[发明专利]一种无主轴型轴流压气机构及压气机

说明书

本发明属于推进技术与航空动力装置领域，公开了一种无主轴型轴流压气机构及压气机，包括机匣、环形电机、环形叶盘和若干叶片；叶片一端与环形叶盘内侧连接，另一端向环形叶盘圆心径向延伸；环形叶盘外侧连接环形电机一端，环形电机用于驱动环形叶盘转动，环形电机另一端连接机匣。通过将叶片直接与环形叶盘内环面连接，叶盘与环形电机连接，通过环形电机驱动叶盘转动，气流通过叶片的叶栅通道后即可实现减速增压的效果，实现轴流压气机构的无主轴化，显著减小轴流压气机的径向尺寸，明显减轻压气机设备重量，提高压气机的单位面积空气质量流量，增加压气机的流通能力，拓宽压气机的稳定工作范围，降低叶片受损的概率，提升压气机构的整体稳定性。

技术领域

本发明属于推进技术与航空动力装置领域，涉及一种无主轴型轴流压气机构及压气机。

背景技术

航空燃气涡轮发动机作为航空器的动力装置为航空器提供动力，从而推动航空器前进，航空燃气涡轮发动机属于国家重点高科领域，其发展水平已成为一个国家综合实力的重要标志之一。在航空燃气涡轮发动机中，由压气机对空气进行压缩以提高进入发动机的空气压力。另外，压气机除供给发动机工作时所需要的压缩空气，也可以为座舱增压、涡轮散热和其它发动机的启动提供压缩空气。

在航空燃气涡轮发动机中，一般采用轴流式、离心式以及混合式的压气机。其中，轴流式压气机具有增压比高、效率高、单位面积空气质量流量大、迎风阻力小等优点，在相同外廓尺寸条件下可以获得更大的推力，因此在航空燃气涡轮发动机中普遍采用轴流式压气机。目前，经过半个世纪以来的发展，轴流压气机技术已取得了长足的进步，表现为：压气机的级负荷在不断增大，性能也在不断提高。

但对于航空发动机来说，评定其压气机最重要的指标之一就是外廓尺寸，尤其体现在火箭使用的小型涡轮发动机，其需要有更小的尺寸、重量以及更低的成本。注意到在一般轴流压气机结构中，涡轮轴占据了流动通道的大部分面积，这将会引起整体发动机尺寸的增大。另外，在一般的轴流压气机结构中，其控制系统可分为是液压机械式、监控型电子式和全功能电子式，但这三种控制方式都需要液压机械部件作为执行机构，相对于直接的电子控制，其控制精度及响应速度较差。再者，由于一般轴流压气机结构的限制，压气机各级的转速保持一致，为此人们研发出了双转子及三转子轴流压气机使得每部分转子以其最佳转速工作，以提高压比及工作灵活性，但多转子发动机压气机增压级直径较大，且轴系结构复杂。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中压气机尺寸大、控制精度及响应速度差的缺点，提供一种无主轴型轴流压气机构及压气机。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明一方面，一种无主轴型轴流压气机构，包括机匣、环形电机、环形叶盘和若干叶片；叶片的固定端与环形叶盘内侧连接，自由端向环形叶盘圆心径向延伸，且若干叶片的自由端之间留有间隙；环形叶盘外侧连接环形电机一端，环形电机用于驱动环形叶盘转动，环形电机另一端连接机匣。

本发明无主轴型轴流压气机构进一步的改进在于：

所述环形电机包括电机外壳、电机定子、电机转子和两个固定轴承；电机外壳外侧与机匣连接，电机外壳内部设置环形装配槽；电机定子呈环形且与装配槽底部连接，电机转子呈环形且套设在电机定子的环孔内，并通过环形叶盘上开设的环形凹槽支撑；电机转子与电机定子之间留有间隙，电机转子上还设置环形的永磁体；两个固定轴承分别套设在环形叶盘两端设置的径向凸起上，且两个固定轴承均与电机外壳内侧连接。

所述电机外壳外侧与机匣通过连接螺钉螺纹连接。

所述电机外壳上设置若干散热通孔。

还包括连接件；连接件为空心环状结构，连接件外壁与若干叶片的自由端均连接。

所述叶片与环形叶盘内环面榫卯连接。

所述机匣内部开设用于安装压气机构附属设备的安装腔。