一种离心叶轮的制作方法
【技术领域】
:
[0001]本发明涉及风机叶轮技术及涡轮增压叶轮技术领域。
【背景技术】
:
[0002]专利号为CN 201210193224.X(以下简称“D2”)的申请，给出了实现风力增压的方法，并在实践中得以应用，其中离心叶轮是该增压器的主要核心构件之一，离心叶轮的优点是进排气量大、惯性大、转速快，但是相对于轴流叶轮，离心叶轮更容易改变风管内介质的流向，反过来，管内介质的流向也会直接影响叶轮的转向，而且离心叶轮的传动性越好其受到介质流向的影响也更大，因此目前这种“零能耗”的风力涡轮增压器实际使用中只有当汽车时速达到50km/h后，增压效果才会出现，更多的测试结果表明增大集风装置的进风量只能一定程度上缩短增压器的介入时间，而在汽车低速状态下增压器难以有效提升发动机动力，原因在于当发动机吸气时增压器叶轮的叶片两面形成压力差而出现反转现象:即叶轮旋转的方向与发动机进气管道内气体的流向正好相反。只有当汽车达到一定速度、集风装置内的空气压力足以克服因发动机吸气造成的叶轮反转力时增压器才会起作用。
[0003]离心叶轮广泛应用于工、农业生产领域，主要作用是配合涡轮机壳完成对流体的吸取或排放，传统应用中离心叶轮或轴流叶轮均依靠电机带动，其传动性受到极大限制，离心叶轮不依靠电机带动而是利用流体压力作为动力源最早出现在废气涡轮增压技术诞生后，通过发动机排出的高压废气来推动离心叶轮工作，使得叶轮的转速突破万转大关，其最高转速甚至可以达到10万转以上；D2方案，是将增压器的动力源由废气变成了高压常温空气，常温下增压器叶轮的传动性获得了极大提升，可以说是增压技术的一大革命性飞跃，由此却带来了发动机吸气时离心增压叶轮反转从而导致汽车低速状态下无法提升发动机动力的问题，亟待解决。
【发明内容】
:
[0004]本发明所述的离心叶轮，由轮盘、轮盖、叶片和轴盘组成，其特征在于，所述离心叶轮分为主动轮和从动轮两种，其中，所述主动轮还增加了一个导流盘，所述导流盘任意横截面的半径恰好等于圆心到所述叶片的距离，使得所述叶片与轴盘之间被所述导流盘分隔，并使得所述导流盘成为任意两片叶片的底部，当气流推动叶轮旋转时，气压全部作用在叶片上并通过导流盘与轮盖之间的间隙排出；所述离心叶轮，其特征还在于，所述从动轮的叶片呈“S”形弧线的双弧线形状，使得所述从动轮在发动机吸气时沿发动机管道内的气流方向旋转。包括，通过以下技术方案来实现:
[0005]所述导流盘为筒状，所述导流盘它的开口朝着盘盖所处的方向，所述导流盘的底部与所述主动轮的轮盘同处一个平面，并且，所述导流盘的底部与轮盘及轴盘为同心圆，其特征还在于，所述导流盘柱体与所述主动轮的叶片紧密接触以充分利用空气压力，所述导流盘的直径小于所述盘盖的直径、使所述导流盘与所述盘盖之间形成足够大的间隙以引导气流排出；所述从动轮的叶片为双弧线形状，所述双弧叶片分为上弧部和下弧部，其中，在相同的气压条件下，下弧部受到的压力应当比上弧部受到的压力大，以确保发动机自然吸气过程中涡轮内部气流更多地作用在所述双弧叶片的下弧部位置以推动所述从动轮沿着发动机进气方向旋转，使进入发动机的气流畅通无阻。
[0006]有益效果:
[0007]本发明所述之离心叶轮所解决的问题及其效果如下:
[0008]1、极大提高了增压器的动力叶轮对风力的利用。
[0009]传统离心叶轮是通过电机带动进行吸气或排气工作，因此尽可能减少叶轮阻力以节省电力的同时最大程度地提升进、排气效果，但当叶轮仅依靠风力作为动力时，现有技术下设计生产的离心叶轮由于叶片之间存在很大间隙，作用在叶片受力面上的气压随气体的流失而减弱，造成风力资源的大量浪费，本发明所述之离心叶轮很好的解决了这个问题，使得动力叶轮的转速大幅提升，同时使得从动叶轮的增压效果明显提高。
[0010]2、解决了汽车低速行驶时风力增压无效的难题。
[0011]由于发动机吸气时从动叶轮反转、继而使动力叶轮反转，汽车低速行驶时风力较弱，难以克服增压器叶轮的反转力，使得汽车低速状态下发动机失去增压效果，本发明所述之离心叶轮完美解决了这一大难题，使从动叶轮在任何情况下都随发动机管道内的气流方向旋转，消除了汽车低速时由发动机吸气力产生的进气阻力，使安装了风力涡轮增压器的发动机无论何种工况下都拥有源源不断的进气压力，风力增压汽车“低速无力”成为历史。
[0012]3、将使交通领域节能减排事业迈上一个新台阶。
[0013]众所周知，机械涡轮增压、电子涡轮增压需要消耗发动机电能和机械能，增压而不节油，而废气涡轮增压器由于依靠废气带动工作，只能通过提升排气量来提高增压效果，同样导致油耗增加；作为“零能耗”的增压技术，风力增压技术一旦解决了汽车低速时增压效果低下的难题，将使得众多交通工具在提升效率的同时不再以油耗作为代价，而且，为减少污染而采用天燃气作为燃料的交通工具无需再担心动力不足的问题，本发明所述之离心叶轮将使得风力涡轮增压技术如虎添翼、并随着风力增压技术的普及应用使以上问题迎刃而解。
【附图说明】
:
[0014]图1是本发明所述的离心叶轮主动轮的横截面图。
[0015]图2是本发明所述的离心叶轮从动轮的横截面图。
[0016]图3是本发明所述的离心叶轮主动轮的横截面和竖截面对照图。
[0017]图4是本发明所述的离心叶轮从动轮的横截面和竖截面对照图。
[0018]图5是传统离心叶轮动力轮工作示意图。
[0019]图6是本发明所述的离心叶轮主动轮的工作示意图。
[0020]图7是传统离心叶轮从动轮工作示意图。
[0021]图8是本发明所述的离心叶轮从动轮的工作示意图。
[0022]图9是本发明所述的离心叶轮主动轮和从动轮的工作关系图。
[0023]图10是传统离心叶轮主动轮和从动轮的工作关系图。
【具体实施方式】
:
[0024]本发明所述的离心叶轮，其中所述的主动轮如图1、图3所示，气流7推动叶片1并带动整个主动轮旋转，气流7和气流8受到导流盘4的阻挡后变向、以最大压力作用在叶片1上(参见图6)，使主动轮获得最大的扭矩和转速，气体作功后通过位于导流盘4与盘盖2之间的排风孔6排出，而我们看到，图5为传统离心叶轮，该传统叶轮由于缺少导流盘4的作用，当传统离心叶轮被风力带动则可以看出气流8几乎没有作用在叶片上、风力被大量流失，而且由于传统离心叶轮缺少所述导流盘4的引导，气流在轮盘3和轴盘5周围容易形成乱流、排气不足，对主动轮的传动惯性产生制约作用，本发明所述的主动轮由于导流盘4的存在而极大提高了叶轮对风力的利用，使所述主动轮的动力更强、转速更快；本领域技术人员应当理解，导流盘4与盘盖2之间的间隙大小可以根据气流速度及流量大小进行设计调整，如可以将导流盘设计成锥形或锥筒形状、使导流盘开口部分的直径变小、使所述导流盘与盘盖之间的间隙变大，以确保气流以最快的速度排出。
[0025]本发明所述的离心叶轮，其中所述的从动轮如图2、图4所示，所述从动轮的叶片呈双弧线形状，分上弧部la和下弧部lb两部分，其中下弧部lb的弯度要大于上弧部la的弯度，或者，使得上弧部的弧长小于下弧部的弧长，或者，使得上弧部接近直线形状或使之成为直线形状，从而使得当涡轮内部空气被外力吸取时下弧部lb承受更大压力以带动叶轮沿吸气方向旋转，如图8所示，气流7为发动机吸气方向，涡轮内部气体在气流7带动下，由于下弧部受力大而使得叶轮朝气流7方向旋转，使发动机吸气更有力，而图7显示了传统叶轮会朝着与气流7相反的方向旋转，造成发动机吸气不足。
[0026]图9更好说明了本发明所述的离心叶轮的作用，由于从动轮本身在气流7带动下涡轮内部气流9推动叶轮沿发动机吸气方向旋转，因此，当外部气流8的作用下，主动轮就会带动从动轮不受任何阻碍地以最快的速度旋转，使发动机获得足够的进气量；相反，图10中我们看到，传统的叶轮当发动机吸气时，气流7带动下涡轮内部气流9则是推动叶轮朝与气流7相反的方向旋转，因此只有当气流8的作用力大于发动机吸气力时，叶轮才会朝正确的方向(发动机吸气方向)、即朝着气流7的方向旋转，造成车辆低速行驶时发动机吸气量不足。
[0027]由于可见，本发明所述的离心叶轮，完全解决了风力涡轮增压过程中车辆低速行驶导致发动机进气量不足的问题，极大提升了风力增压器的工作效率，将使风力增压技术的全面普及应用迈上一个新的台阶。
【主权项】
1.一种离心叶轮，其特征在于，它的每个叶片呈双弧形状，分为上弧部及下弧部，其中，相同空气压力下，所述的上弧部所承受的空气压力小于或等于所述的下弧部所承受的空气压力。2.根据权利要求1所述的离心叶轮，其特征还在于，它的上弧部和下弧部可以无限接近直线形状，而且，所述上弧部和下弧部也可以呈直线形状。3.一种离心叶轮，所述离心叶轮由轮盘、轮盖、叶片和轴盘组成，其特征在于，还增加了导流盘。4.根据权利要求3所述的离心叶轮，其中所述的导流盘的底部与所述轮盘同处在一个平面上并且它们是一个同心圆结构，所述导流盘的开口部分的横截面积可以小于或等于所述导流盘的底部，所述导流盘可以是柱形筒状或锥形筒状，其四周与叶片紧密接触。5.根据权利要求3、4所述的导流盘，它的开口部分的横截面积小于轮盖开口的横截面积。
【专利摘要】本发明所述的离心叶轮，由轮盘、轮盖、叶片和轴盘组成，其特征在于，所述离心叶轮分为主动轮和从动轮两种，其中，所述主动轮还增加了一个导流盘，所述导流盘的横截面与所述轮盘为同心圆，并且所述导流盘横截面的半径恰好等于圆心到所述叶片内边的距离，使得所述叶片与轴盘之间被所述导流盘分隔，并使得所述导流盘成为任意两片叶片的底部，当气流推动叶轮旋转时，气压全部作用在叶片上并通过导流盘与轮盖之间的间隙排出；所述离心叶轮，其特征还在于，所述从动轮的叶片呈“S”形弧线的双弧线形状，使得所述从动轮在发动机吸气时沿发动机管道内的气流方向旋转。包括，通过以下技术方案来实现。
【IPC分类】F02B33/40, F01D5/14, F01D5/02
【公开号】CN105443235
【申请号】CN201410390790
【发明人】黄锦林
【申请人】山西华旗风能科技有限公司
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2014年8月8日