CN113374731A - 涡轮转子、膨胀机和空气循环机 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种涡轮转子、膨胀机和空气循环机。该涡轮转子包括轮盘(1)和沿轮盘(1)周向设置的叶片，叶片前缘的气流攻角为0°，其中涡轮转子的进口气流角α为气流方向FD与涡轮转子的轴向的夹角，涡轮转子的前缘叶片角β为叶片的翼型中弧线前缘切线与涡轮转子的轴向的夹角，气流攻角i＝α‑β。根据本申请的涡轮转子，能够解决转子前缘由气流冲击产生的大分离流动的问题，从而减小气流流动损失，提高涡轮转子效率。

Description

涡轮转子、膨胀机和空气循环机

技术领域

本申请涉及飞机空调技术领域，具体涉及一种涡轮转子、膨胀机和空气循环机。

背景技术

目前主流飞机客舱空调的动力来源于飞机发动机引气，发动机中引出的高温高压气体进入制冷包单元，驱动膨胀轮后，带动压缩轮及冲压风扇运转。膨胀轮主要用来提供动力，以及产生低温气流。压缩轮主要用来提升高空中飞机外的低压空气压力，同时伴随有增温的作用。冲压风扇主要目的是为换热器进行热交换。

飞机空气循环机中的向心涡轮转子用于接收来自喷嘴的跨音速气流，通过将径向方向气流折转为轴向的亚音速气流，迅速减小气体压力及温度，同时输出动力带动压气机与风扇旋转。向心涡轮转子前缘往往被切削处理以便于加工，在一定攻角的气流冲击下容易产生前缘流动分离，甚至扩展为通道大分离结构，从而显著增加流动损失。

发明内容

因此，本申请要解决的技术问题在于提供一种涡轮转子、膨胀机和空气循环机，能够解决转子前缘由气流冲击产生的大分离流动的问题，从而减小气流流动损失，提高涡轮转子效率。

为了解决上述问题，本申请提供一种涡轮转子，包括轮盘和沿轮盘周向设置的叶片，叶片前缘的气流攻角为0°，其中涡轮转子的进口气流角α为气流方向FD与涡轮转子的轴向的夹角，涡轮转子的前缘叶片角β为叶片的翼型中弧线前缘切线与涡轮转子的轴向的夹角，气流攻角i＝α-β。

优选地，通过子午面流线绕涡轮转子的中心轴线O轴旋转，与叶片相交形成叶片交割线JL，将交割线JL沿子午方向坐标m以及周向坐标θ平直展开得到叶片的翼型，以子午方向坐标m为x轴，以周向坐标θ为y轴，以翼型的前缘两端点的连线与翼型的中弧线的交点为圆心，建立叶片的翼型坐标系。

优选地，叶片包括第一叶片和第二叶片，第一叶片和第二叶片的叶高相同，第一叶片的轴向长度大于第二叶片的轴向长度，第一叶片和第二叶片沿轮盘的周向交替排布。

优选地，第一叶片和第二叶片的前缘对齐。

优选地，第一叶片和第二叶片在同一坯料上一体加工而成。

优选地，在叶片的翼型坐标系内，翼型的中弧线在子午方向与周向坐标系中的分布函数为波尔茨曼函数，第一叶片与轮盘的相交面为HU1，第一叶片的叶顶曲面为SH1，第二叶片与轮盘的相交面为HU2，第二叶片的叶顶曲面为SH2，其中，

HU1的中弧线在子午方向与周向坐标系中的分布函数为：

θ＝1.08076－1.08736/(1+e^{(m-2.99171)/0.42001})

SH1的中弧线在子午方向与周向坐标系中的分布函数为：

θ＝4.11889－4.12590/(1+e^{(m-1.29564)/0.18631})

HU2的中弧线在子午方向与周向坐标系中的分布函数为：

θ＝0.43835－0.09317/(1+e^{(m-1.76698)/0.15371})

SH2的中弧线在子午方向与周向坐标系中的分布函数为：

θ＝0.88796－0.54092/(1+e^{(m-0.89473)/0.13378})。

优选地，在叶片的翼型坐标系内，第一叶片的翼型厚度满足：

t＝2×[0.67564+0.01378(m/C_m)－2.18765×10^-4(m/C_m)²+6.78833×10^-7(m/C_m)³]

第二叶片的翼型厚度满足：

t＝2×[0.68432－0.00101(m/C_m)－2.71351×10^-4(m/C_m)²－2.75724×10^-7(m/C_m)³]

其中Cm为叶片弦长在子午方向的分量。

优选地，在叶片的翼型坐标系内，第一叶片的最大厚度TH为1.6～2.0mm，且最大厚度位置TP位于40％～50％弦长位置，第一叶片的前缘厚度t_LE为0.6～0.7mm，尾缘厚度t_TE为0.55～0.65mm。

优选地，涡轮转子的流道由轮盘型线和叶顶型线组成，其中轮盘型线由第一叶片与轮盘的相交面HU1绕O轴旋转，并映射到子午面而形成，轮盘型线包括直线段HL1和圆弧段HL2，轮盘的直径为DI，圆弧段HL2的半径为R_HL2，R_HL2/DI＝0.3089～0.4089；叶顶型线由第一叶片的叶顶曲面绕O轴旋转，并映射到子午面而形成，叶顶型线包括圆弧段SL1和直线段SL2，轮盘的直径为DI，圆弧段SL1的半径为R_SL1，R_SL1/DI＝0.1078～0.2078。

优选地，圆弧段为四分之一圆弧段。

优选地，轮盘的直径为DI，涡轮转子的径向进气宽度为HI，HI/DI＝0.0635～0.0777。

优选地，轮盘的直径为DI，涡轮转子的轴向出口叶片高度为HE，HE/DI＝0.20～0.30。

优选地，轮盘的直径为DI，涡轮转子的轴向出口的轮毂直径为DE，DE/DI＝0.1779～0.1899。

根据本申请的另一方面，提供了一种膨胀机，包括涡轮转子，该涡轮转子为上述的涡轮转子。

优选地，膨胀机还包括涡轮进口、涡轮蜗壳、涡轮喷嘴和涡轮出口，气流依次流经涡轮进口、涡轮蜗壳、涡轮喷嘴和涡轮转子后从涡轮出口流出。

根据本申请的另一方面，提供了一种空气循环机，包括上述的涡轮转子或上述的膨胀机。

本申请提供的涡轮转子，包括轮盘和沿轮盘周向设置的叶片，叶片前缘的气流攻角为0°，其中涡轮转子的进口气流角α为气流方向FD与涡轮转子的轴向的夹角，涡轮转子的前缘叶片角β为叶片的翼型中弧线前缘切线与涡轮转子的轴向的夹角，气流攻角i＝α-β。该涡轮转子根据进口气流角对涡轮转子的叶片进行了重新设计优化，使得涡轮转子的叶片在前缘位置的气流攻角为0°，从而形成零攻角涡轮转子叶片结构，使得叶片角度与气流角度形成匹配，利用零攻角特性解决了转子前缘由气流冲击产生的大分离流动的问题，从而减小了气流流动损失，提高了涡轮转子工作效率，增大了制冷系统制冷能力。

附图说明

图1为本申请一个实施例的涡轮转子的立体结构示意图；

图2为本申请一个实施例的涡轮转子的结构尺寸示意图；

图3为本申请一个实施例的涡轮转子的轮盘与轮盖子午面流道型线示意图；

图4为本申请一个实施例的涡轮转子的叶片坐标系定义示意图；

图5为本申请一个实施例的涡轮转子的叶片几何定义坐标图；

图6为本申请一个实施例的涡轮转子的中弧线分布结构图；

图7为本申请一个实施例的涡轮转子的厚度分布结构图；

图8为本申请一个实施例的空气循环机的立体结构示意图；

图9为本申请一个实施例的空气循环机的涡轮局部结构示意图；

图10为相关技术中的大攻角涡轮基元流面速度矢量；

图11为本申请实施例的零攻角涡轮基元流面速度矢量。

附图标记表示为：

1、轮盘；2、第一叶片；3、第二叶片；4、涡轮进口；5、涡轮蜗壳；6、涡轮喷嘴；7、涡轮出口；8、涡轮转子。

具体实施方式

结合参见图1至图7所示，根据本申请的实施例，涡轮转子包括轮盘1和沿轮盘1周向设置的叶片，叶片前缘的气流攻角为0°，其中涡轮转子的进口气流角α为气流方向FD与涡轮转子的轴向的夹角，涡轮转子的前缘叶片角β为叶片的翼型中弧线前缘切线与涡轮转子的轴向的夹角，气流攻角i＝α-β。

该涡轮转子根据进口气流角对涡轮转子的叶片进行了重新设计优化，使得涡轮转子的叶片在前缘位置的气流攻角为0°，从而形成零攻角涡轮转子叶片结构，使得叶片角度与气流角度形成匹配，利用零攻角特性解决了转子前缘由气流冲击产生的大分离流动的问题，从而减小了气流流动损失，提高了涡轮转子工作效率，增大了制冷系统制冷能力。

在一个实施例中，α由上游的涡轮喷嘴6与流道共同确定，而涡轮转子的前缘叶片角β由涡轮转子中弧线CL、厚度t、前缘厚度tLE、尾缘厚度tTE综合确定。因此，通过公式i＝α-β可看出，利用合理的流道设计与涡轮转子叶片设计，分别控制进口气流角α与叶片角β，保证i＝0，从而可构建零攻角涡轮转子。

在一个实施例中，叶片的翼型坐标系通过如下方式构建，通过子午面流线绕涡轮转子的中心轴线O轴旋转，与叶片相交形成叶片交割线JL，将交割线JL沿子午方向坐标m以及周向坐标θ平直展开得到叶片的翼型，以子午方向坐标m为x轴，以周向坐标θ为y轴，以翼型的前缘两端点的连线与翼型的中弧线的交点为圆心，建立叶片的翼型坐标系。

上述的子午方向坐标m为从涡轮转子进口HI到出口HE的实际流线在子午面上映射的子午面流线方向的坐标，周向坐标θ为绕O轴的切向的坐标，子午面为过旋转轴O的平面与实际流道相交产生的平面，如附图3所示。实际三维流道在子午面的周向投影即为子午面流道，实际流线在子午面的周向投影即为子午面流线。

在一个实施例中，叶片包括第一叶片2和第二叶片3，第一叶片2和第二叶片3的叶高相同，第一叶片2的轴向长度大于第二叶片3的轴向长度，第一叶片2和第二叶片3沿轮盘1的周向交替排布。

由于沿着气流流向，两个第一叶片2相邻之间的流道宽度迅速递减，因此气流在沿着叶片的导流方向流动时，会发生流动面积急剧变小的问题，导致气流流动易发生局部分离，影响气流流动效率。为了避免此问题，将叶片设置为第一叶片2和第二叶片3交替排布的形式，第一叶片2作为大叶片，第二叶片3作为小叶片，在相邻两个大叶片之间设置与大叶片等叶高的小叶片，对两个大叶片之间进口区域的流道进行分割。同时，由于小叶片的轴向长度小于大叶片的轴向长度，因此能够利用小叶片减小气流进口处的流道宽度变化率，使得涡轮转子进口处的流通面积和出口处的流通面积基本一致，从而提高气流流动的稳定性，提高气流流动效率，减小气流流动损失。

大叶片和小叶片采用全叶高结构，能够避免气流在小叶片顶部发生泄漏，进一步提高涡轮转子的气动性能，减小气流流动损失。

在一个实施例中，第一叶片2和第二叶片3的前缘对齐，从而方便利用第二叶片3分割第一叶片2的进口区域相邻叶片间流道，控制流道宽度变化率。

在一个实施例中，第一叶片2和第二叶片3在同一坯料上一体加工而成。在本实施例中，基于前缘对齐的全叶高的大小叶片气动布局结构，大叶片与小叶片通过五轴侧铣直接在柱状坯料的涡轮转子轮盘1上加工而成，叶顶为无轮盖的开式结构，避免了焊接轮盖时导致小尺寸涡轮叶片变形的问题，降低了加工难度，提高了加工精度。大小叶片的加工也可以通过其他方式进行，例如线切割、粉末冶金或者3D打印等。

小叶片位于相邻的两个大叶片的中间位置，在一个实施例中，大叶片与小叶片的数量都为9片，轮盘1与叶片的相交面为HU，叶片的叶顶曲面为SH，具体而言，轮盘1与大叶片的相交面为HU1，与小叶片的相交面为HU2，大叶片的叶顶曲面为SH1，小叶片的叶顶曲面为SH2。

在一个实施例中，涡轮转子的流道由轮盘1型线和叶顶型线组成，其中轮盘1型线由第一叶片2与轮盘1的相交面HU1绕O轴旋转，并映射到子午面而形成，轮盘1型线包括直线段HL1和圆弧段HL2，轮盘1的直径为DI，圆弧段HL2的半径为R_HL2，R_HL2/DI＝0.3089～0.4089，优选地为0.3589。

叶顶型线由第一叶片2的叶顶曲面绕O轴旋转，并映射到子午面而形成，叶顶型线包括圆弧段SL1和直线段SL2，轮盘1的直径为DI，圆弧段SL1的半径为R_SL1，R_SL1/DI＝0.1078～0.2078，优选地为0.1578。

通过限定轮盘型线和叶顶型线，能够对叶根结构和叶顶结构进行限定，从而对流道型线进行精确设计，有效控制涡轮转子进口气流角α所需满足的值，方便构建零攻角涡轮转子。

在一个实施例中，圆弧段为四分之一圆弧段。作为一个优选的实施例，圆弧段HL2和圆弧段SL1均为四分之一圆弧段，由于气流沿径向流入涡轮转子，然后沿轴向流出，相当于气流在流经涡轮转子的过程中，发生了90度转折，因此，将叶根圆弧段和叶顶圆弧段均设置为四分之一圆弧段，使得叶片在进口位置和出口位置的导流方向之间的夹角也为90°，能够与气流的流动转向匹配，可以提高对气流的导向作用，降低气流的流动损失，提高气流流动效率。

本申请提供的零攻角涡轮转子叶片造型方式为，先确定中弧线CL的坐标，然后在中弧线的法向上对称地叠加厚度t，从而形成转子大叶片和小叶片。通过涡轮转子叶片设计可控制涡轮转子的叶片角β，最后通过计算i＝α-β来控制转子叶片的攻角i。

在一个实施例中，轮盘1的直径为DI，涡轮转子的径向进气宽度为HI，HI/DI＝0.0635～0.0777，能够限定合理的涡轮转子进口大小，从而保证涡轮进口流量大小。优选地，HI/DI＝0.0706。

在一个实施例中，轮盘1的直径为DI，涡轮转子的轴向出口叶片高度为HE，HE/DI＝0.20～0.30，优选地，HE/DI＝0.25。通过限定HE/DI的比值范围，能够限定涡轮转子的出口大小，从而保证出口流量与进口流量守恒，减小气流流动损失。

在一个实施例中，轮盘1的直径为DI，涡轮转子的轴向出口的轮毂直径为DE，DE/DI＝0.1779～0.1899，优选地，DE/DI＝0.1849。通过限定DE/DI的比值范围，能够保证轮盘1有足够的尺寸加工装配孔，可以在保证轮盘1的结构强度的基础上，满足装配孔的加工要求。

在一个实施例中，在叶片的翼型坐标系内，翼型的中弧线在子午方向与周向坐标系中的分布函数为波尔茨曼函数，第一叶片2与轮盘1的相交面为HU1，第一叶片2的叶顶曲面为SH1，第二叶片3与轮盘1的相交面为HU2，第二叶片3的叶顶曲面为SH2，其中，

HU1的中弧线在子午方向与周向坐标系中的分布函数为：

θ＝1.08076－1.08736/(1+e^{(m-2.99171)/0.42001})

SH1的中弧线在子午方向与周向坐标系中的分布函数为：

θ＝4.11889－4.12590/(1+e^{(m-1.29564)/0.18631})

HU2的中弧线在子午方向与周向坐标系中的分布函数为：

θ＝0.43835－0.09317/(1+e^{(m-1.76698)/0.15371})

SH2的中弧线在子午方向与周向坐标系中的分布函数为：

θ＝0.88796－0.54092/(1+e^{(m-0.89473)/0.13378})。

本申请提供的涡轮转子叶片为直纹面，因此此处只给出了轮毂交割面HU与叶顶交割面SH的分布函数。

在叶片的翼型坐标系内，第一叶片2的翼型厚度满足：

t＝2×[0.67564+0.01378(m/C_m)－2.18765×10^-4(m/C_m)²+6.78833×10^-7(m/C_m)³]

第二叶片3的翼型厚度满足：

t＝2×[0.68432－0.00101(m/C_m)－2.71351×10^-4(m/C_m)²－2.75724×10^-7(m/C_m)³]

其中Cm为叶片弦长在子午方向的分量，在此坐标系下沿着展向叶片厚度不变。这里只给出了轮毂交割面HU与叶顶交割面SH，两个截面下大小叶片的厚度分布。对于在轮毂和叶顶之间的叶片，厚度分布与此相同，也就是沿着展向叶片厚度不变。

本申请提供的亚音速零攻角转子中弧线基于大小叶片气动布局结构，构造了零攻角涡轮转子，通过限定大小叶片的中弧线在子午方向与周向坐标系中的分布函数，优化了大小叶片中弧线的玻尔兹曼函数分布，能够在亚音速流动条件下，优化大小叶片中弧线几何折转角分布，减小前缘与尾缘附近曲率，增大叶身部分附近曲率，控制叶片角度，如图6所示，这种中弧线分布形式具有控制前缘攻角，减小气动损失，提高涡轮转子效率的作用。

在一个实施例中，在叶片的翼型坐标系内，第一叶片2的最大厚度TH为1.6～2.0mm，且最大厚度位置TP位于40％～50％弦长位置，第一叶片2的前缘厚度t_LE为0.6～0.7mm，尾缘厚度t_TE为0.55～0.65mm，参见图7所示，通过对叶片厚度大小以及位置分布进行优化，保证了涡轮叶片具有足够的强度抵抗离心应力，同时兼顾了气流在涡轮中的流动效率。

结合参见图10和图11所示，由两者对比可以看出，图11中的零攻角涡轮有效地控制了转子叶片前缘攻角，抑制了图10中相关技术涡轮的大分离涡Vor，由此提高了制冷效果与涡轮效率。

表1零攻角与大攻角转子性能指标对比

根据表1的数据对比可以看出，在进出口边界条件相同的情况下，即进口总压、进口总温和出口压力相同。采用本申请的零攻角转子相对常规大攻角转子，出口温度下降14K，制冷功率提高了42.3％，涡轮等熵效率提高了16.3个百分点，由70.1％提高至86.4％，涡轮的整体性能得到了大幅度提升。

结合参见图8和图9所示，根据本申请的实施例，膨胀机包括涡轮转子8，该涡轮转子8为上述的涡轮转子。

膨胀机还包括涡轮进口4、涡轮蜗壳5、涡轮喷嘴6和涡轮出口7，气流依次流经涡轮进口4、涡轮蜗壳5、涡轮喷嘴6和涡轮转子8后从涡轮出口7流出。

涡轮进口4接入高压气流，经过涡轮蜗壳5的导向作用流经涡轮喷嘴6加速到跨音速状态后驱动涡轮转子8，并迅速减小气体压力及温度，同时输出动力带动压气机与风扇旋转，气流经涡轮出口7接入混合腔调温后送入客舱。

根据本申请的实施例，空气循环机包括上述的涡轮转子或上述的膨胀机。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。以上仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本申请的保护范围。

Claims (16)

1.一种涡轮转子，其特征在于，包括轮盘(1)和沿所述轮盘(1)周向设置的叶片，所述叶片前缘的气流攻角为0°，其中所述涡轮转子的进口气流角α为气流方向FD与所述涡轮转子的轴向的夹角，所述涡轮转子的前缘叶片角β为所述叶片的翼型中弧线前缘切线与所述涡轮转子的轴向的夹角，气流攻角i＝α-β。

2.根据权利要求1所述的涡轮转子，其特征在于，通过子午面流线绕涡轮转子的中心轴线O轴旋转，与叶片相交形成叶片交割线JL，将交割线JL沿子午方向坐标m以及周向坐标θ平直展开得到叶片的翼型，以子午方向坐标m为x轴，以周向坐标θ为y轴，以翼型的前缘两端点的连线与翼型的中弧线的交点为圆心，建立所述叶片的翼型坐标系。

3.根据权利要求2所述的涡轮转子，其特征在于，所述叶片包括第一叶片(2)和第二叶片(3)，所述第一叶片(2)和所述第二叶片(3)的叶高相同，所述第一叶片(2)的轴向长度大于所述第二叶片(3)的轴向长度，所述第一叶片(2)和所述第二叶片(3)沿所述轮盘(1)的周向交替排布。

4.根据权利要求3所述的涡轮转子，其特征在于，所述第一叶片(2)和所述第二叶片(3)的前缘对齐。

5.根据权利要求3所述的涡轮转子，其特征在于，所述第一叶片(2)和所述第二叶片(3)在同一坯料上一体加工而成。

6.根据权利要求3所述的涡轮转子，其特征在于，在所述叶片的翼型坐标系内，所述翼型的中弧线在子午方向与周向坐标系中的分布函数为波尔茨曼函数，所述第一叶片(2)与所述轮盘(1)的相交面为HU1，所述第一叶片(2)的叶顶曲面为SH1，所述第二叶片(3)与所述轮盘(1)的相交面为HU2，所述第二叶片(3)的叶顶曲面为SH2，其中，

HU1的中弧线在子午方向与周向坐标系中的分布函数为：

θ＝1.08076－1.08736/(1+e^{(m-2.99171)/0.42001})

SH1的中弧线在子午方向与周向坐标系中的分布函数为：

θ＝4.11889－4.12590/(1+e^{(m-1.29564)/0.18631})

HU2的中弧线在子午方向与周向坐标系中的分布函数为：

θ＝0.43835－0.09317/(1+e^{(m-1.76698)/0.15371})

SH2的中弧线在子午方向与周向坐标系中的分布函数为：

θ＝0.88796－0.54092/(1+e^{(m-0.89473)/0.13378})。

7.根据权利要求3所述的涡轮转子，其特征在于，在所述叶片的翼型坐标系内，所述第一叶片(2)的翼型厚度满足：

t＝2×[0.67564+0.01378(m/C_m)－2.18765×10^-4(m/C_m)²+6.78833×10^-7(m/C_m)³]

所述第二叶片(3)的翼型厚度满足：

t＝2×[0.68432－0.00101(m/C_m)－2.71351×10^-4(m/C_m)²－2.75724×10^-7(m/C_m)³]

其中Cm为叶片弦长在子午方向的分量。

8.根据权利要求3所述的涡轮转子，其特征在于，在所述叶片的翼型坐标系内，所述第一叶片(2)的最大厚度TH为1.6～2.0mm，且最大厚度位置TP位于40％～50％弦长位置，所述第一叶片(2)的前缘厚度t_LE为0.6～0.7mm，尾缘厚度t_TE为0.55～0.65mm。

9.根据权利要求3所述的涡轮转子，其特征在于，所述涡轮转子的流道由轮盘(1)型线和叶顶型线组成，其中所述轮盘(1)型线由所述第一叶片(2)与所述轮盘(1)的相交面HU1绕O轴旋转，并映射到子午面而形成，所述轮盘(1)型线包括直线段HL1和圆弧段HL2，所述轮盘(1)的直径为DI，所述圆弧段HL2的半径为R_HL2，R_HL2/DI＝0.3089～0.4089；所述叶顶型线由所述第一叶片(2)的叶顶曲面绕O轴旋转，并映射到子午面而形成，所述叶顶型线包括圆弧段SL1和直线段SL2，所述轮盘(1)的直径为DI，所述圆弧段SL1的半径为R_SL1，R_SL1/DI＝0.1078～0.2078。

10.根据权利要求9所述的涡轮转子，其特征在于，所述圆弧段为四分之一圆弧段。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的涡轮转子，其特征在于，所述轮盘(1)的直径为DI，所述涡轮转子的径向进气宽度为HI，HI/DI＝0.0635～0.0777。

12.根据权利要求1至10中任一项所述的涡轮转子，其特征在于，所述轮盘(1)的直径为DI，所述涡轮转子的轴向出口叶片高度为HE，HE/DI＝0.20～0.30。

13.根据权利要求1至10中任一项所述的涡轮转子，其特征在于，所述轮盘(1)的直径为DI，所述涡轮转子的轴向出口的轮毂直径为DE，DE/DI＝0.1779～0.1899。

14.一种膨胀机，包括涡轮转子(8)，其特征在于，所述涡轮转子为权利要求1至13中任一项所述的涡轮转子。

15.根据权利要求14所述的膨胀机，其特征在于，所述膨胀机还包括涡轮进口(4)、涡轮蜗壳(5)、涡轮喷嘴(6)和涡轮出口(7)，气流依次流经所述涡轮进口(4)、所述涡轮蜗壳(5)、所述涡轮喷嘴(6)和所述涡轮转子(8)后从所述涡轮出口(7)流出。

16.一种空气循环机，其特征在于，包括权利要求1至13中任一项所述的涡轮转子或权利要求14至15中任一项所述的膨胀机。

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