Центростремительный нагнетательный компрессор для системы вентиляции, генерирующий теплоту при высокой температуре и высоком давлении - RU2578502C2
Код документа: RU2578502C2
Чертежи
Описание
Область техники
Настоящее изобретение относится к центростремительному нагнетательному компрессору для системы вентиляции, генерирующему теплоту при высокой температуре и высоком давлении, который относится к технической области очистки и нагнетания воздуха.
Предпосылки для создания изобретения
Известно, что вентиляторы, воздуходувки, воздушные компрессоры, компрессоры и другое оборудование для обработки воздуха, используемое в настоящее время, предназначено для обработки воздуха посредством использования рабочих принципов нагнетания путем изменения частоты вращения и путем изменения объема, причем оба этих способа обработки воздуха имеют недостатки, заключающиеся в недостаточной обработке, высоком энергопотреблении, низком КПД, уменьшенном числе функций и уменьшенном объеме операций, а также они могут обрабатывать только воздух с низкой температурой, будучи плохо адаптированы к различным применениям в современном производстве и жизни.
Раскрытие изобретения
Главная цель настоящего изобретения заключается в уменьшении таких недостатков существующего уровня техники, предложив центростремительный нагнетательный компрессор для системы вентиляции, генерирующий теплоту при высокой температуре и высоком давлении, который работает по новому принципу обработки воздуха, отличаясь хорошим эффектом обработки, меньшим потреблением электроэнергии, высоким КПД, большим числом функций и широкими рабочими возможностями, в частности компрессор способен обрабатывать воздух с низкой и высокой температурой, так что он может выполнять разные требования в повседневном производстве и в жизни.
Цель изобретения достигнута следующими техническими решениями, а именно центростремительным нагнетательным компрессором для системы вентиляции, генерирующим теплоту с высокой температурой и высоким давлением, включающим кожух, вход для воздуха в кожухе, выход для воздуха в кожухе, крыльчатку и лопастный диск, отличающимся тем, что центробежные лопасти и центростремительные лопасти расположены на внутренней стороне крыльчатки, обе стороны центробежных лопастей поддерживают по оси и соединяют лопастный диск, чтобы сформировать слой центробежных лопастей, и обе стороны слоя центробежных лопастей поддерживают по оси и соединяют лопастный диск, чтобы сформировать слой центростремительных лопастей, причем слой центробежных лопастей и слой центростремительных лопастей разнесены по оси и расположены в шахматном порядке; центробежные лопасти в слое центробежных лопастей формируют центробежный канал, и центростремительные лопасти в слое центростремительных лопастей формируют центростремительный канал, направление потока центробежных лопастей указывает наружу круга изнутри круга слоя центробежных лопастей, направление потока канала для центробежного потока указывает наружу круга изнутри круга слоя центробежных лопастей, направление потока центростремительных лопастей указывает внутрь круга снаружи слоя центростремительных лопастей, направление потока центростремительного канала указывает внутрь круга снаружи круга слоя центростремительных лопастей для соседних слоев центробежных лопастей и центростремительных лопастей, длина центробежных лопастей в нем больше длины центростремительных лопастей, вход центробежного канала расположен по оси перед ним, и выход центробежного канала расположен на его радиальном конце, тогда как вход центростремительного канала расположен на его радиальном конце и его выход расположен впереди по радиусу от центростремительного канала, направляющие стенки для защиты края крыльчатки от потока расположены на наружных сторонах выхода центробежного канала и входа центростремительного канала, реверсивные каналы края крыльчатки расположены между направляющими стенками для защиты края крыльчатки от потока и выходом центробежных лопастей и между направляющими стенками для защиты края крыльчатки от потока и входом центростремительных лопастей, таким образом выход центробежного канала и вход центростремительного канала сообщаются друг с другом посредством каналов реверсирования края крыльчатки.
Для того, чтобы далее достигнуть цели настоящего изобретения, упомянутые направляющие стенки для защиты края крыльчатки от потока связаны с лопастными дисками.
Для того, чтобы далее достигнуть цели настоящего изобретения, упомянутые направляющие стенки для защиты края крыльчатки от потока соединены с кожухом устройства, но не соединены с крыльчаткой.
Для того, чтобы далее достигнуть цели настоящего изобретения, радиальная задняя часть упомянутой крыльчатки снабжена лопастными дисками по краю крыльчатки, причем лопастные диски по краю крыльчатки соединены с направляющими стенками для защиты края крыльчатки от потока.
Для того, чтобы далее достигнуть цели настоящего изобретения, выход упомянутого центростремительного канала крыльчатки снабжен реверсивными входом и выходом в середине канала крыльчатки.
Для того, чтобы далее достигнуть цели настоящего изобретения, вход для центростремительного воздуха на крае крыльчатки расположен на упомянутой крыльчатке, и упомянутый вход для центростремительного воздуха на крае крыльчатки расположен на наружной стороне входа центростремительных лопастей на радиальном конце крыльчатки, причем направление входа указывает на середину крыльчатки с наружного круга крыльчатки.
Для того, чтобы далее достигнуть цели настоящего изобретения, центробежные лопасти в упомянутом слое центробежных лопастей прикреплены к лопастным дискам спиралевидно от внутреннего круга крыльчатки до наружного круга крыльчатки по окружности вокруг оси крыльчатки, и центробежный канал расположен на внутренней стороне крыльчатки спиралевидно от внутреннего круг до наружного круга крыльчатки по окружности вокруг оси крыльчатки.
Для того, чтобы далее достигнуть цели настоящего изобретения, центростремительные лопасти упомянутого слоя центростремительных лопастей расположены на лопастных дисках спиралевидно с наружного круга крыльчатки до ее внутреннего края по окружности вокруг оси крыльчатки, и канал для центростремительного потока расположен на внутренней стороне крыльчатки спиралевидно с наружного круга крыльчатки до ее внутреннего круга по окружности вокруг оси крыльчатки.
Для того, чтобы далее достигнуть цели настоящего изобретения, фрикционные пластины генерирующего теплоту нагнетательного устройства могут быть предусмотрены, соответственно, в упомянутых центростремительном канале и центробежном канале крыльчатки.
Для удобства и точности описания сначала будут описаны некоторые применяемые термины.
Боковая поверхность или боковая стенка крыльчатки, боковая поверхность или боковая стенка кожуха, на которую указывает ось крыльчатки, называется осевой боковой поверхностью или осевой боковой стенкой.
Сторона, которой крыльчатка или компрессор обращен к двигателю (или другим силовым деталям) называется осевой задней стороной, и другая сторона, противоположная ей, является осевой передней стороной, поэтому упоминание осевой задней части и осевой передней части является аналогией вышесказанного.
Место рядом с осью крыльчатки названо радиальной передней частью крыльчатки, и конец такой передней части назван радиальным передним концом крыльчатки, место рядом с наружным кругом крыльчатки названо радиальной задней частью крыльчатки, и ее периферический край является радиальным концом крыльчатки (упоминание соответствующих положений кожуха может быть сделано по аналогии с этим).
Направление вращения крыльчатки окружное, отсюда направление вращения, если смотреть на крыльчатку, является передней стороной вращения или окружной передней стороной, тогда как направление вращения, если смотреть от крыльчатки, является задней стороной вращения или окружной задней стороной, и упоминание других положений компрессора может быть сделано по аналогии с этим.
В отличие от существующих вентиляторов, воздуходувок и компрессоров, принцип работы настоящего изобретения заключается в обработке воздуха путем использования центростремительного нагнетания и генерации теплоты путем пневматического трения; использование принципа центростремительного нагнетания может позволить преобразовать воздух в нормальном состоянии и при нормальной температуре в воздух высокого давления, и использование принципа генерации теплоты путем пневматического трения может позволить преобразовать воздух нормального состояния и при нормальной температуре в воздух с высокой температурой и низким давлением, или же, одновременное использование принципов центростремительного нагнетания и генерации теплоты за счет пневматического трения может позволить прямо преобразовать воздух нормального состояния и при нормальной температуре в воздух с высокой температурой и высоким давлением, чтобы выполнить потребности повседневного производства и жизни людей.
При работе, когда крыльчатка вращается, слой центробежных лопастей может под действием центробежной силы ускорять воздух из внутренней части круга к его наружной стороне, тогда как слой центростремительных лопастей может, реагируя на центробежную силу, уменьшать скорость и сжимать воздух высокой скорости, который обработан слоем центробежных лопастей. Воздух, протекающий по каналу крыльчатки, будет вынужден изменить направление и будет протекать от центробежного канала к центростремительному каналу с повторным введением в центробежный канал из центростремительного канала, и снова изменить направление так, чтобы протекать из центробежного канала в центростремительный канал, таким образом воздух проходит вокруг и вокруг возвратно-поступательно, чтобы ускоряться и сжиматься снова и снова…, до тех пор пока это не даст воздух с высоким давлением; если некоторое число пластин нагнетательного устройства, генерирующего теплоту за счет пневматического трения, предусмотрено в центробежном канале или центростремительном канале, или если такие пластины нагнетательного устройства, генерирующего теплоту за счет пневматического трения могут быть использованы как в слое центростремительного канала, так и в слое центробежного канала, воздух может выходить в такие лопастные каналы, имеющие пластины, генерирующие теплоту за счет трения, при этом кинетическая энергия преобразуется в тепловую энергию, и в результате воздух получает теплоту для повышения температуры, и в конечном итоге создается воздух с высокой температурой или воздух с высокой температурой и высоким давлением.
Крыльчатка настоящего изобретения относится к центробежному типу (включая крыльчатку для вентилятора с обратным потоком, крыльчатку для вентилятора с синхронным обратным потоком и крыльчатку для известного старого центробежного вентилятора), и все лопасти крыльчатки имеют форму многослойной конструкции, включающей слой центробежных лопастей и слой центростремительных лопастей, причем обе стороны центробежной лопасти поддерживают по оси и соединяют лопастные диски, чтобы составить слой центробежных лопастей, тогда как обе стороны центростремительной лопасти поддерживают по оси и соединяют лопастные диски, чтобы составить слой центростремительных лопастей, причем слой центробежных лопастей и слой центростремительных лопастей разнесены по оси в шахматном порядке, центробежные лопасти в слое центробежных лопастей составляют центробежный канал, тогда как центростремительные лопасти в слое центростремительных лопастей составляют центростремительный канал, направление потока центробежных лопастей и центробежного канала проходит с внутренней стороны круга слоя центробежных лопастей к наружной стороне круга, и направление потока центростремительных лопастей и центростремительного канала проходит в наружной стороны круга слоя центростремительных лопастей к внутренней стороне круга, длина центробежных лопастей (включая выполненные радиально и спиралевидно лопасти) соседнего слоя центробежных лопастей больше, чем длина центростремительных лопастей (включая выполненные радиально и спиралевидно лопасти) соседнего слоя центростремительных лопастей, и, в свою очередь, длина центробежного канала больше длины центростремительного канала.
Одна крыльчатка может иметь по оси несколько слоев лопастей, т.е. один или несколько слоев центробежных лопастей, один или несколько слоев центростремительных лопастей, и одна крыльчатка может иметь по оси несколько слоев каналов, т.е., один или несколько слоев центробежных каналов, один или несколько слоев центростремительных каналов.
Направление потока центробежных лопастей и центробежных каналов может прямо указывать наружу круга крыльчатки с ее внутренней стороны или указывать изгибно и зигзагом наружу круга крыльчатки с ее внутренней стороны (когда центробежные лопасти и центробежные каналы имеют спиралевидную конструкцию). Направление потока центростремительных лопастей и центростремительных каналов могут прямо указывать на внутреннюю сторону круга крыльчатки с ее наружной стороны или указывать изгибно и зигзагом на внутреннюю сторону круга крыльчатки с ее наружной стороны (когда центробежные лопасти и центробежные каналы имеют спиралевидную конструкцию).
Центробежный канал и центростремительный канал в крыльчатке сообщаются друг с другом в продольном направлении, другими словами, поток воздуха из центробежного канала проходит в центростремительный канал, тогда как поток воздуха из центростремительного канала проходит в центробежный канал, а именно выход центробежного канала и вход центростремительного канала соединены между собой реверсивными каналами по краю крыльчатки, тогда как выход центростремительного канала и вход центробежного канала соединены между собой посредством реверсивных входа и выхода среднего канала крыльчатки. Таким образом обеспечивается протекание в крыльчатке потока воздуха с большим расходом, так что может быть поглощено большое количество энергии, чтобы сформировать поток воздуха с высоким давлением. Центробежный канал и центростремительный канал сообщаются друг с другом в продольном направлении, другими словами они сообщаются друг с другом в радиальном направлении. Центробежный канал и центростремительный канал разделены лопастными дисками, так что они не сообщаются друг с другом в боковом, т.е., осевом направлении.
Настоящее изобретение втягивает воздух через центробежные лопасти, вход центробежного канала, центростремительные лопасти и вход центростремительного канала. Вход центробежных лопастей и вход центробежного канала, расположенный на осевой передней стороне центробежного канала, включая средний вход для воздуха в крыльчатке в радиальной передней части центробежного канала, зазор отрицательного давления на передней стороне крыльчатки вентилятора с обратным потоком, вход синхронного переднего потока воздуха крыльчатки вентилятора с синхронным обратным потоком и другие типы входов центробежного канала предназначены для втягивания воздуха в осевом направлении. Вход центростремительного канала расположен на его радиальном конце и втягивает воздух непосредственно в радиальном направлении в результате действия центробежной силы соседних центробежных лопастей и центробежного канала. Настоящее изобретение ускоряет воздух за счет центробежных лопастей и центробежного канала и уменьшает скорость воздуха, сжимая его, за счет центростремительных лопастей и центростремительного канала; воздух высокой скорости, который обработан центробежными лопастями и центробежным каналом, входит через краевые реверсивные каналы крыльчатки (их радиальные концы) в центростремительный канал, где скорость воздуха снижается, но он сжимается посредством центростремительных лопастей и центростремительного канала, затем снова через выход центростремительного канала направление его потока изменяется на поток в центробежный канал другого слоя центробежных лопастей для дальнейшего ускорения, снова через выход центробежного канала, выход краевого реверсивного канала крыльчатки (радиальный конец) он подается в другой слой центростремительных лопастей и центростремительный канал для снижения скорости и нагнетания таким образом, когда он совершает возвратно-поступательное движение и циркулирует, он может ускоряться и постоянно сжимать воздух, в результате таким образом создается воздух высокого давления, который необходим.
Для того, чтобы проталкивать непрерывный и большой поток воздуха в крыльчатке таким центробежным→центростремительным, центростремительным→центробежным циклическим и возвратно-поступательным образом, во-первых, направляющие стенки для защиты края крыльчатки от потока должны быть предусмотрены на крае радиального конца крыльчатки, таким образом, с одной стороны, направляющие стенки для защиты края крыльчатки от потока могут останавливать воздух из выхода центробежного канала, не давая ему проходить на радиальную наружную сторону крыльчатки, и, с другой стороны, они могут составлять реверсивные каналы края крыльчатки на радиальном конце крыльчатки с крыльчаткой, чтобы подавать воздух из выхода центробежного канала в центростремительный канал, таким образом формируя процесс центробежного→центростремительного потока воздуха; во-вторых, длина центробежных лопастей в слое центробежных лопастей крыльчатки должна быть больше длины центростремительных лопастей слоя центростремительных лопастей, и длина центробежного канала слоя центробежных лопастей должна быть больше, чем длина центростремительного канала слоя центростремительных лопастей, и только таким образом может воздух, который прошел через центробежные лопасти и центробежный канал, иметь во время обратного потока динамику центростремительного потока, которая больше, чем реакция центробежной силы в центростремительных лопастях и центростремительном канале. Другими словами, только таким образом может центростремительная сила потока воздуха на центростремительных лопастях и входе центростремительного канала быть больше, чем его центробежная реакция, когда сила действия центростремительного потока воздуха больше, чем сила реакции его центробежной силы, поток воздуха может непрерывно протекать внутрь круга (в ходе центростремительного потока постоянное снижение скорости и нагнетание могут быть осуществлены как реакция на центробежную силу). Таким образом можно обеспечить, чтобы воздух формировал центростремительный→центробежный поток на внутренней стороне крыльчатки. Согласно этому способу длина центробежных лопастей и центробежного канала должна быть больше длины центростремительных лопастей и центростремительного канала, однако конкретная величина, на которую она должна быть больше, может быть определена согласно фактическим потребностям. Для того, чтобы позволить выходу центростремительного канала указывать в середину крыльчатки, реверсивные вход и выход среднего канала крыльчатки должны быть предусмотрены в среднем положении осевой задней части, соответствующем выходу центростремительного канала в радиальную внутреннюю поверхность крыльчатки, таким образом, за счет реверсивных входа и выхода среднего канала крыльчатки центростремительный поток воздуха из выхода центростремительного канала может менять свое направление потока для повторного ввода в центробежный канал, таким образом формируя центростремительный→центробежный поток воздуха. Такой возвратно-поступательный цикл центробежного→центростремительного потока воздуха, центростремительного→центробежного потока может сформировать непрерывный поток большого размера.
Существуют два типа конструкции направляющей стенки для защиты от потока края крыльчатки: вращающаяся и фиксированная. Вращающаяся направляющая стенка для защиты от потока края крыльчатки прикреплена к лопастному диску (включая краевой лопастный диск), чтобы вращаться вместе с крыльчаткой, а именно, реверсивные каналы края крыльчатки, сформированные вращающимися направляющими стенками для защиты края крыльчатки от потока, центробежными лопастями крыльчатки и центростремительными лопастями, вращающимися с крыльчаткой. Однако фиксированный тип направляющей стенки для защиты от потока края крыльчатки прикреплен к кожуху, так что он является неотъемлемой частью кожуха устройства, но не прикреплен к крыльчатке и не вращается с крыльчаткой. Также реверсивные каналы края крыльчатки между фиксированными направляющими стенками для защиты края крыльчатки от потока и лопасти крыльчатка относятся к фиксированному типу и не вращаются с крыльчаткой, т.е. они неподвижные. Фиксированные реверсивные каналы края крыльчатки должны быть снабжены изоляционной панелью для защиты от утечек, чтобы не дать потоку воздуха в реверсивных каналах на крае проходить прямо в канал диффузора по периметру кожуха устройства.
Поскольку крыльчатка имеет центробежный канал, выход центробежного канала, центростремительный канал и выход центростремительного канала, крыльчатка таким образом может формировать два типа выходов воздуха, а именно центробежный радиальный выход воздуха крыльчатки и центростремительный осевой выход воздуха крыльчатки. Центробежный радиальный выход воздуха крыльчатки расположен на радиальном конце и выходе центробежного канала крыльчатки, причем направление выхода указывает на наружную сторону крыльчатки в радиальном направлении. Центростремительный осевой выход воздуха крыльчатки расположен на выходе центростремительного канала в радиальной передней части крыльчатки, причем направление выхода относится к осевому типу. Обычно одна крыльчатка имеет только один выход для воздуха, а именно или центробежный радиальный выход воздуха крыльчатки или центростремительный осевой выход воздуха крыльчатки. Только в особом случае одна крыльчатка может иметь и центробежный радиальный выход воздуха крыльчатки и центростремительный осевой выход воздуха крыльчатки.
Центробежные лопасти или центростремительные лопасти изобретения могут быть выполнены в форме радиально расположенной одинарной стенки для известной старой крыльчатки центробежного вентилятора или в форме радиально расположенной многостенной конструкции для вентилятора с обратным потоком, или в форме радиально расположенной конструкции, имеющей синхронный направляющий нагнетатель для вентилятора с синхронным обратным потоком, центробежные лопасти во внешнем слое центробежного канала крыльчатки обычно имеют форму многостенных лопастей крыльчатки для вентилятора с обратным потоком, альтернативно лопасти крыльчатки имеют синхронный направляющий нагнетатель для синхронной крыльчатки вентилятора с обратным потоком, чтобы способствовать втягиванию осевой наружной стороной крыльчатки больше воздуха извне. Центростремительные лопасти крыльчатки во внешнем слое центростремительного канала крыльчатки обычно имеют форму многостенных лопастей крыльчатки для вентиляторов с обратным потоком, альтернативно в форме лопастей крыльчатки, имеющих синхронный направляющий нагнетатель для вентилятора с синхронным обратным потоком, изоляционная стенка отрицательного давления упомянутых лопастей крыльчатки или синхронного направляющего нагнетателя может останавливать центростремительный поток воздуха в центростремительном канале, не давая ему перетекать в осевую наружную сторону крыльчатки. Из-за препятствия, созданного интервалами лопастных дисков на обеих осевых сторонах, центробежные лопасти в центробежном канале и центростремительные лопасти в центростремительном канале, расположенные во внутреннем слое крыльчатки, обычно являются лопастями крыльчатки в форме одностенной конструкции. Длина центробежных лопастей, которые выполнены радиально, больше длины центростремительных лопастей, которые выполнены радиально.
Предпочтительно, чтобы центробежные лопасти или центростремительные лопасти изобретения также могли иметь форму спиралевидной конструкции, другими словами, центробежные лопасти расположены на лопастных дисках спиралевидно, путем вращения по окружности вокруг оси крыльчатки от внутреннего круга крыльчатки к ее наружной стороне, центробежные лопасти в этой форме конструкции могут быть цельными или из нескольких частей; центростремительные лопасти расположены на лопастных дисках спиралевидно путем вращения по окружности вокруг оси крыльчатки с наружного круга крыльчатки к внутренней поверхности, центростремительные лопасти в этой форме конструкции могут быть цельными или из нескольких частей. Длина спиралевидных центробежных лопастей больше длины центростремительных лопастей в форме спиралевидной конструкции.
Настоящее изобретение также может иметь вход для центростремительного воздуха на крае крыльчатки, расположенный на наружной стороне входа центростремительного канала на радиальном конце крыльчатки, причем направление этого входа указывает на середину крыльчатки с наружного круга крыльчатки, вход для центростремительного воздуха на крае крыльчатки может радиально втягивать воздух из атмосферы под действием центробежной силы соседних центробежных лопастей и центробежного канала и подавать его на центростремительные лопасти и в центростремительный канал, которые затем могут снижать скорость воздуха и нагнетать его, и затем через реверсивные вход и выход среднего канала крыльчатки воздух направляется на центробежные лопасти и в центробежный канал для дальнейшего ускорения. При большой наветренной области входа для центростремительного воздуха на крае крыльчатки втягиваемый объем воздуха большой; помимо этого, с функцией снижения скорости и увеличения давления центростремительными лопастями и центростремительным каналом скорость воздуха на входе была бы слишком низкой, отсюда КПД нагнетания должен быть высоким, шум также будет низким.
Поскольку длина центробежных лопастей и центробежного канала в соседнем слое центробежных лопастей больше длины центростремительных лопастей и центростремительного канала в слое центростремительных лопастей, вход для центростремительного воздуха на крае крыльчатки может использовать действие центробежной силы центробежных лопастей и центробежного канала, чтобы радиально втягивать воздух из атмосферы и подавать его на центростремительные лопасти и в центростремительный канал.
Предпочтительно, чтобы центробежный канал или центростремительный канал настоящего изобретения был снабжен подходящими пластинами нагнетательного устройства, генерирующего теплоту за счет пневматического трения, которые соединены с лопастными дисками, при этом некоторое число фрикционных пластин, нагнетательного устройства, генерирующего теплоту, может быть расположено в одном слое лопастного канала. Когда поток воздуха проходит через канал с фрикционными пластинами нагнетательного устройства, генерирующего теплоту, то из-за трения и препятствия пластин нагнетательного устройства, кинетическая энергия преобразуется в тепловую энергию, чтобы позволить потоку воздуха поглощать тепловую энергию для повышения температуры, этим создавая поток воздуха высокой температуры. Чем выше скорость потока воздуха, проходящего через лопастный канал, тем больше давление, тем больше производимое тело, и тем быстрее подъем температуры потока воздуха. После того, как поток воздуха высокого давления пройдет через лопастный канал с фрикционными пластинами нагнетательного устройства, генерирующего теплоту, в конечном итоге будет получен поток воздуха высокой температуры и высокого давления.
Фрикционные пластины нагнетательного устройства, генерирующего теплоту, имеют форму трех конструкций, а именно, отклоняющегося типа, закрученного типа (в форме спирали с промежуточным валом или без него или прямой или изогнутой формы). Третья форма является спиралевидной конструкцией (а именно, прикрепленной к лопастным дискам по окружности вокруг оси крыльчатки спиралевидно). Один тип фрикционных пластин нагнетательного устройства, генерирующего теплоту, может быть расположен в одном слое лопастного канала, альтернативно два типа таких пластин нагнетательного устройства могут быть соединены вместе, следовательно генерирующий теплоту путь потока воздуха, сформированный фрикционными пластинами нагнетательного устройства, генерирующего теплоту, узкий, перегруженный и имеет препятствия, чем создаются эффекты генерации тепла за счет хорошего трения и высокий тепловой КПД для экономии энергии.
Таким образом, из вышеприведенного описания можно понять, что центростремительный нагнетательный компрессор настоящего изобретения для системы вентиляции, генерирующий теплоту при высокой температуре и высоком давлении, может создавать воздух высокого и сверхвысокого давления и высокого давления высокой температуры, или сверхвысокого давления и сверхвысокой температуры. Настоящее изобретение отличается простой конструкцией, небольшим размером, меньшим использованием материалов, экономией ресурсов, многими функциями, широким применением, высоким КПД и экономией энергии, а также оно легко в обращении, эксплуатации и ремонте, следовательно изобретение подходит для разных видов использования.
Согласно принципу конструкции центростремительного нагнетательного компрессора для системы вентиляции, генерирующего теплоту при высокой температуре и высоком давлении, также можно делать вытяжные вентиляторы с высоким отрицательным давлением или сверхвысоким отрицательным давлением; предпочтительно при разработке и изготовлении центробежные лопасти в центробежном канале могут быть выполнены в большем числе или возможно более длинными, тогда как центростремительные лопасти в центростремительном канале могут быть выполнены в меньшем числе и возможно более короткими, таким образом могут быть изготовлены вытяжные вентиляторы с высоким или сверхвысоким отрицательным давлением, другими словами, чем больше слоев центростремительных каналов и центробежных каналов, тем сильнее функция втягивания и всасывания за счет отрицательного давления.
Предпочтительно, настоящее изобретение также может быть использовано для изготовления вентилятора низкого давления с большим расходом, а именно, слои для центробежных лопастей центробежного канала и центростремительных лопастей центростремительного канала крыльчатки могут быть могут быть выполнены в возможно меньшем числе, и осевые размеры центробежных лопастей центробежного канала и центростремительных лопастей центростремительного канала могут быть максимально возможно большими, так что может быть изготовлен вентилятор низкого давления, имеющий большой расход. Поскольку применен принцип центростремительного нагнетания, может быть получен хороший эффект нагнетания, и по сравнению с известными старыми центробежными вентиляторами той же мощности и расхода воздуха давление воздуха у вентилятора настоящего изобретения может быть особенно высоким, что соответственно экономит энергию.
Другие характеристики и преимущества настоящего изобретения будут понятны из последующего описания со ссылками на прилагаемые чертежи вариантов осуществления.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - трехмерный вид конструкции согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг.2 - вид конструкции от стрелки А с Фиг.1;
Фиг.3 - вид конструкции в плане согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг.4 - трехмерный вид конструкции согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг.5 - вид конструкции от стрелки В с Фиг.4;
Фиг.6 - вид конструкции в плане согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг.7 - вид конструкции в плане согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг.8 - вид конструкции в плане согласно четвертому варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг.9 - вид конструкции, показывающий перестановку и сочетание фрикционных пластин нагнетательного устройства, генерирующего теплоту, отклоняющегося типа и центростремительных лопастей для центростремительного канала согласно четвертому варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг.10 - трехмерный вид конструкции, показывающий фрикционные пластины нагнетательного устройства, генерирующего теплоту, отклоняющегося типа для центростремительного канала согласно четвертому варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг.11 - вид конструкции, показывающий перестановку и сочетание фрикционных пластин нагнетательного устройства, генерирующего теплоту, закручивающегося типа для центробежного канала согласно четвертому варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг.12 - трехмерный вид конструкции, показывающий фрикционные пластины нагнетательного устройства, генерирующего теплоту, закручивающегося типа для центробежного канала согласно четвертому варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг.13 - вид конструкции пятого варианта осуществления настоящего изобретения;
Фиг.14 - вид конструкции, показывающий центробежные лопасти и фрикционные пластины нагнетательного устройства, генерирующего теплоту, спиралевидного типа для центробежного канала согласно шестому варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг.15 - трехмерный вид конструкции, показывающий фрикционные пластины нагнетательного устройства, генерирующего теплоту, спиралевидного типа для центробежного канала согласно шестому варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг.16 - вид конструкции, показывающий центростремительные лопасти и фрикционные пластины нагнетательного устройства, генерирующего теплоту, спиралевидного типа для центростремительного канала согласно шестому варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг.17 - трехмерный вид конструкции, показывающий фрикционные пластины нагнетательного устройства, генерирующего теплоту, спиралевидного типа для центростремительного канала согласно шестому варианту осуществления настоящего изобретения;
Ссылочные номера на прилагаемых чертежах обозначают:
1 - кожух устройства, 2 - вход для воздуха в кожухе, 3 - выход для воздуха в кожухе, 4 - крыльчатка, 5 - лопастный диск, 6 - центробежные лопасти, 7 - центростремительные лопасти, 8 - центробежный канал, 9 - центростремительный канал, 10 - вход центробежного канала, 11 - выход центробежного канала, 12 - вход центростремительного канала, 13 - выход центростремительного канала, 14 - направляющая стенка для защиты от потока края крыльчатки, 15 реверсивный канал на крае крыльчатки, 16 - лопастный диск на крае крыльчатки, 17 - фрикционная пластина генерирующего теплоту нагнетательного устройства, 18 - реверсивные вход и выход среднего канала крыльчатки, 19 - изоляционная панель для предотвращения утечки, 20 - вход для центростремительного воздуха на крае крыльчатки, 21 - радиальный вход для воздуха в кожухе устройства, 22 - путь потока воздуха, генерирующий теплоту в крыльчатке, 23 - двигатель.
Подробное описание вариантов осуществления
Вариант осуществления 1
Со ссылкой на Фиг.1, 2 и 3, центростремительный нагнетательный компрессор для системы вентиляции, генерирующий теплоту при высокой температуре и высоком давлении, включает: кожух 1 из сочетания цилиндра и барабана улитки, выход 3 для воздуха в кожухе 1, причем выход 3 для воздуха в кожухе расположен на радиальном конце барабана улитки кожуха, и причем направление выхода расположено по касательной к кругу, вход 2 для воздуха в кожухе, расположенный в середине осевой передней стороны цилиндра в осевой передней части кожуха, двигатель 23, расположенный на осевой задней стороне за кожухом, два лопастных диска 5, расположенных в осевой передней стороне и сзади крыльчатки 4 внутри кожуха, центробежные лопасти 6, имеющие изоляционную стенку отрицательного давления, расположенную на осевой передней стороне осевого передней части лопастного диска 5, центробежные лопасти 6, составляющие центробежный канал 8, причем направление потока в центробежном канале 8 указывает наружу круга изнутри его, передний краевой лопастный диск 16, на осевой передней стороне радиальной задней части выхода 11 центробежного канала, причем передний краевой лопастный диск 16 соединен с центробежными лопастями 6, направляющие стенки для защиты края крыльчатки от потока 14 вращающегося типа, расположенные на радиальной наружной стороне выхода 11 центробежного канала, направляющие стенки для защиты края крыльчатки от потока 14 вращающегося типа, соединенные с краевым лопастным диском 16, реверсивные каналы 15 края крыльчатки между выходом 11 центробежного канала и направляющими стенками для защиты края крыльчатки от потока 14, центростремительные лопасти 7 между осевым передним лопастным диском 5 и осевым задним лопастным диском 5 крыльчатки, центростремительные лопасти 7, соединенные с лопастными дисками на обеих осевых сторонах, центростремительные лопасти, с оставляющие центростремительный канал 9, причем направление потока центростремительного канала указывает на центр круга снаружи, вход 12 центростремительного канала на радиальном конце центростремительного канала, реверсивные вход и выход 18 в среднем канале крыльчатки, расположенные в среднем положении лопастного диска в осевой задней части напротив выхода 13 центростремительного канала. Вращающиеся центробежные лопасти 6, имеющие изоляционную стенку отрицательного давления расположены в осевой задней части лопастного диска 5 осевой задней части крыльчатки, причем упомянутые центробежные лопасти 6 прикреплены к осевому заднему лопастному диску 5, вращающиеся центробежные лопасти формируют вращающийся центробежный канал 8, направление потока в котором указывает наружу изнутри круга, и вращающийся выход 11 центробежного канала указывает на радиальную наружную сторону крыльчатки. Вся крыльчатка имеет форму трех слоев лопастей и трех слоев каналов, выход 11 центробежного канала и вход 12 центростремительного канала 12 крыльчатки сообщаются друг с другом посредством реверсивных каналов 15 на крае крыльчатки, и выход 13 центростремительного канала и вход 10 центробежного канала сообщаются друг с другом посредством реверсивных входа и выхода 18 среднего канала крыльчатки. Весь канал крыльчатки, от передней до задней части по оси имеет форму центробежной→центростремительной→центробежной конструкции.
Длина (радиус круга слоя центробежных лопастей) центробежных лопастей 6 в слое центробежных лопастей всей крыльчатки больше длины (радиуса круга слоя центростремительных лопастей) центростремительных лопастей 7 слоя центростремительных лопастей, и длина центробежного канала 8 больше длины центростремительного канала 9.
При работе центробежные лопасти 6 и их зазоры отрицательного давления во внешнем слое осевой передней стороны крыльчатки втягивают воздух через вход 2 для воздуха в кожухе, и под действием центробежной силы упомянутый воздух перерабатывается в поток воздуха высокой скорости, который затем проходит в реверсивные каналы края крыльчатки в радиальном направлении; из-за препятствия направляющей стенки 14 для защиты от потока края крыльчатки упомянутый поток воздуха проходит к центростремительным лопастям 7 и центростремительному каналу 9 в осевой задней части осевого переднего лопастного диска 5 по реверсивным каналам края крыльчатки, причем упомянутый поток воздуха высокой скорости проходит снаружи внутрь круга в центростремительном направлении; в ходе центростремительного потока воздуха высокой скорости поглощает реакцию центробежной силы, чтобы повысить давление и уменьшить скорость, этим формируя поток воздуха высокого давления и низкой скорости, затем упомянутый поток воздуха высокого давления и низкой скорости проходит в реверсивные вход и выход 18 среднего канала через выход 13 центростремительного канала и снова изменяет свое направление, чтобы пройти во вращающиеся центробежные лопасти 6 и вращающийся центробежный канал 8 в осевой задней части лопастного диска 5, и под действием центробежной силы упомянутый поток воздуха высокого давления и низкой скорости будет постоянно увеличивать давление и уменьшать скорость, в конечном итоге становясь потоком воздуха высокого давления и высокой скорости, который выходит из крыльчатки 4 через вращающийся выход центробежного канала 11, причем выход крыльчатки относится к радиальному типу. Упомянутый поток воздуха высокого давления и высокой скорости выходит из крыльчатки 4 и входит в спиральный канал диффузора в осевой задней части кожуха, где он далее сжимается и его скорость еще снижается, и в заключение выходит из кожуха через выход для воздуха в кожухе 3, и может быть подан для использования.
В ходе эксплуатации поток воздуха в крыльчатке является центробежным→центростремительным→центробежным, а именно он должен пройти три процесса, в результате чего эффект повышения его давления естественно хороший, но крыльчатка обычного центробежного вентилятора имеет только один центробежный процесс, требующийся для обработки воздуха, поэтому ее эффект повышения давления воздуха плохой.
Этот вариант осуществления подходит для применения в воздуходувках при высоком давлении и таким образом его можно использовать для замены центробежной воздуходувки с многоступенчатыми последовательными центробежными крыльчатками. По сравнению с воздуходувкой высокого давления, включающей многоступенчатые последовательные центробежные крыльчатки, этот вариант осуществления явно отличается простой конструкцией, малым размером, меньшим использованием материалов, экономией ресурсов, хорошим эффектом повышения давления, высоким КПД и экономией энергии.
Вариант осуществления 2
Со ссылкой на Фиг.4, 5 и 6, он в основном сходен с вариантом осуществления 1, при этом различие заключается в том, что на наружной стороне радиального конца крыльчатки в этом варианте осуществления расположена фиксированная направляющая стенка 14 для защиты от потока края крыльчатки, которая прикреплена к кожуху, но не прикреплена к крыльчатке, следовательно, она является неотъемлемой частью кожуха, оставаясь неподвижной. Реверсивные каналы 15 края крыльчатки фиксированного типа выполнены между фиксированными направляющими стенками 14 для защиты края крыльчатки от потока и центробежными лопастями 6 и центростремительными лопастями 7, причем осевая боковая стенка фиксированных реверсивных каналов 15 края крыльчатки прикреплена к кожуху (является частью кожуха), в результате чего фиксированные реверсивные каналы 15 края крыльчатки являются неподвижными деталями.
Как фиксированные направляющие стенки 14 для защиты края крыльчатки от потока, так и фиксированные реверсивные каналы 15 края крыльчатки имеют такие же функции, что и вращающиеся направляющие стенки для защиты края крыльчатки от потока и реверсивные каналы для защиты края вращающейся крыльчатки от потока. Фиксированные реверсивные каналы края крыльчатки могут подталкивать поток воздуха на выходе 11 центробежного канала для изменения его направления и подачи в центростремительный канал 9, в результате чего достигается более хороший эффект реверсирования и направления, однако, соответствуя крыльчатке, создающей вращательное движение, реверсивные каналы края крыльчатки 15 остаются фиксированными, таким образом, если один подвижный и один неподвижный, неизбежно произойдет утечка воздуха; поэтому, чтобы предотвратить утечку воздуха в этом варианте осуществления введена изоляционная панель 19 для предотвращения утечки, которая расположена на внутренней стороне фиксированных направляющих стенок для защиты края крыльчатки от потока с целью не дать потоку воздуха на внутренней стороне краевых фиксированных реверсивных каналов прямо поступать в канал диффузора кожуха. Изоляционная панель 19 для предотвращения утечки соединена с фиксированной направляющей стенкой 14 для защиты от потока края крыльчатки.
Применение, характеристики и эффекты экономии энергии этого варианта осуществления такие же, как для варианта осуществления 1.
Вариант осуществления 3
Со ссылкой на Фиг.7, этот вариант в основном сходен с вариантом осуществления 1 и отличается тем, что в этом варианте осуществления кожух имеет форму цилиндрического барабана, и вход 2 для воздуха в кожухе расположен в осевой задней части кожуха 1 (на стороне, где установлен двигатель), выход 3 для воздуха в кожухе расположен в среднем положении осевой передней части кожуха типа цилиндрического барабана, и направление выхода 3 для воздуха в кожухе 3 относится к осевому типу.
Второе отличие заключается в том, что крыльчатка в этом варианте осуществления имеет форму четырехслойной лопастной конструкции, еще один слой вторичных центростремительных лопастей 7 и вторичный центростремительный канал 9, по сравнению с вариантом осуществления 1. Третье отличие заключается в том, что крыльчатка в этом варианте осуществления втягивает воздух с осевой задней стороны и выводит воздух из осевой передней части, причем все каналы крыльчатки являются, по оси с задней до передней части, центробежным→центростремительным→центробежным→центростремительным. Реверсивные вход и выход 18 в среднем канале крыльчатки, соответствующие выходу вторичного центростремительного канала, являются осевым выходом для воздуха крыльчатки, который расположен напротив выхода 3 для воздуха в кожухе, причем направление выхода относится к осевому типу, другими словами, указывает на осевую переднюю часть кожуха в осевом направлении, так что поток воздуха может быть прямо подан в выход 3 для воздуха в кожухе в осевом направлении.
Четвертое отличие заключается в том, что на внешней стороне радиального конца крыльчатки в этом варианте осуществления расположена фиксированная направляющая стенка 14 для защиты от потока края крыльчатки, которая прикреплена к кожуху; отсюда, она является частью кожуха и не прикреплена к крыльчатке 4. Фиксированная направляющая стенка 14 для защиты от потока края крыльчатки имеет изоляционную панель 19 для защиты от утечки на своей внутренней стороне.
При работе центробежные лопасти 7 (лопасти крыльчатки вентилятора с синхронным обратным потоком) во внешнем слое на осевой задней части крыльчатки и центробежный канал 8 втягивают воздух с осевой задней стороны кожуха, и затем этот воздух обрабатывается до потока воздуха высокой скорости, затем упомянутый поток воздуха высокой скорости проходит через фиксированные реверсивные каналы 15 края крыльчатки в центростремительные лопасти 7 и центростремительный канал 9 для повышения давления и уменьшения скорости и после этого через реверсивные вход и выход 18 среднего канала крыльчатки во вторичные центростремительные лопасти 6, вторичный центробежный канал 8 для дальнейшего ускорения до потока воздуха высокой скорости и снова через вторичные краевые реверсивные каналы 15 проходит во вторичные центростремительные лопасти 7, вторичный канал 9 для центростремительного потока. После вторичного повышения давления и уменьшения скорости он проходит через реверсивный выход 18 в среднем канале крыльчатки, чтобы выйти из крыльчатки, причем направление выхода из крыльчатки имеет осевую форму. Этот поток воздуха снова проходит в выход 3 для воздуха в кожухе для вывода из кожуха, после чего он доступен для другого применения.
В течение всей эксплуатации этого варианта осуществления воздух дважды проходит ускорение центробежными лопастями и центробежными каналами, и дважды повышение давления центростремительными лопастями и центростремительными каналами, так что он может набрать очень высокое давление, т.е. высокое давление, соответствующее требованиям.
Этот вариант осуществления применим для изготовления компрессора сверхвысокого давление, так что его можно использовать для замены тяжелого многоступенчатого последовательного центробежного компрессора, и отличается простой конструкцией, малым размером, меньшим использованием материалов, экономией ресурсов, хорошими эффектами повышения давления и экономией энергии.
Вариант осуществления 4
Со ссылкой на Фиг.8, 9, 10, 11 и 12, этот вариант в основном подобен варианту осуществления 1 и отличается тем, что крыльчатка в этом варианте осуществления имеет форму пятислойной лопастной конструкции, т.е. на один слой центростремительных лопастей и центростремительный канал больше, и на один слой центробежных лопастей и центробежный канал больше по сравнению с вариантом осуществления 1. Каналы всей крыльчатки, с передней до задней части по оси, имеют форму конструкции центробежный→центростремительный→центробежный→центростремительный→центробежный.
В этом варианте осуществления дополнительные вторичные центробежные лопасти 6 и вторичный центробежный канал 8 предусмотрены на осевой задней стороне центростремительных лопастей 7 и центростремительного канала 9, направляющие стенки 14 для защиты от потока вторичной вращающейся крыльчатки и краевые вращающиеся реверсивные каналы 15 вторичной вращающейся крыльчатки расположены на наружной стороне выхода 11 вторичного центробежного канала, дополнительные вторичные центростремительные лопасти 7 и вторичный центростремительный канал 9 расположены на осевой задней стороне вторичных центробежных лопастей 6 и вторичного центробежного канала 8, реверсивные вход и выход 18 среднего канала вторичной крыльчатки расположены на наружной стороне выхода 13 вторичного центростремительного канала, дополнительные третичные центробежные лопасти 6 и третичный центробежный канал 8 расположены на осевой задней стороне (т.е. на оси за крыльчаткой) вторичных центростремительных лопастей 7 и вторичного центростремительного канала 9, причем выход 11 третичного центробежного канала 11 является выходом для воздуха крыльчатки.
Второе отличие заключается в том, что в каналах крыльчатки в этом варианте осуществления фрикционные пластины 17 нагнетательного устройства, генерирующего теплоту 17, отклоняющегося типа расположены в центростремительном канале, тогда как фрикционные пластины 17 нагнетательного устройства, генерирующего теплоту, закручивающегося типа расположены в центробежном канале, фрикционные пластины нагнетательного устройства, генерирующего теплоту, соединены с лопастным диском 5, и путь 22 потока воздуха, генерирующий теплоту, сформированный фрикционными пластинами нагнетательного устройства, генерирующего теплоту, узкий, переполненный и имеет препятствия, чтобы создавать большое сопротивление потоку воздуха, этим создавая хорошие эффекты трения, генерирующего теплоту, и высокий тепловой КПД.
При эксплуатации, после того, как воздух войдет в крыльчатку через центробежные лопасти 6 и центробежный канал 8 на осевой передней стороне крыльчатки, этот воздух пройдет пять процессов, а именно в последовательности, центробежные лопасти 6 и центробежный канал 8, центростремительные лопасти 7 и центростремительный канал 9, вторичные центробежные лопасти 6 и вторичный центробежный канал 8, вторичные центростремительные лопасти 7 и вторичный центростремительный канал 9, и третичные центробежные лопасти 6 и третичный центробежный канал 8, в конечном итоге воздух становится потоком воздуха высокого давления, имеющим исключительно высокое давление; после этого, через третичный выход 11 центробежного канала этот поток воздуха выходит из крыльчатки; после выхода упомянутого потока воздуха из крыльчатки он претерпевает снижение скорости и уменьшение давления, проходя по спиральному каналу кожуха, и в конечном итоге он выходит из блока компрессора через выход 3 для воздуха в кожухе для другого применения.
Этот вариант осуществления может быть использован для замены старого центробежного компрессора с пятиступенчатой крыльчаткой последовательного соединения, но поскольку этот вариант осуществления не имеет направляющих средств для многоступенчатых неподвижных лопастей, которые есть в обычном центробежном компрессоре, в нем нет многоступенчатого закрученного направляющего канала для снижения давления, следовательно потери трения в воздушном канале намного меньше, вследствие чего нагнетательный эффект этого варианта осуществления намного лучше, чем у известного центробежного воздушного компрессора с пятью ступенями последовательного соединения, причем внутренний КПД намного выше и экономия энергии намного больше.
Более того, в этом варианте осуществления, поскольку каждый слой каналов крыльчатки снабжен фрикционными пластинами нагнетательного устройства, генерирующего теплоту, поток воздуха может последовательно проходить через каналы крыльчатки в каждом слое; и под действием фрикционных пластин нагнетательного устройства, генерирующего теплоту, в каждом слое соответствующих каналов, теплота генерируется непрерывно и, следовательно, температура возрастает постоянно, и следовательно поток воздуха становится потоком воздуха с высокой температурой и высоким давлением, который затем выходит из блока компрессора для другого применения, такого как поддержание горения путем наддува воздуха, сушка, обработка пищи, нагрев и т.д.
Если в этом варианте осуществления не предусмотрены фрикционные пластины нагнетательного устройства, генерирующего теплоту, воздух сверхвысокого давления может быть подан непосредственно для использования; но если фрикционные пластины нагнетательного устройства, генерирующего теплоту, используются, воздух высокого давления и высокой температуры может быть непосредственно подан для другого использования; фрикционные пластины нагнетательного устройства, генерирующего теплоту, в этом варианте осуществления могут считаться вентилятором, подающим горячий воздух под высоким давлением. Вариант осуществления 5
Со ссылкой на Фиг.13, этот вариант в основном сходен с вариантом осуществления 3, и вся крыльчатка имеет форму четырехслойной конструкции. Центробежный канал центробежных лопастей имеет такие же осевые размеры как и у центростремительного канала центростремительных лопастей, но радиальные размеры центробежного канала центробежных лопастей больше, чем у центростремительного канала центростремительных лопастей. Отличие заключается в том, что в этом варианте осуществления в осевой передней части кожуха не предусмотрен вход для воздуха в кожухе, но радиальный вход для воздуха 21 кожуха предусмотрен на радиальной боковой стенке кожуха; вход 20 для центростремительного воздуха на крае крыльчатки расположен на наружной стороне входа первичного центростремительного канала на радиальном конце осевой передней части крыльчатки, направление входа 20 для центростремительного воздуха на крае крыльчатки указывает на центростремительный канал 9 крыльчатки снаружи круга крыльчатки. Радиальный вход 21 в кожухе расположен на радиальной боковой стенке кожуха, соответствуя входу 20 для центростремительного воздуха на крае крыльчатки.
При эксплуатации из-за центробежной силы в центробежном канале центробежных лопастей вход 20 для центростремительного воздуха на крае крыльчатки может втягивать воздух радиально из атмосферы и подавать его в центростремительный канал центростремительных лопастей, где давление воздуха повышается и скорость уменьшается, и затем он проходит через реверсивный канал доступа 18 в среднем канале крыльчатки и в первичный центробежный канал центробежных лопастей, где его давление далее увеличивается и скорость далее увеличивается; через реверсивные каналы 15 на крае крыльчатки этот воздух выходит во вторичный центростремительный канал центростремительных лопастей для уменьшения скорости и повышения давления, и снова через реверсивные вход и выход 18 в среднем канале крыльчатки воздух нагнетается во вторичные центробежные лопасти и центробежный канал для повышения давления и увеличения скорости, а затем снова нагнетается во внутренний канал кожуха, и затем через выход 3 для воздуха в кожухе этот воздух в конечном итоге выходит из блока компрессора для другого применения.
В этом варианте осуществления, поскольку вход для центростремительного воздуха на крае крыльчатки имеет большую область, обращенную к потоку, объем воздуха в вентиляторе большой; помимо этого, под действием уменьшения скорости и повышения давления в центростремительных каналах центростремительных лопастей скорость выходного потока на входе для центростремительного воздуха на крае крыльчатки очень низкая, следовательно шум крыльчатки также низкий; кроме того, поскольку давление воздуха, поступающего в крыльчатку, увеличивается дважды (т.е. четырьмя процессами) в центростремительных каналах центростремительных лопастей и центробежных каналах центробежных лопастей, эффект повышения давления высокий, и давление воздуха на выходе вентилятора высокое.
Этот вариант осуществления применим для изготовления обычного вентилятора для вентиляции, отсасывания воздуха, подаче воздуха путем нагнетания и т.д.
Вариант осуществления 6
Со ссылкой на Фиг.3, 14, 15, 16, и 17, этот вариант в основном сходен с вариантом осуществления 1, отличаясь тем, что в этом варианте осуществления первый слой и второй слой (вращающихся) центробежных лопастей являются центробежными лопастями 6 спиралевидной конструкции, каждый слой центробежных лопастей имеет две плоские панели, которые прикреплены к лопастному диску 5 спирально как один оборот по окружности вокруг оси крыльчатки от внутреннего круга крыльчатки к наружному, и, в свою очередь, центробежный канал, сформированный упомянутыми центробежными лопастями, также закреплен на внутренней стороне крыльчатки спирально как один оборот по окружности вокруг оси крыльчатки от внутреннего круга крыльчатки до наружного (т.е. от осевой задней части осевого переднего лопастного диска 5 до осевой передней части осевого заднего лопастного диска 5). Также в этом варианте осуществления в среднем слое центростремительных лопастей крыльчатки использованы центростремительные лопасти 7 спиралевидной конструкции, причем упомянутые центростремительные лопасти 7 являются двумя плоскими панелями, которые закреплены на двух лопастных дисках 5 спирально как один оборот вокруг оси крыльчатки от наружного круга крыльчатки до внутреннего, и, в свою очередь, центростремительный канал, сформированный упомянутыми центростремительными лопастями, также закреплен между двумя лопастными дисками 5 спирально как один оборот по окружности вокруг оси крыльчатки. Длина центробежных лопастей спиралевидного типа в слое центробежных лопастей больше длины центростремительных лопастей спиралевидного типа в слое центростремительных лопастей.
Второе отличие заключается в том, что в этом варианте осуществления спиралевидные фрикционные пластины 17 нагнетательного устройства, генерирующего теплоту, расположены в первом слое центробежных каналов 8 и вторых центробежных каналов 8, эти пластины 17 все прикреплены по спирали к осевой передней стороне и осевой задней стороне лопастных дисков 5 посредством спиральной панели, чтобы поворачиваться на один оборот вокруг оси крыльчатки по окружности от внутреннего круга крыльчатки к наружному. Путь 22 потока воздуха, генерирующий теплоту, сформированный упомянутыми фрикционными пластинами нагнетательного устройства, генерирующего теплоту, и спиралевидными центробежными лопастями, узкий и закручен по спирали, следовательно абсолютная длина большая (один цикл). Пластины 17 нагнетательного устройства, генерирующие теплоту за счет пневматического трения, в этом варианте осуществления расположены в среднем центростремительном канале 9 и спирально закреплены внутри центростремительного канала 9 между двумя лопастными дисками 5 посредством панелей отклоняющегося типа так, чтобы проходить один оборот вокруг оси крыльчатки по окружности от наружного круга крыльчатки до внутреннего, путь 22 потока воздуха, генерирующий теплоту, который сформирован упомянутыми фрикционными пластинами 17 нагнетательного устройства, генерирующего теплоту, и спиралевидными центростремительными лопастями, узкий и закручен по спирали, отсюда абсолютная длина большая (один цикл).
При эксплуатации воздух поступает в центробежные каналы от входа 10 центробежного канала на осевой передней стороне крыльчатки, и после одного цикла операции обработки этот воздух получает энергию, чтобы сформировать поток воздуха высокого давления, высокой скорости и высокой кинетической энергии; затем, через реверсивные каналы 15 края крыльчатки 15, этот воздух изменяет свое направление и проходит в средний центростремительный канал 9, где он должен пройти еще один цикл обработки для преобразования кинетической энергии в энергию давления, в результате чего скорость потока воздуха сильно уменьшается и давление сильно повышается, и затем через вход и выход 18 среднего канала крыльчатки поток воздуха изменяет направление и проходит во вторичный (вращающийся) центробежный канал 8, где снова проводится один цикл обработки (к настоящему моменту всего три цикла обработки), так что скорость и давление потока воздуха увеличиваются, этим создавая требуемый поток воздуха высокого давления и высокой скорости, затем через выход 11 вторичного центробежного канала упомянутый поток воздуха выходит их крыльчатки и далее по внутреннему каналу кожуха и выход 3 для воздуха в кожухе он выходит из блока компрессора для другого использования.
Поскольку фрикционные пластины 17 нагнетательного устройства, генерирующего теплоту, установлены в этом варианте осуществления как в центробежном канале 8, так и в центростремительном канале 9, путь потока воздуха, генерирующий теплоту в крыльчатке, сформированный фрикционными пластинами нагнетательного устройства, генерирующего теплоту, центробежными лопастями и центростремительными лопастями спиралевидного типа, узкий, переполненный и закручен по спирали, за счет этого имея большую абсолютную длину, хороший эффект трения, генерирующий теплоту, и высокий КПД; после того как поток воздуха пройдет через центробежный канал, центростремительный канал и путь для потока воздуха, генерирующий теплоту в крыльчатке, может быть получено большое количество теплоты, чтобы повысить температуру, в конечном счете получая воздух с высокой температурой и высоким давлением, который затем выходит из блока компрессора для другого использования.
В этом варианте осуществления, если фрикционные пластины нагнетательного устройства, генерирующего теплоту, не предусмотрены, может быть изготовлен простой компрессор высокого давления, но если фрикционные пластины нагнетательного устройства, генерирующего теплоту, используются, для использования может быть изготовлен вентилятор горячего воздуха с высокой температурой и высоким давлением.
Реферат
Настоящее изобретение относится к центростремительному нагнетательному компрессору для системы вентиляции, включающему: кожух, вход для воздуха в кожухе, выход для воздуха в кожухе, крыльчатку и лопастный диск, причем слой центробежных лопастей, и слой центростремительных лопастей, расположены на внутренней стороне крыльчатки, слой центробежных лопастей и слой центростремительных лопастей расположены в шахматном порядке с интервалами в осевом направлении. Центробежные лопасти формируют центробежный канал, и центростремительные лопасти формируют центростремительный канал. Направляющие стенки для защиты края крыльчатки от потока воздуха расположены на наружных сторонах центробежного канала и центростремительного канала, и реверсивные каналы края крыльчатки расположены между направляющими стенками для защиты края крыльчатки от потока воздуха и центробежными лопастями и между направляющими стенками для защиты края крыльчатки от потока воздуха и центростремительными лопастями. Изобретение направлено на получение компрессора простой конструкции, высокого КПД и широкого диапазона применения, а также экономии энергии. 9 з.п. ф-лы, 17 ил.
