L形布置的多臺單級軸流風機串聯而成的軸流壓縮機的製作方法
2023-05-24 18:04:46
專利名稱：L形布置的多臺單級軸流風機串聯而成的軸流壓縮機的製作方法
技術領域：
本發明涉及閉式循環風洞用風機領域，尤其涉及一種多臺串聯的軸流壓縮機。
背景技術：
風洞是能人工產生和控制氣流，以模擬飛行器或物體周圍氣體的流動，並可量度 氣流對物體的作用以及觀察物理現象的一種管道狀實驗設備，它是進行空氣動力實驗最常 用、最有效的工具。風洞實驗是飛行器研製工作中的一個不可缺少的組成部分。它不僅在 航空和航天工程的研究和發展中起著重要作用，隨著工業空氣動力學的發展，在交通運輸、 房屋建築、風能利用和環境保護等部門中也得到越來越廣泛的應用。 在製造風洞時就會用到風機，現有的風機一般包括葉輪和驅動葉輪的電機，可大 致分為軸流壓縮機和軸流風機。軸流壓縮機可以達到的壓比比較大，而通過的流量相對較 小，適合於高壓力、小流量的工況參數；軸流風機可以通過的流量比較大，而可以達到的壓 比比較小，適合於大力量、低壓力的工況參數。但遇到需要大型實驗要滿足流量大、壓比大 的參數需求，現有的軸流壓縮機和軸流風機都有不足，所以需要一臺新型的軸流風機(壓 縮機)，既滿足大流量，又可達到較高的壓比。 對於閉式循環風洞，軸流壓縮機一般布置在風洞第一和第二拐角間或第二拐角 後，但是因為受到風洞總體尺寸的限制，造成一些比較長的軸流壓縮機無法布置。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供了一種L形布置的多臺單級軸流風機串聯而
成的軸流壓縮機，該軸流壓縮機整體成L形布置，並把四臺串聯的軸流風機分成兩段，每兩
臺配一臺主電機，縮短了軸流壓縮機的軸向尺寸，可用於尺寸較小的閉式循環風洞。 本發明是這樣實現的一種L形布置的多臺單級軸流風機串聯而成的軸流壓縮
機，包括機殼、整流罩、1級葉輪、n級葉輪、ni級葉輪、iv級葉輪和擴壓器，所述的機殼為
一個沿風洞氣流方向布置的具有兩個直角拐角的長形管道，機殼的第一拐角和第二拐角中
都安裝有轉向導葉；整個軸流壓縮機成L形布置，整流罩安裝在第一拐角後，擴壓器安裝在 第二拐角後，位於機殼的尾端；沿氣流方向，所述的I級葉輪、II級葉輪、III級葉輪、IV級 葉輪串聯順次安裝在整流罩和擴壓器之間，其中I、 II級葉輪為一組並通過中間軸連接第
一主電機，ni、iv級葉輪為另一組並通過中間軸連接第二主電機。 沿氣流方向，所述的I級葉輪、II級葉輪、III級葉輪、IV級葉輪串聯同軸順次布
置在第一拐角和第二拐角之間，第一主電機軸向安裝在I級葉輪的頭部，第二主電機軸向
安裝在IV級葉輪的尾部；11級葉輪和III級葉輪之間布置有導葉。 沿氣流方向，所述的I、 II級葉輪串聯同軸順次布置在第一拐角和第二拐角之間， III、 IV級葉輪串聯同軸順次布置在第二拐角之後，第一主電機安裝在I級葉輪軸向的頭 部，第二主電機安裝在III級葉輪軸向的頭部，第二主電機的輸出軸和第一主電機的輸出 軸相垂直。
每級葉輪分別包括一個動葉和一個導葉，沿氣流方向，導葉布置在動葉之後，每個 動葉的內徑和葉片安裝角都相同，但各級葉輪的動葉的外徑逐級遞減。 本發明的軸流壓縮機整體成L形布置，縮小了軸向的長度，使得設備很容易布置 在閉式循環風洞中；同時兩臺葉輪為一組，分別配置各自的主電機，使得單臺驅動電機的功 率和扭矩比原先四級同軸可減小一半，中間軸傳遞的扭矩也比原先減少一半，可大大降低 電機的設計製造難度；通過改變葉輪的輪轂比(葉輪內外徑之比)，即各級葉輪內徑相同， 葉片安裝角相同，外徑逐級遞減，實現了各級葉輪喘振點的統一，保證了本發明軸流壓縮機 的性能的可靠性。這樣得到的軸流壓縮機既滿足了大流量的需求又滿足了較高壓比的需 求。
圖1為本發明L形布置的多臺單級軸流風機串聯而成的軸流壓縮機實施例1的結 構示意圖； 圖2為本發明L形布置的多臺單級軸流風機串聯而成的軸流壓縮機實施例2的結 構示意圖； 圖中1機殼、2整流罩、3I級葉輪、4II級葉輪、5III級葉輪、6IV級葉輪、7擴壓器、 81第一主電機、82第二主電機、91第一拐角、92第二拐角、10轉向導葉、11動葉、12導葉、13 中間軸。
具體實施例方式
下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用於說明本發明 而不用於限制本發明的範圍。此外應理解，在閱讀了本發明表述的內容之後，本領域技術人 員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落於本申請所附權利要求書所限定 的範圍。 實施例1 如圖1所示，一種L形布置的多臺單級軸流風機串聯而成的軸流壓縮機，包括機殼 1、整流罩2、 I級葉輪3、 II級葉輪4、 III級葉輪5、 IV級葉輪6和擴壓器7，所述的機殼1 為一個沿風洞氣流方向布置的具有兩個直角拐角的長形管道，機殼1的第一拐角91和第二 拐角92中都安裝有轉向導葉10 ;整個軸流壓縮機成L形布置，整流罩2安裝在第一拐角後 91，擴壓器7在裝在第二拐角92後，位於機殼1的尾端；每級葉輪分別包括一個動葉11和 一個導葉12，沿氣流方向，導葉12布置在動葉ll之後，每個動葉11的內徑和葉片安裝角都 相同，但各級葉輪的動葉11的外徑逐級遞減，I級葉輪3、 II級葉輪4、 III級葉輪5、 IV級 葉輪6串聯順次安裝在整流罩2和擴壓器7之間。 在本實施例中，所述的整個軸流壓縮機成L形布置是指，所述的I級葉輪3、 II級 葉輪4、III級葉輪5、IV級葉輪6串聯同軸順次布置在第一拐角91和第二拐角92之間，四 臺葉輪和整流罩2 —起構成L形的一邊，擴壓器7為L形的另一邊；其中I級葉輪3和II 級葉輪4為一組通過中間軸13連接第一主電機81，第一主電機81軸向安裝在I級葉輪3 的頭部；III級葉輪5和IV級葉輪6為一組通過中間軸13連接第二主電機82，第二主電機 82軸向安裝在IV級葉輪6的尾部；11級葉輪4和III級葉輪5之間布置有導葉12。
實施例2 如圖2所示，一種L形布置的多臺單級軸流風機串聯而成的軸流壓縮機，實施例2 和實施例1的區別在於，沿氣流方向，所述的I級葉輪3和II級葉輪4串聯同軸順次布置 在第一拐角91和第二拐角92之間，I、 II級葉輪和整流罩2 —起構成L形的一邊，所述的 III級葉輪5和IV級葉輪6串聯同軸順次布置在第二拐角92之後，III、 IV級葉輪和擴壓 器7 —起構成L形的另一邊；其中I級葉輪3和II級葉輪4為一組通過中間軸13連接第 一主電機81 ，第一主電機81安裝在I級葉輪3軸向的頭部；111級葉輪5和IV級葉輪6為 一組通過中間軸13連接第二主電機82，第二主電機82安裝在III級葉輪5軸向的頭部，第 二主電機82的輸出軸和第一主電機81的輸出軸相垂直，每個動葉11的內徑和葉片安裝角 都相同，但各級葉輪的動葉11的外徑逐級遞減。
權利要求
一種L形布置的多臺單級軸流風機串聯而成的軸流壓縮機，其特徵是包括機殼、整流罩、I級葉輪、II級葉輪、III級葉輪、IV級葉輪和擴壓器，所述的機殼為一個沿風洞氣流方向布置的具有兩個直角拐角的長形管道，機殼的第一拐角和第二拐角中都安裝有轉向導葉；整個軸流壓縮機成L形布置，整流罩安裝在第一拐角後，擴壓器安裝在第二拐角後，位於機殼的尾端；沿氣流方向，所述的I級葉輪、II級葉輪、III級葉輪、IV級葉輪串聯順次安裝在整流罩和擴壓器之間，其中I、II級葉輪為一組並通過中間軸連接第一主電機，III、IV級葉輪為另一組並通過中間軸連接第二主電機。
2. 如權利要求i所述的l形布置的多臺單級軸流風機串聯而成的軸流壓縮機，其特徵 是沿氣流方向，所述的i級葉輪、n級葉輪、ni級葉輪、iv級葉輪串聯同軸順次布置在第 一拐角和第二拐角之間，第一主電機軸向安裝在i級葉輪的頭部，第二主電機軸向安裝在 iv級葉輪的尾部；ii級葉輪和iii級葉輪之間布置有導葉。
3. 如權利要求i所述的l形布置的多臺單級軸流風機串聯而成的軸流壓縮機，其特徵是沿氣流方向，所述的I、 II級葉輪串聯同軸順次布置在第一拐角和第二拐角之間，III、IV級葉輪串聯同軸順次布置在第二拐角之後，第一主電機安裝在I級葉輪軸向的頭部，第二主電機安裝在III級葉輪軸向的頭部，第二主電機的輸出軸和第一主電機的輸出軸相垂直。
4. 如權利要求1 3中任意一權利要求所述的l形布置的多臺單級軸流風機串聯而成的軸流壓縮機，其特徵是每級葉輪分別包括一個動葉和一個導葉，沿氣流方向，導葉布置在動葉之後，每個動葉的內徑和葉片安裝角都相同，但各級葉輪的動葉的外徑逐級遞減。
全文摘要
本發明涉及閉式循環風洞用風機領域，尤其涉及一種多臺串聯的軸流壓縮機。一種L形布置的多臺單級軸流風機串聯而成的軸流壓縮機，包括機殼，整流罩，I、II、III、IV級葉輪和擴壓器，所述的機殼為一個沿風洞氣流方向布置的具有兩個直角拐角的長形管道；整個軸流壓縮機成L形布置，整流罩安裝在第一拐角後，擴壓器在裝在第二拐角後；所有葉輪串聯安裝在整流罩和擴壓器之間，其中I、II級葉輪為一組通過中間軸連接第一主電機，III、IV級葉輪為一組通過中間軸連接第二主電機。本發明整體成L形布置，很容易布置在閉式循環風洞中，所用電機的設計製造難度低，葉輪喘振點一致，工作性能可靠，既滿足了大流量的需求又滿足了較高壓比的需求。
文檔編號F04D29/32GK101696695SQ20091019764
公開日2010年4月21日 申請日期2009年10月23日 優先權日2009年10月23日
發明者萬方, 傅曄, 王振亞 申請人:上海鼓風機廠有限公司;