一种集风装置及用于其的蓄压室和集风口的制作方法
【技术领域】
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[0001]本实用新型涉及增压技术特别是零能耗的风力增压技术领域。
【背景技术】
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[0002]目前风力涡轮增压器已经在小范围内得到应用，增压效果十分惊人，由于其属“零能耗”工作，这一技术的全面普及只是时间问题。有关风力增压技术，早期的、专利号为GB2147356A(以下简称“D1”)及近年专利号为CN 201210193224.X(以下简称“D2”)的申请，均给出了实现风力增压的方法，相对而言，D2更具体地说明了涡轮的结构及解决了尘沙雨雪天气下如何使增压器正常工作的问题，从而完成了风力增压从理论到实用的转变，目前的应用主要是以D2方案作为蓝本。
[0003]现有零能耗增压技术中，对集风装置的构造与增压效果的关系并无具体详述，仅作出一种抽象性的表述，如D2方案在其权利要求书中对集风口的表述为:“1.一种润轮增压装置，其特征在于，包括:集风装置，所述集风装置为筒状，包括分别位于所述集风装置两端的第一开口和第二开口，以及将所述第一开口和所述第二开口连接起来用于引导气流流过的气流通道，所述气流通道的横截面积随着从所述第一开口向着所述第二开口延伸而减小；”(CN 201210193224.X权利要求第一项)而Dl方案仅以图示来表明集风装置的大致形状及气流流向，Dl方案给出的集风装置是把集风装置分为三个部分:第一部分为“入口部”，第二部分为“中间部”，第三部分为“出口部”，显然Dl要求集风装置的横截面积呈缓慢过渡渐变以减少气流间的相互冲击并最大程度保持气流速度和压力，却没有说明解决渐变过程中集风装置体积过大、跨度过长而无法实施的问题，因其“入口部”与“出口部”的跨度过长，一般交通工具(汽车)机仓难以布局，实用性成疑；相比之下，D2方案更具实用性。然而D2也仅对集风装置作出了概括式的形状限定，实际应用中我们发现，如果仅强调集风装置出口与入口之间的横截面积大小、或仅表明其渐进过程，而没有充分考虑气压在通道中的流失问题、及没有论证集风装置内部及外部结构应当设定的形状构造与增压效果及实用性之间的关系，那么风力增压技术在实际应用中就会因效果低劣而失去应用价值。原因在于，根据空气流量与流速的关系学原理:气流量不变的情况下，管道横截面积与流速呈反比关系。理论上第二开口横截面积不变的情况下，第一开口横截面积越大、增压效果越好，实践中第一开口和第二开口的横截面积的比值通常达到10: I以上其增压效果才会明显，这又带来了另外一个问题:由于气流呈直线方向运动，绝大部分气流在集风装置的锥形管道内会改变方向，如果第一开口横截面积与第二开口的横截面积的比值过大，按Dl或D2理论，气流直线变向过程中就会相互作用:斜向流动的气流与直线气流交织冲击、压力相互抵消，并且在第二开口处形成扰流现象，使得第二开口的气压值远低于理论值，增压效果不明显；缩小第一开口与第二开口横截面积之差可以减少气流损失，但因进气量小、增压效果更加低下。而Dl中过长的集风装置又脱离了实用性。根据现有技术中对集风装置的描述所设计制作的集风口脱离不了圆锥形筒状或方锥形筒状结构，体积过大而增压效果不理想，实用价值极大降低，我们在实际应用中已经发现了这一问题，亟待解决。
【发明内容】
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[0004]本实用新型所述之集风装置，其特征在于，当空气进入集风口时，气体在气流通道内不再作直线变向，气流而是沿着圆弧轨道以相同方向进入蓄压部、并在蓄压部内作圆周运动或使蓄压气囊膨胀来完成蓄压、泄压及供压过程，由于集风口通道内的气体不再相互交织碰撞，并且气体在所述圆弧形气流通道由大变小的渐变过程中呈向心力而形成高压态势，使进入蓄压部内的气体的向心加速度得到增强，从而使进入集风口的气体在蓄压部内能够保持最大压力并通过出风口推动增压器叶轮高速旋转，不仅使得增压效果倍增，也使得集风装置的体积大大缩小为原来的1/10-1/20，极大提高了风力增压的实用性，它的实现将为零能耗的风力增压技术的全面普及打下坚实的基础。其特征还在于，包括通过以下技术方案来实现:
[0005]所述集风装置，其特征是，它由集风口和蓄压室(蓄气室)两大部分组成。所述集风口第一开口的横截面积大小及形状和第二开口的横截面积大小及其形状可以相同，或者，所述第一开口任意两条相互平行的边长与所述第二开口对应的边长长度相同，使所述第一开口与第二开口之间的气流通道可以呈矩形形状或梯形形状，而不再局限于锥形筒状结构，当所述第一开口与第二开口之间的气流通道呈梯形形状时，可以通过加设导流板从而最大限度地降低气流之间的相互冲击以保持最大进气压力；所述蓄压室，其特征是，它是一种蜗壳结构，所述蓄压室由大风口、小风口、蓄压部、出风口、以及位于大风口和出风口之间的气流通道组成，其中，所述大风口的边长大小及形状与所述集风口第二开口的边长大小及形状一致，所述小风口它的任意两条相互平行的边长与大风口对应的两条边长大小可以相同，包括位于大风口与小风口之间的气流通道，所述大风口与小风口之间的气流通道的横截面积随着从所述大风口向着所述小风口延伸而减小，其特征还在于，大风口和小风口之间的气流通道可以增设导流板以引导气流通过；其特征还在于，所述蓄压部是一种可供气体在其内部作圆周运动的圆柱筒状结构，并有引导气流流向的导向糟，所述蓄压部通过小风口及大风口之间的气流通道与集风口连通，并且所述蓄压部是通过出风口与增压器连通。其特征还在于，所述蓄压室，它的竖截面积最大可以大于集风口第一开口或第二开口的横截面积，以及，所述蓄压室的出风口的横截面积可以小于、大于或等于所述小风口的横截面积；所述集风口及所述蓄压室它们可以是一个连通的整体结构、也可以是一个可拆分的组合式连通结构，以及，其特征还在于:所述蓄压部，它设有泄压孔，所述泄压孔由机械阀门控制开合，所述泄压孔同时也可以作为排水孔使用，当气压过大时，所述机械阀门打开排气、同时将积水排出；其特征还在于，所述蓄压室既可以是流线型蜗壳形状，使气流可以在其中作圆周运动；同时，其特征还在于，所述蓄压室还可以是一种可伸缩或可张合的气囊，通过有限的膨胀来蓄存或提供压力。所述蓄压室其特征还在于，它内部可以设有用于泄压和排水排尘的装置；所述集风装置其特征是，从所述集风口第一开口至蓄压室的出风口之间的气流通道的横截面积是由大一渐变一小一渐变一大的一个过程，空气进入集风口后，经蓄压室的大风口、再经小风口加压后进入蓄压室内作圆周运动或使蓄压室的气囊膨胀以蓄存压力，蓄压室里的高压空气从出风口进入涡轮并推动增压器叶轮工作。
[0006]根据气体流速与管道横截面积的关系式“V(流速)=L(流量)+S(管道横截面积)”得出:当流量不变时，管道横截面积越小，速度越快，动压越大。也就是说，如果集风口的第一开口与第二开口的横截面积比为10: 1，那么，在气流量不变的情况下，理论上经过第二开口的气流速度就会提升10倍，假设进入第一开口的风速为100km/h，那么理论上气流在进入第二开口的瞬间速度应当达到1000km/h，根据伯努利方程式有关压力与速度的关系式P (kn) = V2 (m/s) +1600计算，其所产生的气压值从最初的0.0047个大气压提升到0.47个大气压，气压值陡升100倍；但根据D