[实用新型]多台单级轴流风机串联而成的轴流压缩机

说明书

技术领域

本实用新型涉及闭式循环风洞用风机领域，尤其涉及一种多台轴流风机串联的轴流压缩机。

背景技术

风洞是能人工产生和控制气流，以模拟飞行器或物体周围气体的流动，并可量度气流对物体的作用以及观察物理现象的一种管道状实验设备，它是进行空气动力实验最常用、最有效的工具。风洞实验是飞行器研制工作中的一个不可缺少的组成部分。它不仅在航空和航天工程的研究和发展中起着重要作用，随着工业空气动力学的发展，在交通运输、房屋建筑、风能利用和环境保护等部门中也得到越来越广泛的应用。

在制造风洞时就会用到风机，现有的风机一般包括叶轮和驱动叶轮的电机，可大致分为轴流压缩机和轴流风机。轴流压缩机可以达到的压比比较大，而通过的流量相对较小，适合于高压力、小流量的工况参数；轴流风机可以通过的流量比较大，而可以达到的压比比较小，适合于大力量、低压力的工况参数。但遇到需要大型实验要满足流量大、压比大的参数需求，现有的轴流压缩机和轴流风机都有不足，所以需要一台新型的轴流风机(压缩机)，既满足大流量，又可达到较高的压比。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种多台单级轴流风机串联的轴流压缩机，并为每一级的叶轮配套独立的主电机，既满足了大流量，又可达到较高的压比。

本实用新型是这样实现的：一种多台单级轴流风机串联而成的轴流压缩机，包括机壳、三台或三台以上叶轮、整流罩和扩压锥，所述的叶轮、整流罩和扩压锥安装在机壳内，所有的叶轮同轴线串联安装逐级布置，整流罩布置在气流入口处，扩压锥布置在气流出口处；每级叶轮都包括一个动叶和一个导叶，导叶沿气流方向固定布置在动叶之后，每级动叶都独立配有一台主电机，各级动叶内径相同并采用相同的安装角，沿气流方向各级动叶外径逐级缩小。

所述的叶轮共有四台。

本实用新型将多台单级轴流风机串联运行，既满足了大流量，又可达到较高的压比。每台叶轮单独配一台主电机，叶轮直接联接于电机轴伸段，可将大功率、大扭矩的电机驱动变成多台单级风机叶轮和内置电机驱动，可大大降低电机的设计制造难度。各级叶轮内径相同，采用相同的安装角，沿气流方向各级叶轮外径逐级递减，通过改变轮毂比实现了各级叶轮喘振点的统一，保证了轴流压缩机运行的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型多台单级轴流风机串联而成的轴流压缩机结构示意图。

图中：1机壳、3叶轮、31动叶、32导叶、33主电机、4整流罩、5扩压锥。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型表述的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

如图1所示，一种多台单级轴流风机串联而成的轴流压缩机，包括机壳1、四台叶轮3、整流罩4和扩压锥5，所述的叶轮3、整流罩4和扩压锥5安装在机壳1内，四台叶轮3同轴线串联安装形成四级轴流压缩机，整流罩4布置在轴流压缩机的气流入口处，扩压锥5布置在轴流压缩机的气流出口处；每级叶轮都包括一个动叶31和一个导叶32，导叶32沿气流方向固定布置在动叶31之后，每级动叶31都独立配有一台主电机33，由控制系统统一控制；各级动叶31内径相同并采用相同的安装角，沿气流方向各级动叶31外径逐级缩小。

当多台单级轴流风机串联时，如果选用一台主电机驱动所有的叶轮，就会需要低转速的超大功率驱动电机，这种电机的设计和制造十分困难，所以本实用新型中，将为每台叶轮单独配一台主电机，叶轮直接联接于电机轴伸段，可将大功率、大扭矩的电机驱动变成多台单级风机叶轮和内置电机驱动，大大降低电机的设计制造难度，并取消了中间轴和联轴器，各级叶轮由控制系统统一控制，保证各级叶轮和电机的同步运转。

由于气流经第一级叶轮压缩后，进入第二级叶轮的密度比第一级叶轮进口大，第二级叶轮进口容积流量比第一级进口小，在第一、二级叶轮尺寸相同的条件下(包括叶片安装角相同)，第二级工况点与第一级相比，向小流量方向移动，第二级压力系数增加，离风机性能曲线喘振点距离缩小，即两级叶轮风机比单级叶轮风机喘振点提前。因此，为了保证各级叶轮喘振点的统一，使各级工况点落在性能曲线的同一点上，在本实用新型中各级叶轮内径相同，而且各级叶轮动叶片采用相同的安装角，沿气流方向各级叶轮外径逐级递减，通过改变轮毂比实现了各级叶轮喘振点的统一，保证了轴流压缩机运行的稳定性。

对于由两台单级轴流风机串联的轴流压缩机，因为串联的叶轮较少，所以工况点不统一的影响有限，选择叶轮时为了简化，直接选用完全相同的叶轮即可，故不在本实用新型的考虑范围内。