环流增压管道压缩机的制作方法

专利名称：环流增压管道压缩机的制作方法
技术领域：
本发明涉及气体压縮技术领域，具体地说是一种环流增压管道压縮机。
背景技术：
现在人们使用的离心式、轴流式、螺杆式压气机和气体压縮机结构复杂，用料多， 重量大，耗费资源多，增压效果差，噪音大，耗能多，效率低，使用范围狭窄。

发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单、用料少、耗费资源少、增压效果好、噪音低、 耗能少、效率高、使用范围宽广的环流增压管道压縮机。 本发明是通过以下技术方案实现的一种环流增压管道压縮机，包括机壳、转子， 特点是，该气体压縮机转子由风管轮和传动轴构成，风管轮由风管轮轴套、风管轮盘、风管 构成，风管由风管侧壁构成，风管轮轴套跟传动轴连接，风管轮盘跟风管轮轴套连接，风管 为管道结构，风管通过风管根跟风管轮盘连接，风管内设有风管气道，风管气道设有风管气 道进口和风管气道出口 ，风管轮上设有风管轮进口和风管轮出口 。 环流增压管道压縮机跟现有的离心式、轴流式、螺杆式压气机和气体压縮机结构 原理迥然不同，结构部件称谓和功能与现在流行的差别很大。为了叙说方便，表达清楚，有 几个名词术语在此先解释一下。 风管径向靠近风管轮盘部位为风管根部，简称风管根，风管径向末端称为风管顶 部，简称风管顶；风管靠近风管根部位称为风管下部或底部，风管靠近风管顶部位称为风管 上部，风管进风边缘为风管前缘，其排风边缘称为风管后缘。 风管轮外围即是风管轮径向边缘，风管轮轴向侧面边缘称为风管轮轴向边缘，风 管轮轴向边缘又分风管轮前轴向边缘和风管轮后轴向边缘。 转子中轴线指向的侧面侧壁为风管轮轴向侧面侧壁，机体其他相关部件部位称谓 依此类推。 整个机体进风端一侧为前侧或前部或前方，与之相对的另一侧为后侧或后部或后
方。风管侧壁面向机体前方一侧为前侧，面向机体后方一侧为后侧。风管轮轴向前端进风
部位称为风管轮进口，风管轮轴向后部末端排出气体部位称为风管轮出口。 环流增压管道压縮机主要部件是由风管轮和传动轴组成的转子。该压縮机即使不
用圆筒形机壳或多级串联而不用中间导流设施，单靠风管轮旋转就可以产生出高压轴向气
流或径向气流，以供生产生活使用需要。 本发明的风管都设在圆盘或圆柱形、圆锥形的风管轮盘周围。风管为与转子旋转 轨迹相近似的圆环形或弧形管道体(弧形也是圆环的一部分)。风管气道成圆环形或圆弧 形，风管轮旋转时，气流从风管气道进口进入风管气道，然后在风管气道里吸收能量增加压 力。 风管轮包括风管轮轴套、风管轮盘和风管三大部件。风管轮盘跟风管轮轴套连接，传动轴通过风管轮轴套带动风管轮旋转。风管轮盘可以是圆盘形的，可以是圆柱形的，也可 以是圆锥形的。风管固定在风管轮盘上，风管轮盘带动风管旋转。 风管是管道体；这里讲的管道体包括单纯形管道体和组合形管道体两种，单纯形 管道体是指一次性成形的方管、圆管、扁管等全封式风管，或者在风管轮盘周围直接凹上弧 形或圆环形槽沟而成的半开式管道体，或者用螺旋板或曲线板在风管轮盘上缠绕固定而成 的半开式风管等。组合形管道体是指用两个设有弧形槽沟板状体合对组成的对接型的方管 形、圆管形、扁管形等形状的管道体。 全封式风管组成的风管轮可以直接加工压縮气体，半开式风管组成的风管轮必须 借助压縮机机壳遮挡才能加工压縮气体(半开式风管侧壁径向末端设有防漏隔离壁的例 外)。 对于半开式风管，可以在其风管侧壁径向末端设置防漏隔离壁，防漏隔离壁内侧 面跟风管侧壁径向末端交接(倾斜交接或垂直交接皆可)，防漏隔离壁可以从该风管侧壁 径向末端向该风管侧壁前方延伸或向该风管侧壁后方延伸，也可以从该风管侧壁径向末端 既向该风管侧壁前方延伸又向该风管侧壁后方延伸。半开式风管其风管侧壁上设置防漏隔 离壁后，借助防漏隔离壁的阻挡，风管气道内的气体不会由于旋转离心力的作用而从风管 管顶溢出风管，借助防漏隔离壁的阻挡，可以保证风管径向外表形成负压，促使风管气道对 外抽吸外界物质。 防漏隔离壁的横截面可以是平直的，可以是弧形的，可以是曲线形的等。 风管侧壁径向末端设有防漏隔离壁的半开式风管组成的风管轮可以直接加工压
縮气体。 风管气道可以是周围封闭式的(全封式风管构成的风管气道)，也可以是半开式 的(半开式风管构成的风管气道)，半开式风管其底部或顶部可以不设风管侧壁。风管横向 可以是等截面的，可以是收縮形的，也可以是扩张形的。采用哪种形式，可以根据实际需要 而定。 风管分半环形(弧形)和全环形两种。环形风管沿转子环形轨迹贴切固定在风管 轮盘上。风管内设有弧形(弧形是环形的一部分)或环形风管气道，风管气道上设有风管 气道进口和风管气道出口 。风管气道进口方向跟转子旋转轨迹相近似，风管气道出口方向 可以是同转子转向式的，也可以是同转子轴向式的，可以是切向式的，也可以是向心式的。
半环形风管构成的风管轮风管气道也是半环形，半环形风管气道纵向绝对长度 小，气体流程短。全环形风管分单环形风管、双环形风管和多环形风管三种。单环形风管、 双环形风管和多环形风管分别构成的风管轮，分别叫做单环形风管轮、双环形风管轮和多 环形风管轮，单环形、双环形和多环形风管轮的风管气道纵向绝对长度大，气体流程大，增 压效果好。 —个风管轮上可以只设一根风管(称为单管式风管轮)，可以设置两根以上的风 管(称为多管式风管轮)。可以只用一个全封式风管或一根半开式风管构成一个单管式风 管轮，也可以用全封式和半开式风管组成组合式风管构成一个单管式风管轮。可以单独用 几根全封式风管或单独用几根半开式风管分别构成一个多管式风管轮，也可以用全封式风 管和半开式风管组成几根组合式风管构成一个多管式风管轮。 本发明采用三种工作原理加工压縮气体，即冲压作用力增压工作原理、旋转作用
4力增压工作原理、向心减速增压工作原理。 冲压作用力增压工作原理气流逆转子转向进入风管气道，又在风管气道里逆转子转向流动，吸收能量增加压力。风管轮结构特点，是风管逆转子转向贴切缠绕固定在风管轮盘上，构成气流逆转子转向流动的风管气道。 旋转作用力增压工作原理是指气流顺转子转向流动，不断地吸收能量增加压力，风管轮结构特点是，风管顺转子转向缠绕贴切固定在风管轮盘上，构成顺转子转向的风管气道。 向心减速增压工作原理，是指风管内的气流由风管轮盘外圆径向末端向转子中心流动，借助离心力的反作用力吸收能量降低速度，增加压力(增压是双重的，既有气流自身减速动能转化的压力，又有其吸收离心力而增加的压力)。
有两种结构技术能够使用向心减速增压工作原理。 —种技术是，风管轮轴向后部的风管由风管轮盘外圆沿径向折向风管轮盘中心，形成向心结构形式(称为向心式风管)，从而构成的风管轮后部管道流向由风管轮盘外圆沿径向指向中心，风管轮旋转时，气流在向心式风管气道内沿径向逆着离心力方向流动(称为向心气流)，自然就会减速增压。该结构形式，如果在向心式风管气道出口内加设离心减速器，其增压效果会更好，该离心减速器可以有多种结构形式，如板状、柱状等。该离心减速器可以是分体的，即分别设在向心式风管气道内，各个离心减速器互不连接。离心减速器还可以是组合体式的。组合体式的离心减速器结构形式如同一个离心式无叶盘的风机叶轮那样，该组合式离心减速器跟风管轮同轴同转向转动。 使用向心减速增压工作原理的另一种结构技术是，转子轴向后部风管轮出口处设置向心汇流器，该向心汇流器的流道是由转子外圆沿径向指向转子中心，令气流由转子外圆向转子中心汇流。该向心汇流器可以是固定的(固定向心汇流器)，可以是转动的(旋转向心汇流器)，旋转向心汇流器可以是随风管轮同轴转动的，也可以和风管轮分轴旋转的。固定向心汇流器内必须设置组合式离心减速器。旋转向心汇流器内既可以设置组合式离心减速器，又可以不设置组合式离心减速器。 不设组合式离心减速器的旋转向心汇流器，它将随风管轮同轴旋转，则向心流动的气流自然要受到离心力反作用力阻挡而减速增压。旋转向心汇流器内设置组合式离心减速器，该组合式离心减速器既可以设置成跟向心汇流器同轴旋转的结构形式，又可以设计成跟向心汇流器分轴旋转结构形式。 本发明可以同时采用上述三种工作原理加工气体，可以同时采用旋转作用力和向心减速增压两种工作原理加工气体，可以同时采用冲压作用力和旋转作用力两种工作原理加工气体，可以同时采用冲压作用力和向心减速增压两种工作原理加工气体，可以分别单独采用冲压作用力工作原理或单独采用旋转作用力工作原理加工气体，但不能单独采用向心减速增压工作原理加工气体。向心减速增压工作原理必须依靠冲压作用力和旋转作用力加工出高速气流才能得以实施，必须先有高速气流从圆外向圆心处流动，然后才能有离心力的反作用力对之减速增压。采用向心减速增压工作原理是有一定的局限性的。但是，向心减速增压工作原理，对气流减速增压效果特别好。本发明为要能保证压縮机正常工作，保证能加工出的符合一定的压力一定的流速要求的气体，必须采用向心减速增压工作原理才能得以实现。尤其是由旋转作用力加工出的高压高速气流，必须得借助向心减速增压作用给以适当的增压减速，然后才能被输出使用。 对于半环形、单环形风管轮，采用冲压作用力工作原理压縮气体，该风管轮风管气 道流程短，风管气道进口方向与转子旋转方向相反。风管轮工作时，风管气道进口依靠冲压 作用吸进气体，气体在风管气道内流动，由于其流动方向与风管轮旋转方向相反，因而该气 流的相对速度就增大，又由于风管气道的反作用，该气流又不断地受阻挡而被压縮，不断地 减速增压，然后经风管气道出口排出风管气道，风管轮旋转速度越高，风管气道纵向绝对长 度越大(仅在一定的范围内)，气流在风管气道内流程越长(也是在一定的范围内)，气流 产生的压力就越大，所有这些就是冲压作用力工作原理的内涵。采用冲压作用压縮气体，风 管气道是收縮形的，对气流的阻挡压縮作用就比较大，如果风管气道是扩张形的，对气流的 阻挡作用就比较小，但对气体的扩压作用却比较好，等截面形风管气道对气流的阻挡压縮 作用适中。 本发明对于多环形风管轮可以同时采用冲压作用力和旋转作用力两种工作原理 压縮气体，或者采用单纯的旋转作用力工作原理压縮气体。 多环形风管轮，风管气道纵向绝对长度大，气流流程长，风管气道进口靠冲压作用 力吸进的气体所含的能量适应不了风管长度大、流程长的要求的，故而可以采用两个工作 原理压縮气体，即，令风管轮风管气道前部采用冲压作用力原理压縮气体，令其后部采用旋 转作用力压縮气体。冲压作用力，气流在风管气道内的流向与转子转向相反；旋转作用力， 气流在风管气道内的流向与转子转向相同。针对这样的特点，采取相应的技术措施改变冲 压作用力气流流向使之与转子转向一致即可，具体的措施是，令风管轮上的风管前部逆转 子转向缠绕贴切固定在风管轮盘前段，令其后部顺转子转向缠绕贴切固定在风管轮后段， 这样就可以使靠冲压作用进入风管气道的气流，先是逆转子转向流动，再折向变为顺转子 转向流动不断地吸收能量而加速增压。 多环形风管轮还可以采用单纯依靠旋转作用力压縮气体的工作原理，就是令风管 轮上的风管气道里气流自始至终都顺着转子转向流动，整个流动过程中不断地吸收能量， 增加流速增加压力。具体的措施就是令风管轮上的风管自轴向前端至轴向后端顺转子转向 缠绕贴切固定在风管轮盘上，工作时，转子旋转，风管气道内形成负压，自然对外抽吸气体。 该结构形式，如果在转子前端加设风扇或后流风机叶轮或同步后流风机叶轮，让这样的风 扇或后流风机叶轮或同步后流风机叶轮直接向该转子风管轮上的风管气道进口送风，其进 风效果将会更好。 为了能使进入风管气道内的气流取得更好增压效果，本技术方案还可以在风管气
道内设置增压导流器，增压导流器纵贯风管气道内侧，使进入风管气道内的气体既能从风
管气道内侧壁获得能量，又能从风管气道内的增压导流片两侧壁获得能量。 增压导流器从风管气道进口到风管气道出口贯通风管气道。这种贯通可以是倾斜
的，可以是曲线形的，可以是整个风管气道由其进口至其出口都设有增压导流器，也可以在
风管气道内部分部位设置气道增压导流器，一个风管气道里可以设置一根或几根气道增压
导流器。增压导流器可长可短。增压导流器横向侧壁跟风管气道内侧壁连接，增压导流器
可以是多种不同的结构形，如直板形、弧形板形、机翼形、曲线板形等等。增压导流器可以伸
出风管气道进口或出口，也可以不伸出风管气道进口或出口。 环流增压管道压縮机转子可以是圆柱形、圆锥形、圆盘形等。圆柱形转子整个流道为等截面形，圆锥形转子流道分由前至后为扩张加粗形的和由前至后(由转子进风端至其出风端)成收縮变细形的两种。无论是扩张形或收縮形的，其风管气道可以是等截面的，可以是收縮形的，也可以是扩张形的。 扩张形转子，风管轮的风管由风管轮盘收縮端向扩张端排列缠绕。风管轮旋转时，风管气道内的气流从小圆处向大圆处流动。由于转子后面的直径大于前面的直径，所以后面的离心力总是大于前面的离心力，这样，风管气道由后至前就会形成一种抽力，抽动着前面的气流向后加速运行(或克服摩擦阻力运行)。也就是说，风管气道内的气流可以借旋转作用力获得能量，增加流速和压力。这种结构形式，如果风管气道为扩张形的，其气流的增压效果更好。这种结构形式适应一般专用环流增压气体压縮机使用。 这种扩张形转子更加适合多环形风管轮，其风管气道为多圈缠绕多环形环流程增压气体压縮机使用。 如果转子是由前至后为收縮形的，其风管气道可以是等截面的，可以是不等截面的。 本发明半环形、单环形风管轮构成的管道压縮机适应一般通风换气使用。双环形、多环形风管轮构成的管道压縮机适应高压特高压鼓风、燃气轮机增压和化工生产加工高压气态物质使用。 单环形、双环形或多环形风管轮风管气道，可以使进入气体压縮机风管气道的气体随转子旋转一周两周或几周几十周被加工而吸收能量，然后被排出管道压縮机，即在同一个转子同一个传动轴的带动下，中间不加任何固定导流设施，进入管道压縮机的气体就可以直接连续旋转一周、两周或几周几十周被加工而吸收能量，这样就可以极大地简化机体结构、节省材料、减轻重量。由于结构简单、用料少、体积小，摩擦面积就小，十分明显，本发明完全可以做到高效节能。 作为高压或特高压管道压縮机使用，进入转子里的气体流程需要达到两周以上的，必须采用双环形或多环形风管构成的双环形、多环形风管轮。双环形、多环形风管轮风管气道纵向长度大，是转子外圆周长的两倍以上，因而气体流程大，需随转子旋转两周以上。 但是，气体在风管气道内要完成两周以上的流程，单靠气体由风管气道进口处获得的流速是不够的。因为气体在风管气道内的流动是减速流动的，致使最后在风管气道内某一位置上流速度变为零。这时，只有借助旋转作用力的作用才能获得速度，继续流动，最后流出风管轮。 然而，要想使风管气道内的气体重新获得流速继续流动下去，还必须采取相应的技术措施。 气流由风管气道进口冲进风管气道时，气流流向与转子转向相反，靠冲压作用增压，气流将做减速流动，冲压作用之末，气流流速为零。这时旋转作用力将可以使气体改变流向，改变为跟转子相同转向方向流动，气流将可以借助转子旋转作用力的作用吸收能量，获得流速，继续流动，直至最后被排出风管轮。 要在同一根传动轴驱动的同一个转子的风管轮风管气道内改变气体流向，只要设计出相应的能改换气体流向的风管气道，就可以保证气体借助旋转作用力的作用继续流动，继续获得能量增加压力。
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只要设计出能相应地改变气流流向的风管轮风管气道，则双环形或多环形风管轮构成同一根传动轴驱动的转子，无论是圆柱形的、收縮形的，还是扩张形的，都可以借助旋转作用力的作用继续获得流速，继续吸收能量增加压力。 令气流借助旋转作用力的作用继续流动增加压力，其中，以扩张形转子的效果最好，由于扩张形转子，风管轮风管气道由转子收縮端向转子扩张端缠绕，可以使风管轮风管气道内的气流不断地由小圆向大圆流动，由于转子后面的直径大于前面的直径，后面的离心力总是大于前面的离心力，风管气道由前至后就形成一种抽力，抽动着前面的气流向后加速流动，所以说单轴扩张形转子增压效果最好。 本发明，要想使单轴转子上的双环形、多环形风管轮风管气道内的气体借助旋转作用力不停地流动，继续获得能量增加压力，还可以通过加设换向导流设施方法得以实现。具体办法是，将两个风管轮串联在一起，其中进风端首级风管轮采用单环形或双环形风管轮，第二级为双环形或多环形风管轮，两级风管轮用同一根传动轴串联在一起，两级风管轮之间加设固定换向导流器。首级风管轮风管气道流向与转子转向相反，第二级风管轮风管气道流向跟转子转向相同。工作时，首级风管轮风管气道排出的气流通过固定换向导流器改变流向，然后再引导给第二级风管轮风管气道，即可借助旋转离心力的作用不停地流动，不停地获得能量增加压力。 要想使双环形多环形风管气道内的气流能借助旋转作用力不停地流动增加压力，第三种办法就是，采用双轴双转子的方法加以实现。具体的做法是，用两个风管轮通过两个同心轴串联在一起。两根同心轴转向相反，首级风管轮风管气道流向跟转子转向相反，第二级风管轮风管气道流向跟转子转向相同。工作时，首级风管轮风管气道出口排出的气流直接排于第二级风管轮风管气道，即可达到目的。第四种办法是采用单纯旋转作用力工作原理，具体做法如同前面所介绍的，就是令风管轮上的风管自轴向前段至轴向后端顺转子转
向缠绕贴切固定在风管轮上。这样，工作时，转子高速旋转促使风管气道内形成负压，借助这样的负压作用，风管气道可以很自然地对外抽吸气体，风管气道吸进的气体自始至终都是顺着转子转向流动，整个流动过程中将可不断地吸收能量增加压力。 综合以上所述，同已有的各种离心式轴流式压气机压縮机相比，环流增压管道压縮机可以极大地节省资源节省能源。为了清楚起见，在此略作对比。
先以半环形风管构成的风管轮转子为例加以对比。 半环形风管构成的风管轮转子依靠风管外表工作面和风管气道双重部件加工气体，由该机加工的气体获得的风量和风压将是旧式轴流风机的两倍，就是说，如果用旧式轴流风机加工出这同等流量和压力的气体，必须得用两级旧式轴流式风机叶轮串联(中间得加一道固定导流部件)使用，方可达到要求。再拿单环形风管构成的风管轮转子做比较，假设风管轮由4根风管构成，每根风管吸收的气体将随转子旋转一周，经过一周的加工流程，如果用旧式四叶片叶轮轴流风机加工气体，要想使进入转子的气体达到一周加工流程的效果，必须得将四级叶轮串联(中间加设三道固定导流部件)使用，方可达到目的。假使，仍然是单环形风管，但改为四根风管构成的风管轮加工气体，旧式轴流压气机改为10叶片叶轮，要想令它达到单环形四根风管构成的风管轮转子效果，必须得用10级旧式轴流压气机叶轮串联(中间加设9道固定导流部件)使用方可达到目的。如果环流增压管道压縮机改为双环形多环形风管构成的风管轮转子加工气体，则风管气道进口吸进的气体将随转子旋了结构，所以就可以极大地减少摩擦，因此也就可以极大地提高效率，降低能耗，节省能源。 到目前为止，现有的压气机压縮机基本上是叶片式、活塞式、螺杆式三大类。这三
大类压气机压縮机有个共同的弱点就是，气体由进而出的整个纵向气道中都有障碍有阻
挡，气流不能从中鱼贯而出，所要加工的气体不允许带有体积较大的固体物质，如果带有较
大体积固体物质，将会造成碰撞，摩擦损失大，会造成气道纵向堵塞。第二个弱点是，这些压
气机压縮机纵向气道后部是收縮形的，气道出口狭窄，这样容易引起压气机喘振。由于这两
大弱点，致使现有的三类压气压縮机使用范围狭窄，不能适应新经济时代的需要。 环流增压管道压縮机，气体由进而出的整个纵向气道是贯通的，无障碍无阻挡
(即使风管气道中加设增压导流器也是如此)，气流可以从中鱼贯而过，所要加工的气体中
携带上体积较大的固体物质也可以从中顺利通过，摩擦损失小，不会造成气道纵向堵塞。再
一个特点是，该管道式气道自前而后通流面积可以是等截面的，可以是扩张式的，就是说风
管轮风管气道出口时开阔的，借助向心减速增压工作原理，可以使这样的开阔形管道出口
的高压气流被控制在任意低的、适应要求的速度范围内。由于风管轮后部管道和后部管道
末端出口是开阔的，转子转速如何变化都不能造成压縮机喘振。由于具备这两大优点，该环
流增压管道压縮机使用范围就能很宽广，不但能直接压縮一般空气物质，还能直接压縮固
气混合物质、固液混合物质、固液气混合物质等。 下面结合附图及实施例对本发明做详细地解释说明。


图1-本发明第一种实施方式结构示意图(右视)；
图2_本发明第一种实施方式结构示意图(左视)；
图3_本发明第一种实施方式风管轮风管结构示意图；
图4_本发明第二种实施方式结构示意图； 图5-本发明第二种实施方式转子风管轮结构示意图(为了能清楚说明问题，只画 出一个风管)； 图6_本发明第三种实施方式结构示意图； 图7-本发明第三种实施方式转子风管轮结构示意图(为了能清楚说明问题，只画 出一个风管)； 图8_本发明第四种实施方式结构示意图； 图9-本发明第四种实施方式转子风管轮结构示意图(为了能清楚说明问题，只画 出一个风管)； 图10-本发明第五种实施方式结构示意图；
图11-本发明第六种实施方式结构示意9
图12-本发明第六种实施方式转子结构示意图；图13-本发明第七种实施方式结构示意图；图14-本发明第七种实施方式转子结构示意图；图15-本发明第八种实施方式结构示意图；图16-本发明第八种实施方式转子结构示意图；图17-本发明第九种实施方式结构示意图；图18-本发明第九种实施方式转子结构示意图；图19-本发明第十种实施方式结构示意图；图20-本发明第十种实施方式转子结构示意图。
附面说明 1机壳，2转子，3风管轮，4传动轴，5风管轮轴套，6风管轮盘，7风管，8风管侧壁， 9风管根，10风管气道，11风管气道进口 ， 12风管气道出口 ， 13防漏隔离壁，14增压导流器， 15固定旋转离心减速器；16固定向心汇流器，17旋转离心减速器，18旋转向心汇流器，19 风管外表工作面前缘进口 ， 20风管外表工作面后缘出口 ， 21风管轮进口 ， 22风管轮出口 ， 23 电机。
具体实施例方式
实施例l，参考图1、图2、图3，一种环流增压管道压縮机，包括有机壳1、转子2、风 管轮3、传动轴(电机轴)4、风管轮轴套5、风管轮盘6、风管7、电机23，风管轮轴套5跟电机 轴4连接，风管轮盘6跟风管轮轴套5连接，6个弧形扁管状风管7通过风管根9跟风管轮 盘6焊接在一起，风管7内设风管气道10，风管气道10上设有风管气道进口 11和风管气道 出口 12，风管气道进口 ll进口方向跟转子转向相同，气流进口方向跟转子转向相反，风管 气道出口 12方向是轴向的。风管气道IO内设有增压导流器14，增压导流器14两侧边缘跟 风管气道内侧壁连接，增压导流器14自风管气道进口至风管气道出口纵贯整个风管气道。 风管轮盘6为圆柱体，风管轮盘6内设有风管轮轴套5，电机23的传动轴4插入风管轮轴套 5之中，由电机轴带动整个风管轮旋转。 工作时，气体由外进入风管轮进口后，再从风管气道进口 ll逆转子转向进入风管 气道10，然后由风管气道出口 12轴向排出风管气道，再经风管轮出口 22排出风管轮。由于 风管气道内设有增压导流器14，工作过程中既有风管气道侧壁对气体传递能量，又有增压 导流器14对气体传递能量，增压是双重的，所以到风管气道出口 12时气体压力很高。
本例是靠风管周围四壁和增压导流器14同时加工气体的，一般旧式轴流风机仅 靠叶轮叶片一个侧面加工气体，所以同一般旧式轴流风机相比，本例增压效果好得多，高效 节能，该机一级风管轮就可以顶旧式轴流风机两级或几级叶轮使用。 由于风管轮上的风管是周围封闭的管道体，风管气道出口又是轴向的。工作中，风 管气道内的气体不会外流于转子外，所以本例即使不设机壳，同样能产生出很规则的轴向 气流。 很明显，本例体积小，用料少，节省资源；体积小，气体摩擦面积小，因而效率高，耗 能少，节省资源。 本例如果把风管轮上的风管设置成扁管形状，为风管外表设上外表工作面，工作时由风管外表工作面前缘进口 19和风管气道进口 11同时吸收气体，然后由风管外表工作 面后缘出口 20和风管气道出口 12排出气体。整个工作过程中，依靠风管外表工作面和风 管气道内侧加工气体，这样，本例进风将是双重的，加压是三重的，故而其风量会更大，风压 会更高。 实施例2，参考图4、图5，本例和例1基本一样，所不同的是本例风管轮盘6为锥形 体状，该锥形体风管轮盘6由风管轮轴向前缘进风端向轴向后端出风端逐渐扩张加粗，整 个转子也是由风管轮轴向前侧进风端向轴向后侧出风端逐渐扩张加粗。第二个不同点是本 例的风管7为半环形单环形结构式，4个风管按顺序由风管轮盘轴向前侧朝轴向后侧先逆 转子转向而后再顺转子转向缠绕2周而贴切固定在风管轮盘6上，每个风管的风管气道进 口方向跟风管轮转向基本相似，(气流进口方向跟转子转向相反)，其风管气道出口方向为 轴向。第三个不同点，本例机壳后部出风端设有固定向心汇流器16。 工作时，气流由风管气道进口 11逆转子转向冲进风管气道10，由于气流流向跟风 管转向相反，气流将逐渐减速增压，经过半周减速流程(靠冲压作用增压)，然后换向进入 顺转子转向风管气道内顺转子转向流动，又可以不断地吸收能量增加压力(靠旋转作用力 增压)，该气流顺转子转向经过一周半的流程，然后经风管气道出口 12被排入固定向心汇 流器16再被引出使用。整个工作过程，气流经过2周的加工流程，到风管气道出口时，气流 压力会很高。 本例适宜制成高压压气机使用，跟旧式各种高压压气机相比，本例结构简单，体积 小，用料少，重量轻，摩擦损失小，高效节能，使用维修方便。 本例若采用两级风管轮由两根同心传动轴串联在一起使用，可以产生同样的加压
效果，首级风管轮为半环形，第二级风管轮为单环形，首级风管轮气道出口正对着第二级风
管轮风管气道进口，两根同心传动轴转向相反，两级风管轮转向也相反。首级风管轮风管气
道流向与其风管轮转向相反，第二级风管轮风管气道流向与其风管轮转向相同。 工作时，两级风管轮转向相反，由首级风管轮风管气道进口吸进的气体跟该风管
轮转向反向流动靠冲压作用加压，然后由该风管轮风管气道出口直接排于第二级风管轮风
管气道，进入第二级风管轮风管气道内的气体跟该风管轮风管气道转向同向流动，故而就
可以不同地吸收能量增加流速增加压力。 实施例3，参考图6、图7，本例和例2基本一样，所不同的是本例的风管轮盘6是由 风管轮轴向前侧进风端向轴向后侧出风端为圆柱体状，整个转子也是由轴向前侧至轴向后 侧也是圆柱体状。 第二个不同点是本例的风管轮3是双环结构形式，四根风管7按顺序由风管轮盘 轴向前侧朝轴向后侧顺转子转向缠绕两周而贴切固定在风管轮盘6上，风管气道进口方向 跟风管转向基本相似，气流进口方向跟风管轮转向相同。整个转子采用单纯的旋转作用力 增加气体压力。 工作时，风管轮随转子高速旋转，高速旋转的风管轮前缘风管气道进口内产生负 压，从而就可以直接有力地抽吸气体进入风管气道内侧，进入风管气道内侧的气体随风管 轮旋转沿轴向由前而后流动，不断地吸收能量增加压力。 整个工作过程，进入风管轮风管气道的气流顺转子转向流动两周，即经过两周旋 转作用力加压流程，气流流出风管轮风管出口时，压力会很高。
同各种旧式高压特高压气体压縮机相比，本例结构极为简单，用料少，重量轻，摩 擦损失小，高效节能。加工制造、搬运、安装、使用、维修都很方便。本例造成的特高压管道 压縮机尤其适应各种车辆船舶飞行器发动机使用。 还有，本例风管气道由前而后、自始至终完全无阻挡无障碍，自始至终都是开阔畅 通的，工作时，完全可以允许固体物质从中通过，可以避免形成喘振。因此，本例不仅能制成 多种压縮单纯气体的节省能源节省资源的高压特高压管道压气机压縮机使用，还可以制成 多种压縮气体固体混合物质、气体液体混合物质、气体固体液体混合物质的高效节能节省 资源的特种功能的高压特高压管道压气机压縮机使用。 本例功能多，用途广，高效节能，节省资源，是各种旧式压气机压縮机所不可能比 拟的。 实施例4，参考图8、图9，本例和例3基本一样，所不同的是本例的风管轮盘6是锥 形体状，该锥形体风管轮盘6由风管轮轴向前缘进风端向轴向后缘出风端逐渐收縮变细， 整个转子也是由风管轮轴向前侧进风端向轴向后侧出风端逐渐收縮变细。第二个不同点是 本例风管轮的风管气道进口 11设于风管轮盘6轴向前端外侧径向中间，即风管7前部进风 端由风管轮盘径向圆周外圆向径向中间延伸。风管气道进口方向为轴向径向倾斜式，整个 转子采用单纯的旋转作用力增加气体压力。 工作时，转子旋转，由于离心力的作用，气流由风管轮风管气道进口被吸进风管气 道(借助离心力的作用，进气效果更好)，进入风管气道的气体流向跟转子旋转方向相同， 借助旋转作用力增加压力，经过两周多的加压流程，到转子出口时，气体压力会很高。
本例性能特点和用途跟例3 —样。 实施例5，参考图10，本例跟例4基本一样，所不同的是本例风管轮上的风管为单 管结构形式，该单管风管7顺转子转向缠绕四周而贴切固定在风管轮盘6上，风管气道进口 方向为轴向而指向前方，风管气道出口方向为轴向而指向机体后方。第二个不同点是本例 的风管轮盘6为圆柱体状，整个转子也是圆柱体状。 工作时，气体由风管气道进口轴向进入风管气道，然后随风管气道旋转四周，最后 被排出风管气道排于固定向心汇流器，再被引出使用。 本例适宜做成特高压管道气体压縮机，装配于多种车辆、多种飞行器发动机(飞 机发动机和巡航导弹发动机)上使用；尤其是装配在飞行器发动机上靠冲压作用进风，进 风效果会更好，发动机的性能会更好。 实施例6，参考图11、图12，本例和例2基本一样，所不同的是本例不仅采用冲压作 用力增压工作原理和旋转作用力增压工作原理加工压縮气体，还采用向心减速增压工作原 理加工压縮气体。本例风管轮轴向后部风管为向心式风管，风管7由风管轮盘外圆沿径向 向风管轮盘中心倾斜弯转，风管7流向由风管轮盘圆外倾斜指向转子传动轴4，然后再折为 轴向，风管气道出口 12为轴向式。 工作时，风管轮后部向心式风管的气流由风管轮外圆向圆内倾斜流动，形成向心 式气流(设计该向心式气流动能大于离心力的反作用能量)，风管轮旋转产生离心力，向心 式气流向心流动过程中，将会受到离心力的反作用力的阻挡而被压縮减速，但是由于这时 向心式气流动能大于离心力反作用能量，所以向心式气流向心流动过程中可以不断地克服 离心力反作用的阻力而继续流动，最后轴向流出风管气道出口。这时气流流速很低，压力
12却很大。气流在风管轮轴向后部向心式风管气道中依靠向心减速增压工作原理加工压縮气 体。 本例风管轮轴向前部风管依靠冲压作用力和旋转作用力加工压縮气体，轴向后部
向心式风管依靠向心减速增压作用加工压縮气体，增压是三重的，故而其风压会很高，又由
于有向心减速增压工作原理的控制，风管轮出口风速又会很低，很适合输出使用。 本例适应做成多种高压特高压管道压气机压縮机使用。由于采用了向心减速增
压结构工作原理，机体结构更简单，造型更小，更加节省材料，节省资源，工作时增压效果更
好，机械效率更高，因此就更加节省能源。 实施例7，参考图13、图14，本例和例6基本一样，所不同的是本例风管轮轴向后部 向心式风管的风管气道内设有板状的固定旋转离心减速器15，该固定旋转离心减速器纵贯 整个向心式风管的风管气道，其纵向一侧壁跟向心式风管气道侧壁连接而固定在向心式风 管的风管气道内。 工作时，随着风管轮的旋转，固定旋转离心减速器将可以产生更大的离心力对向 心流入的向心气流进行阻挡挤压，从而使该气流进一步增压而又降低速度，以达到适应使 用要求而被输出使用。 本例性能特点、功能用途跟例6 —样。 实施例8，参考图15、图16，本例和例6基本一样，所不同的是，本例是双转子结构 形式，即整机是由风管轮转子和旋转向心汇流器转子组成，该两个转子转向相反。风管轮转 子的风管轮上的风管为组合式管道体。风管轮轴向前部管道为全封式管道，风管轮轴向后 部风管为半开式管道，该半开式管道是用螺旋板在风管轮盘后部缠绕固定而成的，旋转向 心汇流器转子由穿过风管轮转子传动轴中间的传动轴4和旋转向心汇流器18构成，旋转向 心汇流器为锥形筒结构形式，由传动轴直接带动旋转。 工作时，气体由风管轮转子风管轮前部全封式风管进入风管气道依靠冲压作用力 被加工增压，然后被排入风管轮后部半开式螺旋形风管气道内依靠旋转作用力再被加工增 压，然后再被排入旋转向心汇流器依靠向心减速增压原理再被减速增压，最后再经旋转向 心汇流器出口被排出使用。整个工作过程中，气体经过冲压作用、旋转作用和向心减速增压 作用增压，增压是三重的，因而由旋转向心汇流器18出口排出的气体压力会很高。
本例适应做成多种高压特高压管道压气机压縮机使用。 实施例9，参考图17、图18，本例和例8基本一样，所不同的是本例旋转向心汇流器
转子的旋转向心汇流器内设有固定旋转离心减速器15，该固定旋转离心减速器像一个风机
叶轮固定在传动轴4上，跟旋转向心汇流器一起被传动轴4带动旋转。工作时，该固定旋转
离心减速器将可产生更大的离心力对由风管轮排出的向心流动气流阻挡减速，最终加工出
适合要求的高压低速气流。 本例性能特点功能用途跟例8 —样。 实施例IO，参考图19、图20，本例跟例3基本结构一样，所不同的是本例转子风管 轮盘由轴向前侧向轴向后侧扩张的锥形体状，整个风管轮也是由轴向前侧向轴向后侧扩张 的锥形体状。第二个不同点是本例风管轮的风管7为半开式风管，该半开式风管式用螺旋 板在风管轮盘上自前而后缠绕固定而构成的，并且该风管气道侧壁8径向末端设有防漏隔 离壁13，防漏隔离壁13为板状结构形式，其内侧面跟风管气道侧壁径向末端垂直交接，其横向边缘既向该风管气道侧壁前方延伸，又向该风管气道侧壁后方延伸。
工作时，由于有防漏隔离壁13的遮挡，可以使风管气道内的气体不会由于旋转离 心力的作用而径向溢出风管气道，同时又可以促使风管气道内的高速气流对外形成负压而 随时对外抽吸物质进入风管气道。由于这样，由该结构形式的风管构成的环流增压管道压 縮机既能加工压縮输送气体物质，又能加工压縮输送其他固体气体混合气体物质。第三个 不同点是本例转子后部设有旋转离心减速器17，旋转离心减速器17像一个风机叶轮固定 在转子传动轴上，随风管轮一起旋转，旋转离心减速器置于固定向心汇流器内，对由风管轮 排出的自外圆向内圆流动的向心气流进行减速增压。 本例整个工作过程中，风管轮直接吸进气体物质，再依靠旋转作用加工压縮气体 物质，然后将该气体物质排入固定向心汇流器16，借助旋转离心减速器17旋转离心力作 用，也就是依靠向心减速增压作用再给以加工压縮，最终可以取得适合需要的高压低速气 流。本例增压是双重的，即旋转作用力增压和向心减速增压作用力增压，因而压縮机出口风 压会很高。 跟例3 —样，本例适应制成高压特高压管道压縮机，用以压縮一般气体物质和其 他固体气体混合物质、固体液体气体混合物质、气体液体混合物质。
权利要求
环流增压管道压缩机，包括机壳(1)、转子(2)，其特征在于，转子(2)由风管轮(3)和传动轴(4)构成，风管轮(3)由风管轮轴套(5)、风管轮盘(6)、风管(7)构成，风管(7)由风管侧壁(8)构成，风管轮轴套(5)跟传动轴(4)连接，风管轮盘(6)跟风管轮轴套(5)连接，风管(7)通过风管根(9)跟风管轮盘(6)连接，风管(7)为管道式结构，风管(7)内设有风管气道(10)，风管气道(10)设有风管气道进口(11)和风管气道出口(12)，风管轮(3)上设有风管轮进口(21)和风管轮出口(22)。
2. 根据权利要求l所述的环流增压管道压縮机，其特征在于风管(7)为全封式管道。
3. 根据权利要求l所述的环流增压管道压縮机，其特征在于风管(7)为半开式管道。
4. 根据权利要求3所述的环流增压管道压縮机，其特征在于风管侧壁(8)径向顶端设 有防漏隔离壁(13)，防漏隔离壁(13)内侧面跟风管侧壁(8)径向顶端相交接。
5. 根据权利要求l所述的环流增压管道压縮机，其特征在于风管气道(10)内设有增压 导流器(14)，增压导流器(14)跟风管侧壁(8)连接。
6. 根据权利要求l所述的环流增压管道压縮机，其特征在于风管(7)为向心结构形式。
7. 根据权利要求6所述的环流增压管道压縮机，其特征在于向心结构形式风管的风管 气道(10)内设有固定旋转离心减速器(15)。
8. 根据权利要求l所述的环流增压管道压縮机，其特征在于风管轮出口 (22)外侧设有 固定向心汇流器(16)，固定向心汇流器(16)内设有旋转离心减速器(17)。
9. 根据权利要求l所述的环流增压管道压縮机，其特征在于风管轮出口 (22)外侧设有 旋转向心汇流器(18)。
10. 根据权利要求9所述的环流增压管道压縮机，其特征在于旋转向心汇流器(18)内 设有固定旋转离心减速器(15)。
全文摘要
本发明公开了一种环流增压管道压缩机，包括机壳、转子，特点是，该气体压缩机转子由风管轮和传动轴构成，风管轮由风管轮轴套、风管轮盘、风管构成，风管由风管侧壁构成，风管轮轴套跟传动轴连接，风管轮盘跟风管轮轴套连接，风管为管道结构，风管通过风管根跟风管轮盘连接，风管内设有风管气道，风管气道设有风管气道进口和风管气道出口，风管轮上设有风管轮进口和风管轮出口，与已有技术相比，本发明的结构简单，用料少，耗费资源少，增压效果好，噪音低，耗能少，效率高，使用范围宽广。
文档编号F04D23/00GK101749257SQ20091021695
公开日2010年6月23日 申请日期2009年12月29日 优先权日2009年12月29日
发明者林钧浩 申请人:林钧浩