如图所示，流体流58既在周向16又在径向22从叶轮出来。流体流58相对于环轴16的角度可以沿周向16变化。例如，在一个周向点位，流体流58以角度59定向，而在第二个周向点位，流体流58以角度60定向。此外，在第三周向点位，流体流58以角度61定向。尽管示出了三个角度59、60和61，但是应当明白，流体流角度可以沿周向16连续变化。此外，应当明白，流速的大小也可以随周向点位变化。此外，速度的大小和方向两者均可以随时间变化，而所示的流体流58代表时间平均流场。
应当明白，角度59、60和61可以根据叶轮配置、叶轮转速、和/或者通过压缩机10的流速、以及其他因素变化。在本配置中，叶片40的角度56被特别配置，以与来自叶轮12的流体流58的方向匹配。应当明白，前缘角度56与流体流角度59、60或者61之间的差可以被定义为入射角。本实施例的叶片40被配置，以实质上减小入射角，从而提高离心式压缩机10的效率。因此，可以特别地调节每个叶片40的角度56，以与在对应于叶片40的周向点位的周向点位处的流体流58的时间平均角度59、60或者61匹配。
如上所述，叶片40围绕罩侧安装面34以基本上环形排列布置。叶片40之间沿周向16的间距62可以被配置，以将速度头有效转换为压头。在本配置中，叶片40之间的间距62基本上相等。然而，备选实施例可以采用不均匀的叶片间距。此外，叶片40与小叶片42之间的间距64可以用于再引导与罩侧安装面34相邻的流体流，从而减小入射角，而提高扩压器24的效率。在本配置中，间距64在每个叶片40与小叶片42之间基本上相等。然而，备选实施例可以采用不均匀的叶片40/小叶片42间距。此外，在本实施例中，每个叶片40的径向点位66与每个小叶片42的径向点位68基本上相等。然而，备选实施例可以采用具有不同径向点位66和68的叶片40和小叶片42。
每个叶片40都包括承压面70和吸面72。应当明白，由于流体从前缘52流到后缘54，所以在承压面70附近诱发高压区域，而在吸面72附近诱发低压区域。这些压力区域影响来自叶轮12的流场，从而与无叶片扩压器相比，提高了流稳定性和效率。在本实施例中，每个三维叶片40都被特别配置，以与叶轮12的流特性匹配，从而提高效率。
除了流体流速在周向16上的变化，流体流速的方向和/或者大小可以沿轴向20变化。因此，叶片40相对于环轴16的角度56可以沿轴向20变化，以与流体流的方向基本匹配。然而，与扩压器24的罩侧相邻的流体流的角度可能与在轴向流分布的其余各处的流体流的角度显著不同。因此，本实施例采用与叶片40相邻的小叶片42对邻近于罩侧安装面34的流体流进行再引导，从而减小入射角，而提高扩压器24的效率。
图5是沿图3中的线5－5取的扩压器24的子午图，它示出了扩压器叶片轮廓。每个叶片40在罩侧安装面34与轮毂侧安装面36之间沿轴向20延伸，形成轴向延伸或者叶宽44。具体地说，叶宽44由轮毂侧上的叶根74和罩侧上的叶顶76限定。正如下面详细讨论的，叶片40的子午长度被配置为是沿叶宽44变化的。子午长度是沿叶片40在特定轴向点位的前缘52与后缘54之间的距离。例如，叶根74的长度78可以与叶顶76的长度80不同。可以根据该特定轴向位置的流体流特性，选择叶片40的轴向点位(即，沿轴向20的点位)的子午长度。例如，计算机建模可以确定来自叶轮12的流体速度在轴向20的变化。因此，可以特殊选择每个轴向点位的长度，以符合入射流体速度。这样，与沿叶片40的叶宽44其长度基本上保持恒定的配置相比，可以提高叶片40的效率。
此外，前缘52和/或者后缘54的周向点位(即，沿周向16的点位)可以被配置为是沿叶片40的叶宽44变化的。如图所示，基准线82沿轴向20从叶顶76的前缘52延伸到轮毂侧安装面36。前缘52沿叶宽44的周向点位从基准线82偏离可变距离84。换句话说，前缘52在周向16是可变的，而不是恒定的。这种配置使得叶轮12与叶片40的前缘52之间沿叶宽44的距离是可变的。例如，根据对来自叶轮12的流体流的计算机模拟，可以对沿叶宽44的每个轴向点位选择特定距离84。这样，与采用恒定距离84的配置相比，可以提高叶片40的效率。在本实施例中，距离84随着离开叶顶76的距离的增大而增大。备选实施例可以采用其他前缘轮廓，包括前缘52沿向着叶轮12的方向越过基准线82延伸的排列。
同样，后缘54的周向点位可以被配置为是沿叶片40的叶宽44变化的。如图所示，基准线86沿轴向20从叶根74的后缘54离开轮毂侧安装面36延伸。后缘54沿叶宽44的周向点位从基准线86偏离可变距离88。换句话说，后缘54在周向16是可变的，而不是恒定的。这种配置使得叶轮12与叶片40的后缘54之间沿叶宽44的距离是可变的。例如，根据对来自叶轮12的流体流的计算机模拟，可以对沿叶宽44的每个轴向点位选择特定距离88。这样，与采用恒定距离88的配置相比，可以提高叶片40的效率。在本实施例中，距离88随着离开叶根74的距离的增大而增大。备选实施例可以采用其他后缘轮廓，包括后缘54沿离开叶轮12的方向越过基准线88延伸的排列。在其他实施例中，前缘52的径向点位和/或者后缘54的径向点位可以沿扩压器叶片40的叶宽44变化。
图6是沿图5中的线6－6取的扩压器叶片轮廓的俯视图。如上所述，叶片40的轮廓可以沿轴向20变化，从而形成三维叶片形状。具体地说，叶片40的参数可以被特殊配置为与来自特定叶轮12的三维流体流一致，从而将流体速度有效转换为流体压力。例如，如上所述，可以根据该轴向位置的流特性，选择叶片40的轴向点位(即，沿轴向20的点位)的子午长度。如图所示，可以根据在叶片40的根部74来自叶轮12的流，选择叶根74的长度78。
此外，前缘52和/或者后缘54可以包括在相应缘的尖端弯曲的轮廓。具体地说，前缘52的尖端可以包括具有曲率半径90的、被配置以引导围绕前缘52的流体流的弯曲轮廓。同样，可以根据所计算的后缘54的流特性，选择后缘54的尖端的曲率半径92。在特定配置中，前缘52的曲率半径90可以大于后缘54的曲率半径92。在备选配置中，前缘52的曲率半径90可以小于后缘54的曲率半径92。
可能影响通过扩压器24的流体流的另一个叶片特性是叶片40的曲率。如图所示，平均叶片截面线94从前缘52延伸到后缘54，并且限定叶片轮廓的中心(即，承压面70与吸面72之间的中心线)。平均叶片截面线80示出了叶片40的弯曲轮廓。具体地说，前缘切线96从前缘52延伸，并且在前缘52与平均叶片截面线94相切。同样，后缘切线98从后缘54延伸，并且在后缘54与平均叶片截面线94相切。在切线96与切线98的交叉点形成曲率角100。如图所示，叶片40的曲率越大，则曲率角100越大。因此，角100提供了对叶片40的曲率的有效测量。可以根据叶轮12的流特性选择曲率角100，以将动压头有效转换为压头。例如，曲率角100可以大于约0、5、10、15、20、25、30度或者更大。
曲率角100、前缘52的曲率半径90、后缘54的曲率半径92和/或者长度78可以沿叶片40的叶宽44变化。具体地说，可以根据所计算的相应轴向位置的流特性，对每个轴向截面特殊选择上述参数中的每个。这样，可以构造与二维叶片(即，具有恒定截面几何的叶片)相比可以提高效率的三维叶片40(即，具有可变截面几何或者轮廓的叶片40)。
图7是沿图5中的线7－7取的扩压器叶片40的截面图。如图所示，叶片40的轮廓被改变，以符合对应于本截面的轴向位置的流特性。例如，本截面的子午长度102可以与叶根74的长度78不同。同样，前缘52的曲率半径104、后缘54的曲率半径106、和/或者曲率角108在所示出的截面与图6所示的截面之间可以变化。例如，可以特殊选择前缘52的曲率半径104，以减小来自叶轮12的流体流与前缘52之间的入射角。如上所述，来自叶轮12的流体流的角度可以沿轴向20变化。因为本实施例便于选择每个轴向点位(即，沿轴向20的点位)的曲率半径104，所以入射角可以沿叶片40的叶宽44显著减小，从而与前缘52的曲率半径104在整个叶宽44上保持基本固定的配置相比，可以提高叶片40的效率。此外，因为来自叶轮12的流体流的速度在轴向20变化，所以调节曲率半径104和106、长度102、曲率角108或者叶片40的每个轴向截面的其他参数可以有助于提高整个扩压器24的效率。
图8是沿图5中的线8－8取的扩压器叶片40的截面图。与图7的截面相同，本截面的轮廓被配置为与处于相应轴向位置的流特性匹配。具体地说，本截面包括可以与图6和图7所示截面的长度78和102不同的子午长度110。此外，前缘52的曲率半径112、后缘54的曲率半径114、以及曲率角116也可以针对本轴向位置的流特性(例如，速度、入射角等)而特殊配置。如上所述，叶片轮廓沿轴向的变化形成基本上被配置为与来自叶轮12的流场匹配的三维叶片40。然而，特定压缩机10可能经受各种流场区域内(例如，邻近罩侧安装面34)在流方向上的多种变化。因此，本实施例采用被配置以再引导来自叶轮12的流来减小流体流与叶片40的前缘52之间的入射角从而提高扩压器效率的小叶片42。
现在参考图9和10，图9是其小叶片42以周期性配置排列的图3所示扩压器24的轴向图。如图所示，基本上相同的小叶片42围绕扩压器24的诸如所示的罩侧安装面34的安装面沿周向16以对称(例如，周期性)图形布置。如上所述，在本实施例中，叶片40和小叶片42都是三维的(例如，具有轴向变化的轮廓)。
图10是以图9的线10－10取的扩压器24的部分透视图，它示出了将用作基准小叶片的单个小叶片42。对于任意给定轴高z的每个小叶片42，可以沿其法线与轴向20重合的基准平面限定基准面118。在图10所示的基准小叶片42上，基准面118由小叶片42的内表面限定。然而，在此描述的分析可以用于任何轴高的小叶片42。换句话说，基准平面可以被限定在小叶片42的任何轴高。在所示的例子中，基准平面包括穿过叶轮12、扩压器24和涡壳26的共同中心轴的基准中心点c。
基准面118的特性可以由离开基准中心点c的径向距离r、角位置θ、以及轴高z限定的一组独特点进行描述。对于任何给定的基准平面，一组独特点的轴高z是相同的。然而，径向距离r和角位置θ会不同，并且它们将限定在基准平面中基准面118的各个独特点。例如，对应于小叶片42的前缘部分122的前缘点120可以被定义为基准面118的基线点，因此，它可以由径向距离r0和等于0度的角位置θ0限定。同样，对应于小叶片42的后缘部分126的后缘点124可以由径向距离r1和角位置θ1限定。此外，吸面点128可以由径向距离r2和角位置θ2限定。因此，小叶片42的吸面130可以由沿小叶片42的吸面130的多个点限定。然而，小叶片42的承压面132可以被同样限定。的确，在图10所示的基准小叶片42的基准面118上可能有无数个独特点。然而，为了有助于计算小叶片42的形状、定向和/或者位置，可以限制用于限定各小叶片42的设计的独特点的数量。
此外，图9所示扩压器24的每个小叶片42均可以同样包括沿基准平面的一组独特点。换句话说，小叶片42中的每个都可以包括由沿诸如图10所示基准小叶片42的基准面118的基准平面的一组独特点限定的二维区域。在图9和10的小叶片42的周期性排列中，对于位于基准小叶片42的基准平面(例如，基准面118)上的二维域内的每个点，以360.0除以N的整数倍旋转这些点中的每个，将产生位于另一个小叶片42的基准平面的二维域内的点，其中N是扩压器24的小叶片42的数量。例如，图9所示的扩压器24包括11个小叶片42。这样，对于位于基准小叶片42的基准平面(例如，基准面118)的二维域内的每个点，点旋转32.73度、65.46度、98.19度、130.92度、163.65度、196.38度、229.11度、261.84度、294.57度和327.30度(例如，360.0度除以11的整数倍，即32.73度的整数倍)得到位于另一个扩压器叶片40的基准平面的二维域内的点。
图11是其小叶片以非周期性配置排列并且叶片被省略的扩压器24的另一个实施例的轴向图。对比上面参考图9和10描述的周期性小叶片配置，本扩压器包括沿周向16以非周期性(例如，非对称性)图形排列的小叶片134、136、138、140、142、144、146、148、150、152和154。应当明白，不满足上面描述的周向对称性变换要求的任何一组小叶片都可以被看作是非周期性的。为了说明图11所示非周期性(例如，非对称性)图形的性质，基准点A、B、C、D、E、F、G、H、I、J和K定位在围绕罩侧安装面34的等间距周向位置。如图所示，扩压器24包括11个小叶片134－154。这样，基准点A、B、C、D、E、F、G、H、I、J和K以32.73度(例如，360.0度除以11)的弧角Φ等间隔分离。
所示的小叶片134、136、138、140、142、144、146、148、150、152和154中的每个通常都与基准点A、B、C、D、E、F、G、H、I、J和K之一相关联(例如，小叶片134与基准点A相关联、小叶片136与基准点B相关联、小叶片138与基准点C相关联、小叶片140与基准点D相关联、小叶片142与基准点E相关联、小叶片144与基准点F相关联、小叶片146与基准点G相关联、小叶片148与基准点H相关联、小叶片150与基准点I相关联、小叶片152与基准点J相关联、以及小叶片154与基准点K相关联)。基准点A、B、C、D、E、F、G、H、I、J和K用于说明小叶片134－154的形状、定向和/或者位置如何沿罩侧安装面34的周向16从一个小叶片变化到另一个小叶片。
更具体地说，如上所述，为了考虑为周期性(例如，对称性)排列的小叶片，对于位于小叶片(例如，基准小叶片134)基准平面的二维域内的每个点，点旋转32.73度、65.46度、98.19度、130.92度、163.65度、196.38度、229.11度、261.84度、294.57度和327.30度(例如，360.0度除以11的整数倍，即，32.73度的整数倍)将产生位于其他小叶片136、138、140、142、144、146、148、150、152和154的基准平面的二维域内的点。然而，如图所示，对应于基准点A旋转32.73度、65.46度、98.19度、130.92度、163.65度、196.38度、229.11度、261.84度、294.57度和327.30度的弧角的基准点B、C、D、E、F、G、H、I、J和K不都位于其他小叶片136、138、140、142、144、146、148、150、152和154的基准平面的二维域内。例如，基准点H和I甚至不位于相应小叶片148和150内。因此，在扩压器24中，小叶片134－154是以非周期性配置排列的。
应当明白，小叶片134－154的非周期性配置可以补偿扩压器24内的周向流变化。例如，涡壳26可能诱发通过扩压器24的流体流的方向和/或者速度周向偏差。因此，在本实施例中，小叶片134－154的点位、数量和/或者定向可以被特殊配置，以考虑到涡壳诱发的流变化。因此，与上面参照图3所示的扩压器24所描述的周期性排列相比，小叶片134－154的非周期性排列可能更有效。
图12是沿图11的线1212取的扩压器24的子午图，它示出了扩压器小叶片轮廓。与图3的扩压器24相同，本扩压器24的小叶片134－154包括沿轴向20变化从而形成三维形状的截面轮廓。小叶片134－154中的每个都沿轴向20从罩侧安装面34延伸到轮毂侧安装面36。如上所述，小叶片134－154的轴向长度或者叶宽48小于扩压器流通路32的轴向长度46。此外，尽管所示的典型小叶片134从罩侧安装面34开始延伸，但是应当明白，备选实施例可以包括从轮毂侧安装面36开始延伸的小叶片。在其他实施例中，扩压器可以包括既从罩侧安装面34又从轮毂侧安装面36开始延伸的小叶片。尽管下面的讨论描述了图11所示扩压器24的典型小叶片134的形状，但是应当明白，其他小叶片136－154可以具有相同的形状。然而，在特定实施例中，可以根据相应小叶片的周向点位，改变小叶片134－154的形状。
如图所示，叶宽48由轮毂侧的小叶片叶顶160和罩侧的小叶片叶根162限定。正如下面详细讨论的，小叶片134的子午长度被配置为沿叶宽48变化的。子午长度是沿小叶片134位于特定轴向点位的前缘156与后缘158之间的距离。例如，小叶片叶顶160的长度164可以与小叶片叶根162的长度166不同。可以根据位于该特定轴向位置的流体流特性，选择小叶片134的轴向点位(即，沿轴向20的点位)的子午长度。例如，计算机建模可以确定来自叶轮12的流体速度在轴向20的变化。因此，可以特殊选择每个轴向点位的子午长度，以相应于入射流体速度。这样，与沿小叶片134的叶宽48其长度基本上保持恒定的配置相比，可以提高小叶片134的效率。此外，在包括与小叶片相邻安置的叶片40的诸如图3所示扩压器24的扩压器配置中，可以特殊配置在每个轴向点位的子午长度，以减小流体流与相应叶片的前缘之间的入射角，从而提高扩压器24的效率。
此外，前缘156和/或者后缘158的周向点位(即，沿周向16的点位)可以被配置为沿小叶片134的叶宽48变化的。如图所示，基准线168从小叶片叶根162的前缘156延伸到小叶片134的轮毂侧轴向长度。前缘156沿叶宽48的周向点位从基准线168偏离可变距离170。换句话说，前缘156在周向16是可变的，而不是恒定的。这种配置使得叶轮12与小叶片134的前缘156之间沿叶宽48的距离是可变的。例如，根据对来自叶轮12的流体流的计算机模拟，可以对沿叶宽48的每个轴向点位选择特定距离170。这样，与采用恒定距离170的配置相比，可以提高小叶片134的效率。此外，可以特殊配置在每个轴向点位的距离170，以再引导相邻叶片40附近的流体流，从而减小流体流与叶片40之间的入射角。应当明白，这种配置可以提高既采用叶片40又采用小叶片134－154的扩压器24的总效率。在本实施例中，距离170随着离开小叶片叶根162的距离的增大而增大。备选实施例可以采用其他前缘轮廓，包括前缘156沿着向叶轮12的方向越过基准线168延伸的排列。
同样，后缘158的周向点位可以被配置为沿小叶片134的叶宽48变化的。如图所示，基准线172沿轴向20从小叶片叶顶160的后缘158延伸到罩侧安装面34。后缘158沿叶宽48的周向点位从基准线172偏离可变距离174。换句话说，后缘158在周向16是可变的，而不是恒定的。这种配置使得叶轮12与小叶片134的后缘158之间沿叶宽48的距离是可变的。例如，根据对来自叶轮12的流体流的计算机模拟，可以对沿叶宽48的每个轴向点位选择特定距离174。这样，与采用恒定距离174的配置相比，可以提高小叶片134的效率。此外，可以特殊配置在每个轴向点位的距离174，以再引导相邻叶片40附近的流体流，从而减小流体流与叶片40之间的入射角。应当明白，这种配置可以提高既采用叶片40又采用小叶片134至154的扩压器24的总效率。在本实施例中，距离174随着离开小叶片叶根162的距离的增大而增大。备选实施例可以采用其他后缘轮廓，包括后缘158沿离开叶轮12的方向越过基准线172延伸的排列。在其他实施例中，前缘156的径向点位和/或者后缘158的径向点位可以沿小叶片134的叶宽48变化。
图13是沿图12的线13－13取的典型扩压器小叶片134的俯视图。如上所述，小叶片134的轮廓可以沿轴向20变化，从而形成三维小叶片形状。具体地说，小叶片134的参数可以被特殊配置为与来自特定叶轮12的三维流体流一致，从而将流体速度有效转换为流体压力。例如，如上所述，可以根据该轴向位置的流特性，选择小叶片134的轴向点位(即，沿轴向20的点位)的子午长度。如图所示，可以根据在小叶片134的叶顶160来自叶轮12的流，选择小叶片叶顶160的长度164。
此外，前缘156和/或者后缘158可以包括在相应缘的尖端的弯曲轮廓。具体地说，前缘156的尖端可以包括具有曲率半径182的、被配置以引导围绕前缘156的流体流的弯曲轮廓。同样，可以根据所计算的后缘158的流特性，选择后缘158的尖端的曲率半径184。在特定配置中，前缘156的曲率半径182可以大于后缘158的曲率半径184。在变型配置中，前缘156的曲率半径182可以小于后缘158的曲率半径184。
可能影响通过扩压器24的流体流的另一个叶片特性是小叶片134的曲率。如图所示，平均小叶片截面线186从前缘156延伸到后缘158，并且定义了小叶片轮廓的中心(即，承压面176与吸面178之间的中心线)。平均小叶片截面线186示出了小叶片134的弯曲轮廓。具体地说，前缘切线188从前缘156延伸，并且在前缘156与平均小叶片截面线186相切。同样，后缘切线190从后缘158延伸，并且在后缘158与平均小叶片截面线186相切。在切线188与切线190的交叉点形成曲率角192。如图所示，小叶片134的曲率越大，则曲率角192越大。因此，角192用于有效测量小叶片134的曲率。可以根据叶轮12的流特性选择曲率角192，以将动压头有效转换为压头。此外，可以选择曲率角192，以再引导相邻叶片40附近的流体流，从而减小流体流与叶片40的前缘之间的入射角。应当明白，这种配置可以提高采用叶片40和小叶片134至154的扩压器配置的效率。例如，曲率角192可以大于约0、5、10、15、20、25、30度或者更大。
曲率角192、前缘156的曲率半径182、后缘158的曲率半径184和/或者长度164可以沿小叶片134的叶宽48变化。具体地说，可以根据所计算的相应轴向位置的流特性，为每个轴向截面特殊选择上述参数中的每个。这样，可以构造与二维叶片(即，具有固定截面几何的叶片)相比可以提高效率的三维小叶片134(即，具有可变截面几何或者轮廓的小叶片134)。
图14是沿图12中的线14－14取的典型扩压器小叶片134的截面。如图所示，改变了小叶片134的轮廓，以符合对应于本截面的轴向位置的流特性。例如，本截面的子午长度194可以与叶顶160的长度164不同。同样，前缘156的曲率半径196、后缘158的曲率半径198、和/或者曲率角200在所示出的截面与图13所示的截面之间可以不同。例如，可以特殊选择前缘156的曲率半径196，以减小来自叶轮12的流体流与前缘156之间的入射角。如上所述，来自叶轮12的流体流的角度可以沿轴向20变化。因为本实施例便于选择每个轴向点位(即，沿轴向20的点位)的曲率半径196，所以沿小叶片134的叶宽48可以显著减小入射角，从而与前缘156的曲率半径196在整个叶宽48上保持基本恒定的配置相比，可以提高小叶片134的效率。此外，因为来自叶轮12的流体流的速度可以在轴向20变化，所以调节曲率半径196和198、长度194、曲率角200、或者小叶片134的每个轴向截面的其他参数可以有助于提高整个扩压器24的效率。例如，在既采用叶片40又采用小叶片134－154的配置中，可以特殊配置每个轴向截面的参数，以再引导相邻叶片40附近的流体流，从而减小流体流与叶片的前缘之间的入射角。应当明白，调节流以与叶片40的角匹配可以提高叶片40的效率，这样可以总体提高扩压器效率。
图15是沿图12中的线15－15取的典型扩压器小叶片134的截面。与图14的截面相同，本截面的轮廓被配置为与在相应轴向位置的流特性匹配。具体地说，本截面包括可以与图13和图14所示截面的长度164和194不同的子午长度202。此外，前缘156的曲率半径204、后缘158的曲率半径206、以及曲率角208也可以针对在本轴向位置的流特性(例如，速度、入射角等)而特殊配置。如上所述，叶片轮廓沿轴向的变化形成基本上被配置为与来自叶轮12的流场匹配的三维小叶片134。与采用二维小叶片或者没有叶片的实施例相比，本配置可以提高扩压器的效率。在特定实施例中，小叶片134－154可以被配置，以再引导来自叶轮12的流，减小流体流与叶片40的前缘52之间的入射角，从而提高扩压器效率。
图16是其小叶片以非周期性配置排列并且其小叶片的轮廓沿轴向保持不变的扩压器的另一个实施例的轴向图。因为小叶片轮廓沿轴向不变化，所以当前所示的小叶片可以被认为是二维的。如图所示，本实施例采用具有三维形状的叶片40。然而，应当明白，备选实施例可以包括二维叶片，也可以包括二维和三维叶片40的组合。与上面描述的三维小叶片相同，本实施例的二维小叶片被配置，以再引导来自叶轮12的流体流，从而减小流体流与相邻叶片40的前缘之间的入射角。如上所述，减小与每个叶片40相关联的入射角可以提高扩压器24的总效率。
与上面结合图11描述的非周期性配置相同，本扩压器24包括沿周向16以非周期性(例如，非对称性)图形排列的小叶片210、212、214、216、218、220、222、224、226、228和230。如上所述，不满足上面描述的周向对称性变换要求的任何一组小叶片都可以被看作是非周期性的。为了说明图16所示非周期性(例如，非对称性)图形的性质，基准点L、M、N、O、P、Q、R、S、T、U和V定位在围绕罩侧安装面34的等间距周向位置。如图所示，扩压器24包括11个小叶片210－230。这样，基准点L、M、N、O、P、Q、R、S、T、U和V以32.73度(例如，360.0度除以11)的弧角Φ等间隔分离。
所示的小叶片210、212、214、216、218、220、222、224、226、228和230中的每个通常都与基准点L、M、N、O、P、Q、R、S、T、U和V之一相关联(例如，小叶片210与基准点L相关联、小叶片212与基准点M相关联、小叶片214与基准点N相关联、小叶片216与基准点O相关联、小叶片218与基准点P相关联、小叶片220与基准点Q相关联、小叶片222与基准点R相关联、小叶片224与基准点S相关联、小叶片226与基准点T相关联、小叶片228与基准点U相关联、以及小叶片230与基准点V相关联)。基准点L、M、N、O、P、Q、R、S、T、U和V用于说明小叶片210－230的形状、定向和/或者位置如何沿罩侧安装面34的周向16从一个小叶片到另一个小叶片变化。
更具体地说，如上所述，为了考虑为周期性(例如，对称性)排列的小叶片，对于位于小叶片(例如，基准小叶片210)的基准平面的二维域内的每个点，点旋转32.73度、65.46度、98.19度、130.92度、163.65度、196.38度、229.11度、261.84度、294.57度和327.30度(例如，360.0度除以11的整数倍，即，32.73度的整数倍)将产生位于其他小叶片212、214、216、218、220、222、224、226、228和230的基准平面的二维域内的点。然而，如图所示，对应于基准点A旋转过32.73度、65.46度、98.19度、130.92度、163.65度、196.38度、229.11度、261.84度、294.57度和327.30度的弧角的基准点M、N、O、P、Q、R、S、T、U和V不都位于其他小叶片212、214、216、218、220、222、224、226、228和230的基准平面的二维域内。例如，基准点V甚至不位于相应小叶片230内。因此，在扩压器24中，小叶片210－230是以非周期性配置排列的。
图17是沿图16的线17－17取的扩压器的子午图，它示出了扩压器小叶片轮廓。对比图11的扩压器24，本扩压器24的小叶片210－230包括沿轴向20保持恒定的截面轮廓，从而形成二维形状。小叶片210－230中的每个都沿轴向20从罩侧安装面34延伸到轮毂侧安装面36。如上所述，小叶片210－230的轴向长度或者叶宽48小于扩压器流通路32的轴向长度46。此外，尽管所示的典型小叶片210从罩侧安装面34开始延伸，但是应当明白，备选实施例可以包括从轮毂侧安装面36开始延伸的小叶片。在其他实施例中，扩压器可以包括既从罩侧安装面34又从轮毂侧安装面36开始延伸的小叶片。尽管下面的讨论描述了图16所示扩压器24的典型小叶片210的形状，但是应当明白，其他小叶片212－230可以具有相同的形状。然而，在特定实施例中，小叶片210－230的形状可以根据相应小叶片的周向点位变化。
如图所示，叶宽48由轮毂侧的小叶片叶顶236和罩侧的小叶片叶根238限定。正如下面详细讨论的，小叶片210的子午长度不沿叶宽48变化，因为小叶片是二维的。子午长度是沿小叶片210在特定轴向点位的前缘232与后缘234之间的距离。在本实施例中，小叶片210的长度保持恒定。例如，小叶片叶顶236的子午长度240可以与小叶片叶根238的子午长度242基本相同。
此外，前缘232和/或者后缘234的周向点位(即，沿周向16的点位)不沿小叶片210的叶宽48变化。如图所示，基准线244从小叶片叶根238延伸到小叶片210的轮毂侧轴向长度。前缘232沿叶宽48的周向点位从基准线244偏离恒定距离246。同样，后缘234的周向点位不沿小叶片210的叶宽48变化。如图所示，基准线248沿轴向20从小叶片叶顶236延伸到罩侧安装面34。后缘234沿叶宽48的周向点位从基准线248偏离恒定距离250。因为前缘232和后缘234的长度和周向点位基本上保持恒定，所以与小叶片产品相关的设计和制造成本比上面描述的三维配置低得多。此外，这种二维小叶片210－230可以通过再引导相邻叶片40附近的流体流来减小叶片40与流体流之间的入射角，从而提高扩压器效率。
图18是沿图17的线18－18取的典型扩压器小叶片210的俯视图。如上所述，小叶片210的轮廓沿轴向20保持恒定，从而形成二维小叶片形状。例如，如上所述，对于小叶片210的每个轴向点位(即，沿轴向20的点位)子午长度可以相同。如图所示，前缘232和/或者后缘234包括在相应缘的尖端的弯曲轮廓。具体地说，前缘232的尖端可以包括具有曲率半径256、被配置以引导围绕前缘232的流体流的弯曲轮廓。同样，可以根据所计算的后缘234的流特性，选择后缘234的尖端的曲率半径258。在特定配置中，前缘232的曲率半径256可以大于后缘234的曲率半径258。在备选配置中，前缘232的曲率半径256可以小于后缘234的曲率半径258。
可能影响通过扩压器24的流体流的另一个叶片特性是小叶片210的曲率。如图所示，平均小叶片截面线260从前缘232延伸到后缘234，并且定义了小叶片轮廓的中心(即，承压面252与吸面254之间的中心线)。平均小叶片截面线260示出了小叶片210的弯曲轮廓。具体地说，前缘切线262从前缘232延伸，并且在前缘232与平均小叶片截面线260相切。同样，后缘切线264从后缘234延伸，并且在后缘234与平均小叶片截面线260相切。在切线262与切线264的交叉点形成曲率角266。如图所示，小叶片210的曲率越大，则曲率角266越大。因此，角266用于有效测量小叶片210的曲率。可以根据叶轮12的流特性选择曲率角266，以将动压头有效转换为压头。此外，可以选择曲率角266，以再引导相邻叶片40附近的流体流，从而减小流体流与叶片40的前缘之间的入射角。应当明白，这种配置可以提高扩压器24的效率。例如，曲率角266可以大于约0、5、10、15、20、25、30度或者更大。
曲率角266、前缘232的曲率半径256、后缘234的曲率半径258和长度240可以沿小叶片210的叶宽48保持恒定。这样，可以构造与没有小叶片的扩压器配置相比可以提高效率的二维小叶片210(即，具有恒定截面几何或者轮廓的小叶片210)。如上所述，二维小叶片配置可以降低扩压器设计和制造成本，同时提高扩压器的效率。
图19是沿图17中的线19－19取的典型扩压器小叶片210的截面。如图所示，小叶片210的轮廓与图18所示轮廓基本上相同。例如，本截面的子午长度268与小叶片叶顶236的长度240相同。同样，前缘232的曲率半径270、后缘234的曲率半径272、以及曲率角274在所示出的截面与图18所示的截面之间没有不同。因为小叶片210的轮廓沿轴向基本上保持恒定，所以小叶片210具有二维形状。因此，小叶片210－230的设计和制造可能比三维小叶片配置更少花钱。
应当明白，上面描述的小叶片可以应用于各种扩压器配置中。例如，参考图3描述的扩压器24包括周期性的三维叶片和周期性的三维小叶片。此外，参考图11描述的扩压器24包括非周期性的三维小叶片，而不包括叶片。此外，参考图16描述的扩压器24包括周期性的三维叶片和非周期性的二维小叶片。应当明白，叶片和小叶片的其他组合可以应用于其他实施例中。例如，特定实施例可以包括非周期性的二维小叶片而不包括叶片。其他实施例可以包括非周期性的二维小叶片和二维叶片(周期性的或者非周期性的)。又一个实施例可以包括二维叶片(周期性的或者非周期性的)和三维小叶片(周期性的或者非周期性的)。备选实施例中可以采用叶片和小叶片的其他可能组合。
尽管作为例子在附图中示出了并且在此详细描述了特定实施例，但是容许对本发明进行各种修改和备选。然而，应当明白，本发明并不局限于所公开的特定形式。相反，本发明涵盖落入下面所附权利要求限定的本发明的实质范围内的所有修改、等同和备选。

Claims (19)

1.一种离心式压缩机系统，包括：
离心式压缩机扩压器，包括：
流通路，具有用于限定所述流通路的对置轴向侧的第一面和第二面；
多个叶片，从所述流通路的所述第一面延伸到所述第二面，其中每个叶片均具有第一轮廓，所述第一轮廓的一个或多个曲率角沿轴向变化；以及
多个小叶片，在所述轴向从所述第一面延伸到所述第二面，其中每个小叶片的第一轴向长度均小于所述流通路的第二轴向长度，并且其中每个小叶片均具有第二轮廓，所述第二轮廓的一个或多个曲率角沿所述轴向变化，所述多个小叶片围绕所述流通路的周向形成非周期性图形。
2.根据权利要求1所述的离心式压缩机系统，其中所述第一面包括罩侧安装面。
3.根据权利要求1所述的离心式压缩机系统，其中每个小叶片的所述第一轴向长度小于所述流通路的所述第二轴向长度的约25％。
4.根据权利要求1所述的离心式压缩机系统，其中每个小叶片的所述第二轮廓沿所述轴向变化，并且所述多个小叶片围绕所述流通路的周向形成所述非周期性图形。
5.根据权利要求1所述的离心式压缩机系统，其中每个小叶片的前缘的第一曲率半径、后缘的第二曲率半径、曲率角或者它们的组合均沿所述轴向变化。
6.根据权利要求1所述的离心式压缩机系统，其中小叶片的第一总数等于叶片的第二总数。
7.根据权利要求1所述的离心式压缩机系统，其中每个小叶片在每对相邻叶片之间以周向布置。
8.根据权利要求1所述的离心式压缩机系统，其中多个小叶片中的至少一部分被配置为用于改变至少一个叶片附近的流体流，以减小所述流体流与所述至少一个叶片的前缘之间的入射角。
9.根据权利要求1所述的离心式压缩机系统，包括具有离心式压缩机扩压器的离心式压缩机。
10.一种离心式压缩机系统，包括：
离心式压缩机扩压器小叶片，具有比扩压器流通路的第二轴向长度短的第一轴向长度，其中所述离心式压缩机扩压器小叶片具有这样一种轮廓，所述轮廓的一个或多个曲率角沿轴向变化，
其中所述离心式压缩机扩压器小叶片的前缘的第一曲率半径、后缘的第二曲率半径和曲率角均沿所述轴向变化。
11.根据权利要求10所述的离心式压缩机系统，其中所述离心式压缩机扩压器小叶片的所述第一轴向长度比所述流通路的所述第二轴向长度短约25％。
12.根据权利要求10所述的离心式压缩机系统，包括含有多个在所述流通路附近以环形排列布置的离心式压缩机扩压器小叶片的离心式压缩机扩压器。
13.根据权利要求12所述的离心式压缩机系统，其中所述多个离心式压缩机扩压器小叶片围绕所述流通路的周向形成非周期性图形。
14.一种离心式压缩机系统，包括：
离心式压缩机扩压器，包括：
流通路，具有用于限定所述流通路的对置轴向侧的第一面和第二面；
多个叶片，从所述流通路的所述第一面延伸到所述第二面，其中每个叶片均具有第一轮廓，所述第一轮廓的一个或多个曲率角沿轴向变化；以及
多个小叶片，在所述轴向从所述第一面延伸到所述第二面，其中每个小叶片的第一轴向长度均小于所述流通路的第二轴向长度，并且其中所述多个小叶片围绕所述流通路的周向形成非周期性图形。
15.根据权利要求14所述的离心式压缩机系统，其中所述非周期性图形包括：非对称性几何、非对称性定向、或者它们的组合。
16.根据权利要求15所述的离心式压缩机系统，其中所述非周期性图形包括非对称性几何，并且其中所述非对称性几何包括相对于环轴从第一小叶片到第二小叶片的子午长度的变化、曲率角的变化、角定向的变化或者它们的组合。
17.根据权利要求15所述的离心式压缩机系统，其中所述非周期性图形包括非对称性定向，并且其中所述非对称性定向包括相对于相等间隔的基准点从第一小叶片到第二小叶片的径向位置的变化、周向位置的变化或者它们的组合。
18.根据权利要求14所述的离心式压缩机系统，其中每个小叶片的所述第一轴向长度比所述流通路的所述第二轴向长度短约25％。
19.根据权利要求14所述的离心式压缩机系统，其中每个小叶片均具有第二轮廓，所述第二轮廓的一个或多个曲率角沿所述轴向变化。
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