軸流式風(fēng)機(jī)進(jìn)口風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種空氣冷卻式換熱系統(tǒng)包括：換熱器和軸流式風(fēng)機(jī)組件。所述換熱器具有換熱表面區(qū)域。所述軸流式風(fēng)機(jī)組件具有旋轉(zhuǎn)支撐在環(huán)形外殼內(nèi)的螺旋槳式葉輪。所述環(huán)形外殼限定從所述外殼的進(jìn)氣端，穿過(guò)所述葉輪，并且到所述外殼的出氣端的空氣通道。所述葉輪在所述環(huán)形外殼內(nèi)的旋轉(zhuǎn)使空氣流進(jìn)所述外殼的進(jìn)氣端中，沿著所述空氣通道流動(dòng)，并且流出所述外殼的出氣口。所述軸流式風(fēng)機(jī)組件還具有風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件，所述風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件延伸超過(guò)所述環(huán)形外殼的進(jìn)氣端。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
軸流式風(fēng)機(jī)進(jìn)口風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件
【背景技術(shù)】
[0001]軸流式風(fēng)機(jī)組件在本領(lǐng)域中是已知的并且本質(zhì)上是旋轉(zhuǎn)支撐在環(huán)形外殼內(nèi)的螺旋槳式葉輪。環(huán)形外殼的直徑的大小設(shè)計(jì)成提供距螺旋槳式葉輪的端的小尖端間隙，并且該環(huán)形外殼的直徑提供從外殼的進(jìn)口端到出口端的空氣通道。葉輪的旋轉(zhuǎn)使空氣進(jìn)入進(jìn)口端，沿空氣通道穿過(guò)并且穿過(guò)葉輪，并且離開(kāi)外殼的出口端。
[0002]為不同的目的并且在各種環(huán)境中采用軸流式風(fēng)機(jī)組件。軸流式風(fēng)機(jī)組件的一個(gè)具體應(yīng)用是用于在空氣冷卻式換熱系統(tǒng)(例如，翅片-風(fēng)機(jī)冷卻器和蒸汽冷凝器)中提供空氣流。例如，空氣冷卻式蒸汽冷凝器用于發(fā)電廠。在這些廠中，采用軸流式風(fēng)機(jī)組件來(lái)使周?chē)諝獯┻^(guò)換熱器，以在廠中待重復(fù)使用的液態(tài)水中冷凝離開(kāi)發(fā)電廠中的膨脹過(guò)程的最后階段的渦輪機(jī)排出蒸汽。
[0003]美國(guó)專(zhuān)利第8，302，670號(hào)和第8，776，545號(hào)以及美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)第2005/0006050號(hào)描述了設(shè)置成陣列以與離開(kāi)發(fā)電廠(例如，空氣冷卻式冷凝系統(tǒng)，或者ACC)的蒸汽進(jìn)行換熱的軸流式風(fēng)機(jī)組件的用途，所有這些申請(qǐng)全部以引用的方式并入本文。通常，在采用了空氣冷卻式冷凝器的發(fā)電廠處，將多個(gè)軸流式風(fēng)機(jī)組件構(gòu)造為位于廠外的陣列。將來(lái)自廠的渦輪機(jī)排出蒸汽用管道輸送到換熱器，該換熱器定位為鄰近陣列中的組件的外殼的出口端并且/或者在該出口端上面。通過(guò)支撐結(jié)構(gòu)來(lái)支撐軸流式風(fēng)機(jī)陣列和相關(guān)的換熱器，從而使組件的軸線(xiàn)與指向地面并且定位在距地面約20英尺到150英尺之間的進(jìn)口垂直。通過(guò)設(shè)置在陣列中的每個(gè)軸流式風(fēng)機(jī)組件來(lái)使周?chē)獠靠諝庠谪Q直方向上流過(guò)換熱器，從而冷卻換熱器中的蒸汽并且將其冷凝為液態(tài)水，將該液態(tài)水用管道輸送回到廠，以在發(fā)電廠過(guò)程中重新利用。
[0004]本領(lǐng)域已知軸流式風(fēng)機(jī)組件存在的問(wèn)題。例如，當(dāng)在發(fā)電廠處的空氣冷卻式冷凝系統(tǒng)中采用軸流式風(fēng)機(jī)組件時(shí)，由來(lái)自外部環(huán)境的周?chē)諝馓峁├湄?fù)荷。由此，軸流式風(fēng)機(jī)組件性能以及廠的性能在很大程度上取決于廠外的環(huán)境條件，諸如，周?chē)鷾囟取Ａ硗?，由于這些組件(例如，5’至20’，或者更多，每個(gè)徑向葉片)的螺旋槳式葉輪的大小以及產(chǎn)生穿過(guò)換熱器的符合要求的空氣流所需的RPM(例如，從約10到約200 RPM，例如，約100 RPM)，如果葉片在操作期間斷裂，那么其可能在其旋轉(zhuǎn)路徑中變成具有360°的任何的潛在拋射路徑的投射物。如果葉片斷裂，那么其可能被投進(jìn)陣列中的相鄰軸流式風(fēng)機(jī)組件并且對(duì)該相鄰軸流式風(fēng)機(jī)組件產(chǎn)生損壞，或者被扔到其它地方并且引起對(duì)人身或者其它財(cái)產(chǎn)的損壞。此外，由在具有斷裂葉片的風(fēng)機(jī)中的不平衡力造成的振動(dòng)通常會(huì)毀壞特定組件中的剩下的葉片。對(duì)一個(gè)或者多個(gè)軸流式風(fēng)機(jī)組件的損壞需要關(guān)閉相應(yīng)的組件，減小電力輸出并且潛在地關(guān)閉整個(gè)發(fā)電廠。本發(fā)明提供了對(duì)這些問(wèn)題和其它問(wèn)題的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明人已經(jīng)注意到，軸流式風(fēng)機(jī)葉片斷裂可能由軸向進(jìn)口氣流畸變引起，并且在本文中提供了對(duì)這些問(wèn)題的解決方案。特別地，本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，風(fēng)從周?chē)蕉ㄏ蜣D(zhuǎn)到不同方向(例如，豎直定向)的環(huán)境條件在其進(jìn)入軸流式風(fēng)機(jī)組件的環(huán)形空間時(shí)會(huì)導(dǎo)致在軸流式風(fēng)機(jī)組件的環(huán)形外殼的內(nèi)表面上的邊界層畸變和分離。該邊界層畸變和分離在組件的外殼內(nèi)形成壓差，并且該壓差可以引起循壞螺旋槳式葉輪葉片應(yīng)力，該循壞螺旋槳式葉輪葉片應(yīng)力可以導(dǎo)致葉片故障以及軸流式風(fēng)機(jī)的性能降低。
[0006]本發(fā)明人同樣已經(jīng)發(fā)現(xiàn)對(duì)軸流式風(fēng)機(jī)組件的這些風(fēng)形成的問(wèn)題的解決方案，其包括在軸流式風(fēng)機(jī)組件的環(huán)形外殼的進(jìn)口端處使用風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件。在沒(méi)有受到特定作用機(jī)構(gòu)約束的情況下，要相信，本文所公開(kāi)的風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件使用風(fēng)的力來(lái)提高在環(huán)形外殼的進(jìn)口端的迎風(fēng)側(cè)處的氣壓。風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件也使流向軸流式風(fēng)機(jī)進(jìn)口的下風(fēng)側(cè)的風(fēng)走更長(zhǎng)并且更復(fù)雜的路徑，從而減小在軸流式風(fēng)機(jī)進(jìn)口的下風(fēng)側(cè)上的提高的壓力區(qū)域。在進(jìn)口端的迎風(fēng)側(cè)處的氣壓的提高隨著在環(huán)形外殼的下風(fēng)側(cè)上的氣壓同時(shí)減小，促進(jìn)增加的空氣流在其迎風(fēng)側(cè)處進(jìn)入環(huán)形外殼，從而減小并且/或者消除穿過(guò)外殼的內(nèi)部的風(fēng)形成的壓差。
[0007]已經(jīng)進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，經(jīng)由本文所描述的風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件來(lái)減小并且/或者消除風(fēng)形成的壓差，允許在風(fēng)撞擊軸流式風(fēng)機(jī)外殼的外部時(shí)提高軸流式風(fēng)機(jī)的性能和效率。在沒(méi)有受到特定作用機(jī)構(gòu)約束的情況下，要相信，本文所描述的風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件使用了風(fēng)的動(dòng)能并且通過(guò)使風(fēng)從其周?chē)较?例如，水平)轉(zhuǎn)向到與風(fēng)機(jī)組件的環(huán)形外殼的軸線(xiàn)大體上平行的方向來(lái)增加軸流式風(fēng)機(jī)組件的容積式輸出(volumetric output)。
[0008]在本領(lǐng)域中已知的是軸流式風(fēng)機(jī)組件在操作期間產(chǎn)生噪聲，并且該噪聲會(huì)在非軸對(duì)稱(chēng)進(jìn)口氣流條件存在的情況下增加。本發(fā)明減少了非軸對(duì)稱(chēng)進(jìn)口氣流條件并且因此減少了相關(guān)的噪聲作用。
[0009]在第一方面中，本發(fā)明提供了一種空氣冷卻式蒸汽冷凝系統(tǒng)，其包括:
(A)具有換熱表面區(qū)域的換熱器，
(B)軸流式風(fēng)機(jī)組件，其包括:
(i)螺旋槳式葉輪，該螺旋槳式葉輪旋轉(zhuǎn)支撐在環(huán)形外殼內(nèi)，該環(huán)形外殼限定從外殼的進(jìn)氣端，穿過(guò)葉輪，并且到達(dá)外殼的出氣端的空氣通道，其中，葉輪在環(huán)形外殼內(nèi)旋轉(zhuǎn)使空氣流進(jìn)外殼的進(jìn)氣端，沿著空氣通道流動(dòng)，并且流出外殼的出氣口，以及
(ii)風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件，該風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件延伸超過(guò)環(huán)形外殼的進(jìn)氣端，風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件包括:風(fēng)轉(zhuǎn)葉片，該風(fēng)轉(zhuǎn)葉片繞環(huán)形外殼的軸線(xiàn)同心設(shè)置，其中，風(fēng)轉(zhuǎn)葉片的同心設(shè)置的半徑小于環(huán)形外殼的半徑，
其中，(B)軸流式風(fēng)機(jī)組件的環(huán)形外殼的出口端定位為使離開(kāi)環(huán)形外殼的出口端的空氣穿過(guò)(A)換熱器的換熱表面區(qū)域。
[0010]在第二方面中，本發(fā)明提供了一種軸流式風(fēng)機(jī)組件，其包括:
(i)螺旋槳式葉輪，該螺旋槳式葉輪旋轉(zhuǎn)支撐在環(huán)形外殼內(nèi)，環(huán)形外殼限定從外殼的進(jìn)氣端，穿過(guò)葉輪，到達(dá)外殼的出氣端的空氣通道，其中，葉輪在環(huán)形外殼內(nèi)旋轉(zhuǎn)使空氣流進(jìn)外殼的進(jìn)氣端，沿著空氣通道流動(dòng)，并且流出外殼的出氣口，以及
(ii)風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件，該風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件延伸超過(guò)環(huán)形外殼的進(jìn)氣端，風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件包括:風(fēng)轉(zhuǎn)葉片，該風(fēng)轉(zhuǎn)葉片繞環(huán)形外殼的軸線(xiàn)同心設(shè)置，其中，風(fēng)轉(zhuǎn)葉片的同心設(shè)置的半徑小于環(huán)形外殼的半徑。
[0011]在第三方面中，本發(fā)明提供了一種使用根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例或者第二實(shí)施例的系統(tǒng)或者軸流式風(fēng)機(jī)組件的方法。在該第三方面中，軸流式風(fēng)機(jī)組件的葉輪在環(huán)形外殼內(nèi)的旋轉(zhuǎn)使空氣流進(jìn)外殼的進(jìn)氣端中，沿著空氣通道流動(dòng)，并且流出外殼的出氣口。此外，將軸流式風(fēng)機(jī)組件的環(huán)形外殼和風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件暴露于環(huán)境條件，其包括由風(fēng)對(duì)其的撞擊。
[0012]在第四方面中，本發(fā)明提供了一種風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件，該風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件用于降低穿過(guò)由軸流式風(fēng)機(jī)組件的環(huán)形外殼限定的空氣通道的風(fēng)形成的氣壓梯度，該風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件可附接至軸流式風(fēng)機(jī)組件的環(huán)形外殼的進(jìn)口端，并且該風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件包括:
風(fēng)轉(zhuǎn)葉片，該風(fēng)轉(zhuǎn)葉片繞風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件的中心軸線(xiàn)同心設(shè)置，其中:
風(fēng)轉(zhuǎn)葉片的同心設(shè)置的半徑小于軸流式風(fēng)機(jī)組件的環(huán)形外殼的半徑；以及當(dāng)風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件附接至軸流式風(fēng)機(jī)組件的環(huán)形外殼的進(jìn)口端時(shí)，風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件的中心軸線(xiàn)與軸流式風(fēng)機(jī)組件的環(huán)形外殼的中心軸線(xiàn)對(duì)準(zhǔn)，并且風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件從軸流式風(fēng)機(jī)組件延伸超過(guò)環(huán)形外殼的進(jìn)口端。
[0013]在第五方面中，本發(fā)明提供了一種操作軸流式風(fēng)機(jī)組件的方法，該方法包括:
(i )提供軸流式風(fēng)機(jī)組件，該軸流式風(fēng)機(jī)組件具有螺旋槳式葉輪，該螺旋槳式葉輪旋轉(zhuǎn)支撐在環(huán)形外殼內(nèi)，環(huán)形外殼限定從外殼的進(jìn)口端，穿過(guò)葉輪，并且到達(dá)外殼的出氣端的空氣通道，
(ii)使葉輪在環(huán)形外殼內(nèi)旋轉(zhuǎn)來(lái)使空氣流進(jìn)外殼的進(jìn)氣端中，沿著空氣通道流動(dòng)，并且流出外殼的出氣口，以及
(iii)將軸流式風(fēng)機(jī)組件暴露至風(fēng)中，由此形成組件的迎風(fēng)側(cè)，
(iv)使用風(fēng)的力來(lái)提高在由環(huán)形外殼限定的空氣通道的進(jìn)氣口的迎風(fēng)側(cè)處的氣壓，并且優(yōu)選地降低在由環(huán)形外殼限定的空氣通道的進(jìn)氣口的背風(fēng)側(cè)處的氣壓。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1A是軸流式風(fēng)機(jī)組件的側(cè)視圖。
[0015]圖1B是軸流式風(fēng)機(jī)組件的側(cè)視圖，其證明風(fēng)在其穿過(guò)環(huán)形外殼的外表面的邊沿時(shí)轉(zhuǎn)入軸流式風(fēng)機(jī)進(jìn)口中的效果。
[0016]圖2A是根據(jù)本發(fā)明的具有風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件的軸流式風(fēng)機(jī)組件的側(cè)視圖。
[0017]圖2B是根據(jù)本發(fā)明的具有風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件的軸流式風(fēng)機(jī)組件的底視圖。
[0018]圖2C是根據(jù)本發(fā)明的具有風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件的軸流式風(fēng)機(jī)組件的側(cè)視圖。
[0019]圖2D是根據(jù)本發(fā)明的具有風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件的軸流式風(fēng)機(jī)組件的側(cè)視圖。
[0020]圖3是根據(jù)本發(fā)明的采用了具有風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件的軸流式風(fēng)機(jī)組件的空氣冷卻式蒸汽冷凝系統(tǒng)的側(cè)視圖。
[0021]圖4是本申請(qǐng)的示例部分中所使用和描述的測(cè)試設(shè)備的俯視圖。
[0022]圖5至圖8示出了來(lái)自在圖4中所示的并且在本申請(qǐng)的示例部分中所使用和描述的測(cè)試設(shè)備的工作臺(tái)測(cè)試的圖表結(jié)果。
【具體實(shí)施方式】
[0023]如圖1所示，軸流式風(fēng)機(jī)組件100包括:具有多個(gè)螺旋槳葉片(105)(例如，在2個(gè)到12個(gè)之間，例如，在4個(gè)到10個(gè)之間，諸如，6個(gè)或者8個(gè)葉片)的螺旋槳式葉輪103，該多個(gè)螺旋槳葉片(105)旋轉(zhuǎn)支撐在環(huán)形外殼107內(nèi)。外殼提供了從外殼107的進(jìn)口端109，穿過(guò)葉輪103，到達(dá)外殼107的出口端111的空氣通道108。螺旋槳式葉輪103的旋轉(zhuǎn)使空氣進(jìn)入進(jìn)口端109，沿空氣通道108通過(guò)并且穿過(guò)葉輪103，并且離開(kāi)外殼107的出口端111。在典型的軸流式風(fēng)機(jī)組件100中，葉輪的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)116與環(huán)形外殼107的軸線(xiàn)116同等延伸。為了特定目的，將典型的軸流式風(fēng)機(jī)組件100的環(huán)形外殼107的出口端111定位為在期望方向上導(dǎo)引出口氣流。雖然葉輪在與該期望方向相反或者相對(duì)(例如，與順時(shí)針旋轉(zhuǎn)相比較的逆時(shí)針，反之亦然)的方向上的旋轉(zhuǎn)可能使空氣沿由環(huán)形外殼限定的空氣通道向后流動(dòng)，但是當(dāng)軸流式風(fēng)機(jī)的出口氣流是為了特定目的而設(shè)計(jì)和/或定位時(shí)，該類(lèi)型的操作并不是優(yōu)選的。
[0024]如圖1B所示，在本文中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，風(fēng)113從周?chē)蕉ㄏ蜣D(zhuǎn)到不同方向(例如，豎直定向)的環(huán)境條件在其進(jìn)入軸流式風(fēng)機(jī)組件的環(huán)形空間108時(shí)會(huì)導(dǎo)致在軸流式風(fēng)機(jī)組件100的環(huán)形外殼的內(nèi)表面上的邊界層畸變和分離。該邊界層畸變和分離在組件100的外殼107內(nèi)導(dǎo)致壓差115，并且該壓差115可以引起循壞螺旋槳式葉輪葉片105應(yīng)力，從而導(dǎo)致葉片故障以及軸流式風(fēng)機(jī)100的性能降低。
[0025]在沒(méi)有受到具體機(jī)構(gòu)約束的情況下，要相信，當(dāng)風(fēng)113是來(lái)自與軸流式風(fēng)機(jī)組件的環(huán)形外殼的軸線(xiàn)116不平行的給定方向時(shí)，其將轉(zhuǎn)向(例如，約90°，其中，環(huán)形外殼的軸線(xiàn)是豎直的)穿過(guò)環(huán)形外殼107的邊沿，進(jìn)入與環(huán)形外殼/軸流式風(fēng)機(jī)組件的軸線(xiàn)大體上平行的方向。在環(huán)形外殼107的內(nèi)表面上形成的空氣動(dòng)力學(xué)邊界層將受到風(fēng)轉(zhuǎn)向的破壞。此外，破壞的邊界層將用環(huán)形外殼107氣流來(lái)流出和形成漩渦。轉(zhuǎn)向空氣和漩渦的動(dòng)量將穿過(guò)環(huán)形外殼107的內(nèi)部產(chǎn)生本文所描述的氣壓差115。在具有帶有豎直軸線(xiàn)116的環(huán)形外殼107的軸流式風(fēng)機(jī)組件100(諸如，在發(fā)電廠處采用的空氣冷卻式蒸汽冷凝器陣列中使用的軸流式風(fēng)機(jī)組件)中，風(fēng)113穿過(guò)在與環(huán)形外殼107的軸線(xiàn)116大體上垂直(例如，在垂直+/- 5°內(nèi))的方向上的環(huán)形外殼的邊沿。
[0026]風(fēng)形成的跨過(guò)在環(huán)形外殼107的內(nèi)部的空氣壓差115的方向和大小特別隨著風(fēng)113的方向和強(qiáng)度而變化。當(dāng)小到?jīng)]有風(fēng)113時(shí)，穿過(guò)環(huán)形外殼107的內(nèi)部的壓差115以及與由壓差115造成的相關(guān)聯(lián)的葉片105應(yīng)力是可以忽略的。然而，當(dāng)風(fēng)113速增加并且風(fēng)113掃過(guò)時(shí)，減小在外殼的迎風(fēng)側(cè)的內(nèi)部上的邊界層氣壓。同時(shí)，由于轉(zhuǎn)向風(fēng)在外殼107的內(nèi)部的背風(fēng)側(cè)的動(dòng)量，增加了在外殼的內(nèi)部的背風(fēng)側(cè)的內(nèi)部上的氣壓。
[0027]本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，由于葉片105與穿過(guò)環(huán)形空氣通道108的軸線(xiàn)116和葉輪的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)116的不同氣壓/密度的區(qū)域(例如，較高氣壓的區(qū)域與較高的空氣密度對(duì)應(yīng)，反之亦然)的循環(huán)接觸，軸流式風(fēng)機(jī)組件在風(fēng)形成的氣壓梯度115存在的時(shí)候的操作(例如，軸流式風(fēng)機(jī)葉片105在外殼107的環(huán)形空氣通道108內(nèi)的旋轉(zhuǎn))會(huì)造成若干問(wèn)題。
[0028]第一，當(dāng)風(fēng)機(jī)葉片105進(jìn)入其在其繞軸線(xiàn)116循環(huán)旋轉(zhuǎn)期間進(jìn)入的不同氣壓的區(qū)域時(shí)，風(fēng)機(jī)葉片105彎曲以在風(fēng)機(jī)葉片105上產(chǎn)生不需要的循環(huán)應(yīng)力。例如，當(dāng)葉片105從較低壓力的區(qū)域移動(dòng)到較高壓力的區(qū)域時(shí)，風(fēng)機(jī)葉片105吸入較多空氣并且朝外殼107的進(jìn)氣口109彎曲。此外，反之亦然，當(dāng)葉片105從較高壓力的區(qū)域移動(dòng)到較低壓力的區(qū)域時(shí)，風(fēng)機(jī)葉片105停轉(zhuǎn)(例如，吸入較少空氣)并且朝外殼107的排氣口 111彎曲。當(dāng)風(fēng)機(jī)葉片在其繞環(huán)形外殼107的軸線(xiàn)116循環(huán)旋轉(zhuǎn)期間行進(jìn)時(shí)，這些事件會(huì)在風(fēng)機(jī)葉片105上形成循環(huán)應(yīng)力，這可以導(dǎo)致風(fēng)機(jī)葉片105材料的疲勞并且最終導(dǎo)致風(fēng)機(jī)葉片105故障。
[0029]第二，由于風(fēng)形成的壓差，上面所描述的邊界層的脫落以不同的比率發(fā)生在沿環(huán)形外殼的內(nèi)表面的不同點(diǎn)處。最近脫落的邊界層空氣片段具有相對(duì)于較高速度的非邊界層氣流的較低速度。最近脫落的邊界層空氣片段遠(yuǎn)離表面移動(dòng)并且通過(guò)較高速度的非邊界層氣流來(lái)引起片段的頂部旋轉(zhuǎn)進(jìn)入渦流或者漩渦。該現(xiàn)象被稱(chēng)為馮.卡門(mén)(von Karmen)漩渦。伴隨著有關(guān)空氣速度的頻率，漩渦是周期性的。現(xiàn)在的漩渦負(fù)載氣流導(dǎo)致湍流和壓力畸變，使風(fēng)機(jī)葉片在其遭遇漩渦時(shí)動(dòng)態(tài)地負(fù)載。分離的邊界層也顯著地增加了空氣動(dòng)力阻力，從而降低了軸流式風(fēng)機(jī)的容積效率。由于與外殼的內(nèi)表面的背風(fēng)側(cè)相比較降低的氣壓，該邊界層脫落以較大的頻率發(fā)生在沿環(huán)形外殼的迎風(fēng)部分的內(nèi)表面上。由此，偶爾發(fā)生的漩渦形成的頻率與局部壓力反比例地發(fā)生。環(huán)形外殼腔的較低壓力的迎風(fēng)側(cè)經(jīng)歷比高壓背風(fēng)側(cè)更高頻率的漩渦形成，以形成動(dòng)態(tài)局部氣壓畸變并且使風(fēng)機(jī)葉片經(jīng)受高度不平衡的空氣動(dòng)力。
[0030]第三，風(fēng)機(jī)葉片105通常徑向連接至中心風(fēng)機(jī)輪轂，該中心風(fēng)機(jī)輪轂經(jīng)由軸121、齒輪箱123、軸承組件125和馬達(dá)127而旋轉(zhuǎn)支撐，該軸121、齒輪箱123、軸承組件125和馬達(dá)127又經(jīng)由跨越環(huán)形外殼107的寬度的風(fēng)機(jī)橋129而支撐在環(huán)形外殼107的空氣通道108內(nèi)。當(dāng)風(fēng)機(jī)葉片105進(jìn)入具有與在其循環(huán)旋轉(zhuǎn)期間進(jìn)入的區(qū)域不同的氣壓的區(qū)域時(shí)，改變風(fēng)機(jī)葉片105的慣性力矩，從而形成繞中心風(fēng)機(jī)輪轂的力矩力，該力矩力由風(fēng)機(jī)葉片、中心風(fēng)機(jī)輪轂、風(fēng)機(jī)軸、齒輪箱、軸承組件、馬達(dá)、風(fēng)機(jī)橋和/或這些裝置附接至的其它任何支撐結(jié)構(gòu)吸收。吸收這些循環(huán)力矩力可以導(dǎo)致這些裝置或者其相關(guān)部件中的任何的結(jié)構(gòu)疲勞和故障。根據(jù)其它風(fēng)機(jī)葉片105的繞中心輪轂的徑向定位/間距，可以使旋轉(zhuǎn)力矩力的問(wèn)題惡化，其中，其它風(fēng)機(jī)葉片105進(jìn)入在風(fēng)機(jī)組件100的環(huán)形空氣通道108內(nèi)的風(fēng)形成的氣壓梯度的相反區(qū)域，從而導(dǎo)致相反方向力并且因此添加至繞在環(huán)形外殼107內(nèi)的不同位置處的中心風(fēng)機(jī)輪轂的慣性力矩。
[0031]第四，當(dāng)風(fēng)形成的氣壓梯度115存在于環(huán)形外殼107的環(huán)形空氣通道108內(nèi)時(shí)，存在由軸流式風(fēng)機(jī)組件100生成的空氣流減少(與組件在風(fēng)減少的條件下/在沒(méi)有風(fēng)的條件下的操作比較)。這是一個(gè)問(wèn)題，特別是在過(guò)程依賴(lài)于由軸流式風(fēng)機(jī)組件100形成的空氣流的情況下。例如，在本文所概述的發(fā)電廠情況下，廠效率取決于冷卻和冷凝離開(kāi)設(shè)備的廢蒸汽的能力。在來(lái)自廠的渦輪機(jī)排氣蒸汽線(xiàn)上的背壓導(dǎo)致廠中來(lái)自最后渦輪機(jī)的可用于發(fā)電的減小的膨脹功，并且因此減小來(lái)自蒸汽的可用于產(chǎn)生能量的總膨脹功。這導(dǎo)致了廠電功率輸出減少和熱力學(xué)低效。
[0032]當(dāng)風(fēng)改變方向和/或強(qiáng)度/速度時(shí)，可以使所有上面所概述的問(wèn)題進(jìn)一步惡化。本發(fā)明提供了克服與在軸流式風(fēng)機(jī)組件的環(huán)形外殼107的迎風(fēng)邊沿處轉(zhuǎn)向的風(fēng)113相關(guān)的上面所概述的問(wèn)題的解決方案。特別地，本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，可以通過(guò)使用風(fēng)113的力來(lái)減小和/或消除由在環(huán)形外殼的迎風(fēng)邊沿處轉(zhuǎn)向的風(fēng)造成的穿過(guò)環(huán)形外殼的軸線(xiàn)116的上述氣壓梯度115，以提高或者形成在環(huán)形外殼107的空氣通道108的進(jìn)口端109的迎風(fēng)側(cè)117處的提高的壓力的區(qū)域，同時(shí)降低在空氣通道的背風(fēng)側(cè)118處的壓力。在沒(méi)有受到特定操作機(jī)構(gòu)約束的情況下，要相信，通過(guò)提高或者形成在環(huán)形外殼107的空氣通道108的進(jìn)口端109的迎風(fēng)側(cè)117處的提高的壓力的區(qū)域，使空氣流進(jìn)空氣通道108的進(jìn)口端109的迎風(fēng)側(cè)117中，從而減少、消除和/或者另外克服穿過(guò)環(huán)形外殼107的軸線(xiàn)/空氣通道的風(fēng)形成的氣壓梯度115。
[0033]定義:
如在本申請(qǐng)的說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)中所使用的，應(yīng)該應(yīng)用以下定義。
[0034]作為先行詞的“一(a)”、“一(an)”和“該(the)”指的是單數(shù)或者復(fù)數(shù)。例如，“一組件”指的是單一種類(lèi)或者組件的組合，除非上下文中另有指示。
[0035]將本文所使用的術(shù)語(yǔ)“風(fēng)”理解為意為沿地球表面(例如，或者與地球表面大體上平行)的水平空氣運(yùn)動(dòng)的環(huán)境條件。本文所使用的術(shù)語(yǔ)“風(fēng)”并不是指通過(guò)使軸流式風(fēng)機(jī)組件100的葉輪103旋轉(zhuǎn)而形成或者導(dǎo)致的空氣流(例如，到環(huán)形外殼107的進(jìn)口端109中的空氣流和/或從在環(huán)形外殼107的出口端111離開(kāi)的空氣流，其通過(guò)使葉輪旋轉(zhuǎn)而導(dǎo)致)。在某些實(shí)施例中和在該定義的情況下的“風(fēng)”也可能是導(dǎo)致與自然風(fēng)條件類(lèi)似的軸流式風(fēng)機(jī)進(jìn)口氣壓梯度的人為導(dǎo)致的非軸對(duì)稱(chēng)進(jìn)氣氣流。
[0036]在本文中將相對(duì)于風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件相對(duì)于環(huán)形外殼的進(jìn)口端的布置所使用的術(shù)語(yǔ)“超過(guò)”理解為意為風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件延伸到外殼的外面并且穿過(guò)外殼的進(jìn)口端。
[0037]貫穿說(shuō)明書(shū)參考“一個(gè)實(shí)施例”、“另一實(shí)施例”、“一實(shí)施例”、“某些實(shí)施例”等，意為:有關(guān)實(shí)施例而描述的特定元素(例如，特征、結(jié)構(gòu)、性能和/或特性)包括在本文所描述的至少一個(gè)實(shí)施例中，并且可以存在于其它實(shí)施例中或者可以不存在于其它實(shí)施例中。另外，將理解，所描述的元素可以按照任何適合的方式來(lái)與各個(gè)實(shí)施例結(jié)合。
[0038]除非相反的指出，應(yīng)該將本文所描述的任何數(shù)值理解為包括:在其減小到相同數(shù)量的有效數(shù)字和數(shù)值時(shí)是相同的數(shù)值，該有效數(shù)字和數(shù)值與規(guī)定值相差了不到在本申請(qǐng)中所描述的這種類(lèi)型的常規(guī)測(cè)量技術(shù)的實(shí)驗(yàn)誤差。
[0039]一種操作軸流式風(fēng)機(jī)組件的方法:
在一個(gè)方面中，本發(fā)明提供了一種操作軸流式風(fēng)機(jī)組件的方法，該方法包括:
(i)提供具有螺旋槳式葉輪的軸流式風(fēng)機(jī)組件，該螺旋槳式葉輪旋轉(zhuǎn)支撐在環(huán)形外殼內(nèi)，該環(huán)形外殼限定從外殼的進(jìn)氣端，穿過(guò)葉輪，到達(dá)外殼的出氣端，
(ii)使葉輪在環(huán)形外殼內(nèi)旋轉(zhuǎn)來(lái)使空氣流進(jìn)外殼的進(jìn)氣端，沿著空氣通道流動(dòng)，并且流出外殼的出氣端，以及
(iii)將軸流式風(fēng)機(jī)組件暴露在風(fēng)中，由此產(chǎn)生組件的迎風(fēng)側(cè)，
(iv)使用風(fēng)的力來(lái)在由環(huán)形外殼限定的空氣通道的進(jìn)氣口的迎風(fēng)側(cè)處形成提高的壓力的區(qū)域。在優(yōu)選實(shí)施例中，使用風(fēng)的力來(lái)降低在由環(huán)形外殼限定的空氣通道的進(jìn)氣口的背風(fēng)側(cè)處的氣壓。在另一優(yōu)選實(shí)施例中，使用風(fēng)的力來(lái)增加軸流式風(fēng)機(jī)組件的容積式輸出。
[0040]優(yōu)選通過(guò)將風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件附接至外殼的進(jìn)口端來(lái)完成步驟(iv)，如本文所描述的。
[0041 ] 風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件
在本發(fā)明的另一方面中，提供了一種風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件，其用于附接至軸流式風(fēng)機(jī)組件并且/或者定位為與由軸流式風(fēng)機(jī)組件的環(huán)形外殼限定的空氣通道的進(jìn)口端流體連通。風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件可以是與軸流式風(fēng)機(jī)組件分開(kāi)出售的售后部件，或者其可以在其制造期間并入到軸流式風(fēng)機(jī)組件上。例如，可以利用本文所描述的風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件來(lái)在其操作位置(例如，在其工業(yè)位置(例如，在發(fā)電廠處)中的原位)中對(duì)軸流式風(fēng)機(jī)組件進(jìn)行改進(jìn)。在替代方案中，軸流式風(fēng)機(jī)組件可以與風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件一起制作和/或另外運(yùn)送，如本文所描述的。
[0042]在本文中描述了風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件的各個(gè)實(shí)施例以及其應(yīng)用，并且在貫穿本申請(qǐng)所描述的本發(fā)明的其它方面中更加詳細(xì)地描述了該風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件的各個(gè)實(shí)施例以及其應(yīng)用。風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件適合于減少穿過(guò)由上面所描述的軸流式風(fēng)機(jī)組件的環(huán)形外殼限定的空氣通道的風(fēng)形成的氣壓梯度。如圖2A和圖2B所示，在一個(gè)實(shí)施例中，風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件200可附接至本文所描述的任何軸流式風(fēng)機(jī)組件100并且在附接至軸流式風(fēng)機(jī)組件100時(shí)從環(huán)形外殼107的進(jìn)口端109向外(遠(yuǎn)離出口端)延伸。風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件200包括:繞風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件200的中心軸線(xiàn)216同心設(shè)置的至少一個(gè)風(fēng)轉(zhuǎn)葉片201，并且優(yōu)選多個(gè)風(fēng)轉(zhuǎn)葉片201。風(fēng)轉(zhuǎn)葉片的同心設(shè)置的半徑小于軸流式風(fēng)機(jī)組件100的環(huán)形外殼107的半徑。當(dāng)風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件200附接至軸流式風(fēng)機(jī)組件100的環(huán)形外殼107的進(jìn)口端109時(shí)，風(fēng)轉(zhuǎn)葉片216組件的中心軸線(xiàn)與軸流式風(fēng)機(jī)組件100的環(huán)形外殼116的中心軸線(xiàn)對(duì)齊，并且/或者風(fēng)轉(zhuǎn)葉片201遠(yuǎn)離軸流式風(fēng)機(jī)組件100/從軸流式風(fēng)機(jī)組件100向外延伸超過(guò)環(huán)形外殼107的進(jìn)口端109。
[0043]同心設(shè)置的風(fēng)轉(zhuǎn)葉片由框架構(gòu)件203(例如，輻條或者徑向支撐構(gòu)件)徑向支撐，該框架構(gòu)件203又由環(huán)形凸緣(未示出)或者用于附接至軸流式風(fēng)機(jī)組件100的其它附接機(jī)構(gòu)支撐。在特別優(yōu)選的實(shí)施例中，風(fēng)轉(zhuǎn)葉片的輻條或者徑向支撐構(gòu)件的形狀設(shè)計(jì)為給予與風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)相反的進(jìn)氣旋轉(zhuǎn)，從而通過(guò)減少空氣流旋轉(zhuǎn)損失來(lái)改進(jìn)軸流式風(fēng)機(jī)性能。優(yōu)選地，風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件200附接至軸流式風(fēng)機(jī)組件100的環(huán)形外殼107的進(jìn)口端109。在另一實(shí)施例中，風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件可以附接至上級(jí)支撐結(jié)構(gòu)或者與軸流式風(fēng)機(jī)組件接觸的一些其它結(jié)構(gòu)。在該隨后實(shí)施例中，認(rèn)為風(fēng)轉(zhuǎn)葉片附接至軸流式風(fēng)機(jī)組件，雖然通過(guò)次級(jí)結(jié)構(gòu)。
[0044]在另一實(shí)施例中，可以在繞框架構(gòu)件203的餅形段中形成風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件200。在該實(shí)施例中，可以將風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件200構(gòu)造和運(yùn)送為應(yīng)用/附接至軸流式風(fēng)機(jī)組件100，并且在應(yīng)用/附接至軸流式風(fēng)機(jī)組件100的位置處，并且在該位置組裝(例如，焊接，螺栓連接、粘合、釘住、擰緊或者另外的構(gòu)造和/或配合)該風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件200。
[0045]將風(fēng)轉(zhuǎn)葉片201定位在風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件200內(nèi)并不受到特別限制并且可以根據(jù)給定應(yīng)用并且鑒于本文所提供的教導(dǎo)來(lái)選擇該定位。在圖2A和圖2B中所示的實(shí)施例中，風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件200包括:優(yōu)選形成繞組件的軸線(xiàn)216的完整的同心環(huán)的多個(gè)風(fēng)轉(zhuǎn)葉片201。這對(duì)應(yīng)用是優(yōu)選的，其中，風(fēng)向是可變的，并且不管風(fēng)向和/或強(qiáng)度，軸線(xiàn)216在整個(gè)環(huán)中的同心布置允許到即將實(shí)現(xiàn)的風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件的益處。然而，在將期望應(yīng)用位置定位在存在主要風(fēng)向的地理區(qū)域(例如，靠近海洋的應(yīng)用)的其它實(shí)施例中，風(fēng)轉(zhuǎn)葉片不需要形成繞組件200的軸線(xiàn)216的完整的同心環(huán)。在這些情況下，可以將風(fēng)轉(zhuǎn)葉片201定位在相應(yīng)的同心環(huán)的直徑的約25%至50%(例如，約33%)處。在該隨后實(shí)施例中，風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件可以附接至軸流式風(fēng)機(jī)組件，從而將風(fēng)轉(zhuǎn)葉片朝軸流式風(fēng)機(jī)組件100的空氣通道108的進(jìn)口的主要迎風(fēng)側(cè)設(shè)置。在其它實(shí)施例中，在將多個(gè)軸流式風(fēng)機(jī)組件設(shè)置成陣列的情況下，周向軸流式風(fēng)機(jī)組件中的一些或者全部配合有本文所描述的風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件，同時(shí)朝內(nèi)部設(shè)置的風(fēng)機(jī)組件是未配合有風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件的陣列。
[0046]在風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件200內(nèi)的風(fēng)轉(zhuǎn)葉片201的形狀和大小同樣不受特別限制。如圖2A和圖2B所示，同心設(shè)置的風(fēng)轉(zhuǎn)葉片201延伸超過(guò)環(huán)形外殼107的進(jìn)口端109/在環(huán)形外殼107的進(jìn)口端109下面延伸。在圖2C中所示的替代實(shí)施例中，風(fēng)轉(zhuǎn)葉片201具有延伸到由環(huán)形外殼107限定的空氣通道108中的部分205，并且優(yōu)選與環(huán)形外殼的軸線(xiàn)116平行。在該實(shí)施例中，每個(gè)部分205為空氣提供進(jìn)入環(huán)形外殼107的附加環(huán)形通道，并且因此為空氣提供進(jìn)入環(huán)形外殼107的迎風(fēng)側(cè)的通道。
[0047]如圖2A至圖2C所示，延伸超過(guò)環(huán)形外殼107的進(jìn)口端109/在環(huán)形外殼107的進(jìn)口端109下面延伸/在環(huán)形外殼107的進(jìn)口端109附近延伸的風(fēng)轉(zhuǎn)葉片201定位，或者具有其定位的一部分，在相對(duì)于環(huán)形外殼116的軸線(xiàn)116/風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件216的軸線(xiàn)的斜角207。在該實(shí)施例中，除了在空氣通道108的進(jìn)口端109的迎風(fēng)側(cè)處形成提高的壓力之外，還可以將風(fēng)導(dǎo)引到進(jìn)口的迎風(fēng)側(cè)。相對(duì)于環(huán)形外殼的軸線(xiàn)的斜角優(yōu)選在120°到150°之間，并且更加優(yōu)選地，相對(duì)于環(huán)形外殼的軸線(xiàn)的斜角為約145°。
[0048]在圖2D中所示的附加實(shí)施例中，將風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件200的風(fēng)轉(zhuǎn)葉片201定位為與風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件200的軸線(xiàn)216/軸流式風(fēng)機(jī)組件100的環(huán)形外殼107的軸線(xiàn)116平行。如圖2D所示，與風(fēng)轉(zhuǎn)葉片201接觸的風(fēng)213在由環(huán)形外殼107限定的進(jìn)口端的空氣通道108的進(jìn)口端109的迎風(fēng)側(cè)形成與周?chē)鷫毫Ρ容^提高的壓力的區(qū)域207。這使空氣流進(jìn)環(huán)形通道的進(jìn)口的迎風(fēng)側(cè)中，從而減少、消除和/或另外克服環(huán)形外殼107內(nèi)的風(fēng)形成的氣壓梯度，并且因此解決與風(fēng)形成的氣壓梯度相關(guān)聯(lián)的本文所發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題。
[0049]在圖2A至圖2D中所示的實(shí)施例中，風(fēng)轉(zhuǎn)葉片優(yōu)選具有比環(huán)形外殼107的半徑小的繞風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件200和環(huán)形外殼107的軸線(xiàn)的同心布置的半徑。然而，要注意，在其它實(shí)施例中，風(fēng)轉(zhuǎn)葉片的部分可以具有比環(huán)形外殼的半徑大的外部/外面半徑。然而，在該隨后實(shí)施例中，風(fēng)轉(zhuǎn)葉片也將具有優(yōu)選比外殼的半徑小的較小內(nèi)直徑。此外，如圖2A至2D所示，在存在多個(gè)風(fēng)轉(zhuǎn)葉片的情況下，每個(gè)風(fēng)轉(zhuǎn)葉片的同心布置的半徑與另一風(fēng)轉(zhuǎn)葉片不同。另外，如圖2A至2D所示，在多個(gè)風(fēng)轉(zhuǎn)葉片存在于風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件內(nèi)的情況下，將每個(gè)風(fēng)轉(zhuǎn)葉片優(yōu)選設(shè)置在距環(huán)形外殼107的進(jìn)口端109的不同的距離。
[0050]結(jié)合風(fēng)轉(zhuǎn)葉片在風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件中的位置來(lái)優(yōu)選地選擇風(fēng)轉(zhuǎn)葉片的形狀，以在進(jìn)口的迎風(fēng)側(cè)處提升或者導(dǎo)致提高的氣壓的區(qū)域。在某些實(shí)施例中，風(fēng)轉(zhuǎn)葉片的形狀選自由以下組成的組:平面、拋物線(xiàn)、橢圓形、半圓形和機(jī)翼。在某些優(yōu)選實(shí)施例中，風(fēng)轉(zhuǎn)葉片是機(jī)翼形的。
[0051 ] 軸流式風(fēng)機(jī)組件
在另一方面中，本發(fā)明提供了一種軸流式風(fēng)機(jī)組件。在一個(gè)實(shí)施例中，軸流式風(fēng)機(jī)組件優(yōu)選包括:與同樣在上面描述的風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件聯(lián)接(例如，附接)在一起的上面所描述的軸流式風(fēng)機(jī)。在另一實(shí)施例中，軸流式風(fēng)機(jī)組件包括:
(i)螺旋槳式葉輪，該螺旋槳式葉輪旋轉(zhuǎn)支撐在環(huán)形外殼內(nèi)，該環(huán)形外殼限定從外殼的進(jìn)氣端，穿過(guò)葉輪，并且到外殼的出口端的空氣通道，其中，葉輪在環(huán)形外殼內(nèi)旋轉(zhuǎn)使空氣流進(jìn)外殼的進(jìn)氣端中，沿著空氣通道流動(dòng)，并且流出外殼的出氣口，以及
(i i )風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件，所述風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件延伸超過(guò)所述環(huán)形外殼的所述進(jìn)其端，所述風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件包括:風(fēng)轉(zhuǎn)葉片，所述風(fēng)轉(zhuǎn)葉片繞所述環(huán)形外殼的所述軸線(xiàn)同心設(shè)置，其中，所述風(fēng)轉(zhuǎn)葉片的同心設(shè)置的半徑小于所述環(huán)狀外殼的半徑。
[0052]軸流式風(fēng)機(jī)組件優(yōu)選定位為使環(huán)形外殼和風(fēng)轉(zhuǎn)葉片暴露于環(huán)境條件，其包括由風(fēng)對(duì)其的撞擊。這尤其通過(guò)將軸流式風(fēng)機(jī)組件定位在外部而實(shí)現(xiàn)。在這種情況下，設(shè)想采用了本文所描述的風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件的軸流式風(fēng)機(jī)組件不需要風(fēng)撞擊防護(hù)(例如，擋風(fēng)板、次級(jí)外殼)。此外，設(shè)想采用了本文所描述的風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件的軸流式風(fēng)機(jī)組件可以在沒(méi)有上述問(wèn)題的情況下，在正?；蛘咛岣叩娘L(fēng)的條件下靠近或者以峰值輸出操作。
[0053]空氣冷卻式換熱器或者冷凝系統(tǒng):
為了不同的目的，采用了本文所示和所描述的風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件的軸流式風(fēng)機(jī)組件可以用于不同的位置中和許多不同的應(yīng)用中。如圖3所示，其一個(gè)這種應(yīng)用是在空氣冷卻式換熱系統(tǒng)(例如，在發(fā)電廠設(shè)備或者液態(tài)天然氣壓縮設(shè)備處采用的空氣冷卻式蒸汽冷凝系統(tǒng)300)中?？諝饫鋮s式換熱系統(tǒng)包括翅片-風(fēng)機(jī)冷卻器或者空氣冷卻式蒸汽冷凝器換熱器，其中，軸流式風(fēng)機(jī)組件定位為迫使周?chē)獠靠諝饬鞒銎湓趽Q熱器之上的出氣口。用于翅片-風(fēng)機(jī)冷卻器應(yīng)用的軸流式風(fēng)機(jī)的環(huán)形外殼通常具有約5-10英尺的直徑，而空氣冷卻式冷凝器的軸流式風(fēng)機(jī)的外殼的環(huán)形外殼的直徑通常在24英尺到36英尺之間。軸流式風(fēng)機(jī)組件的其它應(yīng)用可以包括通風(fēng)系統(tǒng)(諸如，在礦山或者隧道中所需要的)，其中，軸流式風(fēng)機(jī)組件定位為迫使周?chē)?干凈的空氣進(jìn)入礦井或者隧道中，其中，稍后在礦井/隧道的另一端處清除該空氣作為污濁空氣。在所有這些應(yīng)用和將軸流式風(fēng)機(jī)組件暴露于環(huán)境條件的其它應(yīng)用中，風(fēng)機(jī)組件可以經(jīng)歷由進(jìn)入軸流式風(fēng)機(jī)組件的進(jìn)口端中的風(fēng)轉(zhuǎn)導(dǎo)致的問(wèn)題，并且同樣地，所有經(jīng)過(guò)考慮的應(yīng)用可以有益地使用本文所描述的風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件。
[0054]上述軸流式風(fēng)機(jī)非軸對(duì)稱(chēng)進(jìn)氣流問(wèn)題并不依賴(lài)于風(fēng)機(jī)的直徑。還已知軸流式風(fēng)機(jī)氣流非軸對(duì)稱(chēng)進(jìn)口問(wèn)題與小直徑計(jì)算機(jī)冷卻風(fēng)機(jī)和小規(guī)模UAV風(fēng)機(jī)一起存在。
[0055]如圖3所示，在軸流式風(fēng)機(jī)組件利用過(guò)程流體(例如，液體或者氣體)以用于空氣冷卻式換熱的情況下，將采用了上面所示和所描述的風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件200的軸流式風(fēng)機(jī)組件100的環(huán)形外殼107的出口端111定位為迫使離開(kāi)環(huán)形外殼107的出口端111的空氣穿過(guò)換熱器301。換熱器301具有換熱表面區(qū)域(例如，設(shè)置在蒸汽進(jìn)口 303與水出口 305之間)。
[0056]在另一實(shí)施例中，提供了一種空氣冷卻式蒸汽冷凝系統(tǒng)，其包括:
(A)具有換熱表面區(qū)域(例如，在蒸汽進(jìn)口與液態(tài)水出口之間)的換熱器，以及
(B)軸流式風(fēng)機(jī)組件，其包括:
(i)螺旋槳式葉輪，該螺旋槳式葉輪旋轉(zhuǎn)支撐在環(huán)形外殼內(nèi)，該環(huán)形外殼限定從外殼的進(jìn)氣端，穿過(guò)葉輪，到達(dá)外殼的出氣端的空氣通道，其中，葉輪在環(huán)形外殼內(nèi)旋轉(zhuǎn)使空氣流進(jìn)外殼的進(jìn)氣端，沿著空氣通道流動(dòng)，并且流出外殼的出氣口，以及
(ii)風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件，該風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件延伸超過(guò)環(huán)形外殼的進(jìn)氣端，風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件包括:風(fēng)轉(zhuǎn)葉片，該風(fēng)轉(zhuǎn)葉片繞環(huán)形外殼的軸線(xiàn)同心設(shè)置，其中，風(fēng)轉(zhuǎn)葉片的同心設(shè)置的半徑小于環(huán)形外殼的半徑，其中，(B)軸流式風(fēng)機(jī)組件的環(huán)形外殼的出口端定位為使離開(kāi)環(huán)形外殼的出口端的空氣穿過(guò)(A)換熱器的換熱表面區(qū)域。
[0057]在另一實(shí)施例中，空氣冷卻式蒸汽冷凝系統(tǒng)包括設(shè)置成陣列的多個(gè)軸流式風(fēng)機(jī)組件。陣列中的每個(gè)軸流式風(fēng)機(jī)組件的環(huán)形外殼的出口端定位為使離開(kāi)(B)軸流式風(fēng)機(jī)組件的空氣穿過(guò)(A)換熱器或者多個(gè)換熱器的換熱表面區(qū)域。
[0058]包括設(shè)置成陣列的多個(gè)軸流式風(fēng)機(jī)組件的空氣冷卻式蒸汽冷凝系統(tǒng)將在陣列周向周?chē)倪@些軸流式風(fēng)機(jī)組件上經(jīng)歷本文所描述的風(fēng)引起的問(wèn)題。因此，如上面所注意到的，在這些陣列中，優(yōu)選將繞周向的至少軸流式風(fēng)機(jī)組件或者在陣列的主要迎風(fēng)側(cè)的至少軸流式風(fēng)機(jī)組件與本發(fā)明的風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件構(gòu)造在一起。
[0059]在另一實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種使用此處描述的空氣冷卻式冷凝系統(tǒng)和/或軸流式風(fēng)機(jī)組件的方法。在該實(shí)施例中，軸流式風(fēng)機(jī)組件的葉輪在環(huán)形外殼內(nèi)的旋轉(zhuǎn)使空氣流進(jìn)外殼的進(jìn)氣端中，沿著空氣通道流動(dòng)，并且流出外殼的出氣口。此外，將軸流式風(fēng)機(jī)組件的環(huán)形外殼和風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件暴露于環(huán)境條件，氣包括由風(fēng)對(duì)其的撞擊。
[0060]此處要注意，為了換熱的目的，軸流式風(fēng)機(jī)組件的其它定位在本領(lǐng)域中是已知的。例如，可以在吸入式系統(tǒng)中采用軸流式風(fēng)機(jī)組件，其中，將軸流式風(fēng)機(jī)組件定位在環(huán)形吸入通道、空間或者腔的出口內(nèi)以使空氣(例如，周?chē)諝?吸入通道的進(jìn)口并且穿過(guò)設(shè)置在通道內(nèi)的換熱表面區(qū)域。在這些設(shè)置中，將軸流式風(fēng)機(jī)組件定位在吸入通道的端處，從而將軸流式風(fēng)機(jī)外殼的進(jìn)口端設(shè)置在限定通道的超結(jié)構(gòu)內(nèi)并且通過(guò)該超結(jié)構(gòu)來(lái)保護(hù)該軸流式風(fēng)機(jī)外殼的進(jìn)口端。將軸流式風(fēng)機(jī)外殼的出口端定位為使來(lái)自通道和軸流式風(fēng)機(jī)的流出空氣從通道排出(例如，或者返回至大氣)。此處，通常保護(hù)軸流式風(fēng)機(jī)組件進(jìn)口免受環(huán)境條件(諸如，風(fēng))的影響。然而，本發(fā)明的風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件仍然可對(duì)于這些類(lèi)型的系統(tǒng)是有用的來(lái)使由通道內(nèi)的障礙(例如，換熱表面區(qū)域等)導(dǎo)致的湍流空氣流入條件平穩(wěn)。
[0061]本發(fā)明的附加方法
本發(fā)明提供了附加方法。這些附加方法包括以下步驟:(1)為此處描述的風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件提供軸流式風(fēng)機(jī)。組合的軸流式風(fēng)機(jī)和風(fēng)轉(zhuǎn)葉片的使用并不受特別限制(例如，換熱、通風(fēng)等)。如上面所描述的，引入風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件:減少或者消除風(fēng)形成的葉輪應(yīng)力和/或故障;減少或者消除軸流式風(fēng)機(jī)的風(fēng)形成的效率損失;通過(guò)在軸流式風(fēng)機(jī)組件的出口的方向上使風(fēng)轉(zhuǎn)向來(lái)提高軸流式風(fēng)機(jī)輸出速度。
[0062]根據(jù)上文，本發(fā)明提供了與軸流式風(fēng)機(jī)一起使用的方法，包括這些以用于:(I)減少或者消除風(fēng)形成的葉輪應(yīng)力和/或故障；(2)減少或者消除軸流式風(fēng)機(jī)的風(fēng)形成的效率損失；(3)通過(guò)在軸流式風(fēng)機(jī)組件的出口的方向上使風(fēng)轉(zhuǎn)向來(lái)提高軸流式風(fēng)機(jī)輸出速度。所有這些方法包括以下步驟:為此處描述的風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件提供軸流式風(fēng)機(jī)，從而(I)減少或者消除風(fēng)形成的葉輪應(yīng)力和/或故障；(2)減少或者消除軸流式風(fēng)機(jī)的風(fēng)形成的效率損失；(3)通過(guò)在軸流式風(fēng)機(jī)組件的出口的方向上使風(fēng)轉(zhuǎn)向來(lái)提高軸流式風(fēng)機(jī)輸出速度。
[0063]此處，將本發(fā)明的一個(gè)方面或?qū)嵤├斫鉃槭境鲈谠撎囟ú糠种忻枋龅谋景l(fā)明的部分。此處，將理解，任何方面和/或?qū)嵤├梢耘c其它方面和/或?qū)嵤├Y(jié)合。
[0064]優(yōu)選實(shí)施例考慮了一個(gè)或者多個(gè)風(fēng)轉(zhuǎn)葉片，該一個(gè)或者多個(gè)風(fēng)轉(zhuǎn)葉片繞軸流式風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)同心圓形設(shè)置。較低效但是有益的布置可以利用風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件中的根據(jù)有關(guān)定位和附接等的以上描述的繞軸流式風(fēng)機(jī)的軸線(xiàn)居中的多邊形(例如，矩形、正方形等)風(fēng)轉(zhuǎn)葉片或風(fēng)轉(zhuǎn)葉片陣列來(lái)完成。
[0065]
示例
已經(jīng)詳細(xì)地描述本發(fā)明，提供以下示例。不應(yīng)該將示例視為限制本發(fā)明的范圍，而僅僅是其示例性的和代表性的。
[0066]軸流式風(fēng)機(jī)風(fēng)轉(zhuǎn)葉片工作臺(tái)測(cè)試測(cè)試設(shè)備描述
圖4示出了具有膠合板框架的測(cè)試組件的俯視圖，該膠合板框架具有透明的樹(shù)脂玻璃頂部(未示出)。經(jīng)由使用中心膠合板分隔器來(lái)將測(cè)試組件分為兩側(cè)。左側(cè)向在遠(yuǎn)左端上的空間打開(kāi)。右側(cè)向在遠(yuǎn)右端上并且在上壁和下壁上的空間打開(kāi)。膠合板中心分隔器具有軸流式風(fēng)機(jī)(例如，80 mm的計(jì)算機(jī)冷卻風(fēng)機(jī)，“主風(fēng)機(jī)(I)”)，該軸流式風(fēng)機(jī)安裝在開(kāi)口中以在操作主風(fēng)機(jī)(I)時(shí)，允許空氣從設(shè)備的右側(cè)流至左側(cè)。
[0067]主風(fēng)機(jī)(I)輸出穿過(guò)空氣速度傳感器(4)的空氣流，該空氣速度傳感器(4)是熱線(xiàn)風(fēng)速計(jì)。穿過(guò)空氣速度傳感器(4)的空氣流使在風(fēng)速計(jì)(5)處測(cè)出的通過(guò)熱線(xiàn)風(fēng)速計(jì)的電流變化。主風(fēng)機(jī)(I)輸出空氣速度是導(dǎo)致風(fēng)速計(jì)(5)讀數(shù)波動(dòng)的湍流。偽穩(wěn)態(tài)空氣速度測(cè)量是通過(guò)求空氣速度讀數(shù)的代表樣本的平均數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
[0068]空氣速度傳感器(4)安裝在伸縮支架上，并且傳感器的位置以1/8〃增量變化并且采用空氣速度讀數(shù)的新代表樣本。該過(guò)程持續(xù)貫穿主風(fēng)機(jī)(I)的出口面。
[0069]利用繪制在豎直軸線(xiàn)上的空氣速度測(cè)量值來(lái)準(zhǔn)備圖表，其中，將空氣速度傳感器
(4)的相應(yīng)的增量位置繪制在水平軸線(xiàn)上。
[0070]次級(jí)風(fēng)機(jī)(2)(例如，另一80mm的計(jì)算機(jī)冷卻風(fēng)機(jī))用于模擬在主風(fēng)機(jī)(I)的外殼和進(jìn)口處的風(fēng)橫流條件。在下面描述的某些測(cè)試中，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的軸流式風(fēng)機(jī)風(fēng)轉(zhuǎn)葉片(3)安裝到主風(fēng)機(jī)(I)的進(jìn)口上，以使來(lái)自次級(jí)風(fēng)機(jī)(2)的橫流空氣偏轉(zhuǎn)進(jìn)入主風(fēng)機(jī)
(I)的進(jìn)口中。
[0071]測(cè)試描述和結(jié)果測(cè)試1:
該測(cè)試是基準(zhǔn)測(cè)試。主風(fēng)機(jī)(I)隨著次級(jí)風(fēng)機(jī)(2)關(guān)閉而操作。為了該測(cè)試，并沒(méi)有將軸流式風(fēng)機(jī)風(fēng)轉(zhuǎn)葉片(3)安裝在主風(fēng)機(jī)(I)上。如圖5所示的，測(cè)量和繪制主風(fēng)機(jī)(I)出口空氣速度。圖表示出了關(guān)于主風(fēng)機(jī)(I)的軸線(xiàn)大體上對(duì)稱(chēng)的空氣速度雙峰分布。這證明主風(fēng)機(jī)
(I)進(jìn)口氣流條件是軸對(duì)稱(chēng)的，并且測(cè)試設(shè)備能夠利用足夠的準(zhǔn)確度和靈敏度來(lái)檢測(cè)出口氣流，以確定軸流式風(fēng)機(jī)風(fēng)轉(zhuǎn)葉片(3)是否將由橫風(fēng)風(fēng)機(jī)進(jìn)口條件導(dǎo)致的非對(duì)稱(chēng)出口條件緩和。
[0072]測(cè)試2:
該測(cè)試模擬了未更改的橫風(fēng)進(jìn)口條件。同時(shí)操作主風(fēng)機(jī)(I)和次級(jí)風(fēng)機(jī)(2)這兩者。為了該測(cè)試，并沒(méi)有將軸流式風(fēng)機(jī)風(fēng)轉(zhuǎn)葉片(3)安裝在主風(fēng)機(jī)(I)上。如圖6所示的，來(lái)測(cè)量和繪制主風(fēng)機(jī)(I)出口空氣速度。圖表示出具有繞主風(fēng)機(jī)(I)的軸線(xiàn)的明顯非對(duì)稱(chēng)分布的空氣速度雙峰分布。這證明主風(fēng)機(jī)(I)進(jìn)口氣流條件是非軸對(duì)稱(chēng)的。認(rèn)為該非軸對(duì)稱(chēng)條件是風(fēng)送軸流式風(fēng)機(jī)葉片振動(dòng)和風(fēng)機(jī)葉片結(jié)構(gòu)故障的根本原因。軸流式風(fēng)機(jī)風(fēng)轉(zhuǎn)葉片(3)旨在使非軸對(duì)稱(chēng)進(jìn)口和出口空氣速度條件緩和。
[0073]測(cè)試3:
進(jìn)行該測(cè)試以確定:在不存在橫風(fēng)效果時(shí)對(duì)軸流式風(fēng)機(jī)風(fēng)轉(zhuǎn)葉片(3)的撞擊。當(dāng)沒(méi)有操作次級(jí)風(fēng)機(jī)(2)時(shí)，操作主風(fēng)機(jī)(I)。為了該測(cè)試，將軸流式風(fēng)機(jī)風(fēng)轉(zhuǎn)葉片(3)安裝在主風(fēng)機(jī)
(I)的進(jìn)口面上。如圖7所示的，測(cè)量和繪制主風(fēng)機(jī)(I)出口空氣速度。圖表示出具有繞主風(fēng)機(jī)(I)的軸線(xiàn)的對(duì)稱(chēng)分布的空氣速度雙峰分布。這證明主風(fēng)機(jī)(I)進(jìn)口氣流條件是軸對(duì)稱(chēng)的，但是在與測(cè)試1(例如，圖5)相比較降低的速度下。這似乎指出軸流式風(fēng)機(jī)風(fēng)轉(zhuǎn)葉片(3)導(dǎo)致了進(jìn)口氣流障礙。在不受特定作用機(jī)構(gòu)約束的情況下，要相信，由于軸流式風(fēng)機(jī)風(fēng)轉(zhuǎn)葉片(3)設(shè)計(jì)為與測(cè)試風(fēng)機(jī)的輪轂不同的軸流式風(fēng)機(jī)輪轂大小，軸流式風(fēng)機(jī)風(fēng)轉(zhuǎn)葉片(3)的幾何結(jié)構(gòu)對(duì)于本測(cè)試風(fēng)機(jī)而言并不是最優(yōu)的。要進(jìn)一步相信，可以選擇軸流式風(fēng)機(jī)風(fēng)轉(zhuǎn)葉片
(3)的布置、幾何結(jié)合和/或大小設(shè)計(jì)，從而可以減少和/或消除在選定的風(fēng)機(jī)操作條件下的氣流障礙。
[0074]測(cè)試4:
這是對(duì)軸流式風(fēng)機(jī)風(fēng)轉(zhuǎn)葉片(3)的有效性的測(cè)試。同時(shí)操作主風(fēng)機(jī)(I)和次級(jí)風(fēng)機(jī)(2)。為了該測(cè)試，將軸流式風(fēng)機(jī)風(fēng)轉(zhuǎn)葉片(3)安裝在主風(fēng)機(jī)(I)的進(jìn)口面上。如圖8所示的，測(cè)量和繪制主風(fēng)機(jī)(I)出口空氣速度。圖表示出具有繞主風(fēng)機(jī)(I)的軸線(xiàn)的幾乎對(duì)稱(chēng)分布的空氣速度雙峰分布。這證明軸流式風(fēng)機(jī)風(fēng)轉(zhuǎn)葉片(3)使導(dǎo)致非對(duì)稱(chēng)出口條件以及風(fēng)送軸流式風(fēng)機(jī)葉片振動(dòng)和風(fēng)機(jī)葉片結(jié)構(gòu)故障的橫風(fēng)風(fēng)機(jī)進(jìn)口條件緩和。
[0075]測(cè)試4進(jìn)一步證明風(fēng)轉(zhuǎn)葉片使用風(fēng)的動(dòng)能來(lái)增加風(fēng)機(jī)容積式輸出的能力。在不受特定作用機(jī)構(gòu)約束的情況下，要相信，軸流式風(fēng)機(jī)風(fēng)轉(zhuǎn)葉片(3)使風(fēng)從其周?chē)较?例如，水平)轉(zhuǎn)向進(jìn)入與軸流式風(fēng)機(jī)的環(huán)形外殼的軸線(xiàn)大體上平行的方向，從而增加了風(fēng)機(jī)的容積式輸出。具體地，與圖7和圖8中所繪制的結(jié)果相比較，當(dāng)次級(jí)風(fēng)機(jī)(2)在操作中時(shí)，提高了主風(fēng)機(jī)(I)的輸出速度，以模擬撞擊主機(jī)(I)的外殼和軸流式風(fēng)機(jī)風(fēng)轉(zhuǎn)葉片(3)的橫風(fēng)條件。
[0076]測(cè)試4像測(cè)試3那樣采用了設(shè)計(jì)為與測(cè)試風(fēng)機(jī)的輪轂不同的軸流式風(fēng)機(jī)輪轂大小的軸流式風(fēng)機(jī)風(fēng)轉(zhuǎn)葉片(3)。因此，軸流式風(fēng)機(jī)風(fēng)轉(zhuǎn)葉片(3)的布置、幾何結(jié)構(gòu)和大小設(shè)計(jì)對(duì)于測(cè)試過(guò)的主風(fēng)機(jī)(I)并不是最優(yōu)的。盡管如此，要相信，為主風(fēng)機(jī)和可以減少和/或者消除由風(fēng)轉(zhuǎn)葉片(3)導(dǎo)致的氣流障礙的其具體預(yù)期的操作條件，具體地選擇和優(yōu)化軸流式風(fēng)機(jī)風(fēng)轉(zhuǎn)葉片(3 )的布置、幾何結(jié)構(gòu)和大小設(shè)計(jì)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種空氣冷卻式換熱系統(tǒng)，其包括: (A)具有換熱表面區(qū)域的換熱器， (B)軸流式風(fēng)機(jī)組件，其包括: (i )螺旋槳式葉輪，所述螺旋槳式葉輪旋轉(zhuǎn)支撐在環(huán)形外殼內(nèi)，所述環(huán)形外殼限定從所述外殼的進(jìn)氣端，穿過(guò)所述葉輪，并且到所述外殼的出氣端的空氣通道，其中，所述葉輪在所述環(huán)形外殼內(nèi)旋轉(zhuǎn)使空氣流進(jìn)所述外殼的所述進(jìn)氣端，沿著所述空氣通道流動(dòng)，并且流出所述外殼的出氣口，以及 (ii)風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件，所述風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件延伸超過(guò)所述環(huán)形外殼的所述進(jìn)氣端，所述風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件包括:風(fēng)轉(zhuǎn)葉片，所述風(fēng)轉(zhuǎn)葉片繞所述環(huán)形外殼的所述軸線(xiàn)同心設(shè)置，其中，所述風(fēng)轉(zhuǎn)葉片的同心設(shè)置的半徑小于所述環(huán)形外殼的半徑， 其中，所述(B)軸流式風(fēng)機(jī)組件的所述環(huán)形外殼的出口端定位為使離開(kāi)所述環(huán)形外殼的出口端的空氣穿過(guò)所述(A)換熱器的所述換熱表面區(qū)域。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述同心設(shè)置的風(fēng)轉(zhuǎn)葉片具有延伸超過(guò)所述環(huán)形外殼的進(jìn)口端的部分、以及延伸到由所述環(huán)形壁限定的所述空氣通道中的部分。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，將所述風(fēng)轉(zhuǎn)葉片的延伸超過(guò)所述環(huán)形外殼的進(jìn)口端的所述部分定位為相對(duì)于所述環(huán)形外殼的所述軸線(xiàn)成斜角，或者所述風(fēng)轉(zhuǎn)葉片具有其一部分，該部分定位為相對(duì)于所述環(huán)形外殼的所述軸線(xiàn)成斜角。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中，相對(duì)于所述環(huán)形外殼的所述軸線(xiàn)的所述斜角在120°到150°之間。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中，將所述風(fēng)轉(zhuǎn)葉片的延伸到由所述環(huán)形壁限定的所述空氣通道中的所述部分定位為與所述環(huán)形壁的所述軸線(xiàn)大體上平行。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述同心設(shè)置的風(fēng)轉(zhuǎn)葉片具有延伸超過(guò)所述環(huán)形外殼的進(jìn)口端的部分，所述部分定位為相對(duì)于所述環(huán)形外殼的所述軸線(xiàn)成斜角，其中，相對(duì)于所述環(huán)形外殼的所述軸線(xiàn)的所述斜角在120°到150°之間。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述同心設(shè)置的風(fēng)轉(zhuǎn)葉片具有延伸超過(guò)所述環(huán)形外殼的進(jìn)口端的部分，所述部分定位為與所述環(huán)形外殼的所述軸線(xiàn)大體上平行。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件包括:多個(gè)風(fēng)轉(zhuǎn)葉片，所述風(fēng)轉(zhuǎn)葉片繞所述環(huán)形外殼的所述軸線(xiàn)同心設(shè)置，其中，所述多個(gè)風(fēng)轉(zhuǎn)葉片的同心設(shè)置的半徑小于所述環(huán)形外殼的半徑，并且所述風(fēng)轉(zhuǎn)葉片的同心設(shè)置的半徑彼此不同。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中，將各個(gè)所述多個(gè)風(fēng)轉(zhuǎn)葉片布置在距所述環(huán)形外殼的進(jìn)口端不同的距離處。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)包括:布置成陣列的多個(gè)軸流式風(fēng)機(jī)組件，其中，將所述陣列中的各個(gè)軸流式風(fēng)機(jī)組件的所述環(huán)形外殼的出口端定位為使離開(kāi)所述(B)軸流式風(fēng)機(jī)組件的空氣穿過(guò)所述(A)換熱器的所述換熱表面區(qū)域。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述換熱器是翅片-風(fēng)機(jī)冷卻器或者空氣冷卻式冷凝器。12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，使用所述換熱器用于冷凝離開(kāi)發(fā)電廠的蒸汽。13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，將所述軸流式風(fēng)機(jī)組件定位為使所述環(huán)形外殼和所述風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件暴露于環(huán)境條件，其包括由風(fēng)對(duì)其的撞擊。14.一種軸流式風(fēng)機(jī)組件，其包括: (i )螺旋槳式葉輪，所述螺旋槳式葉輪旋轉(zhuǎn)支撐在環(huán)形外殼內(nèi)，所述環(huán)形外殼限定從所述外殼的進(jìn)氣端，穿過(guò)所述葉輪，并且到所述外殼的出氣端的空氣通道，其中，所述葉輪在所述環(huán)形外殼內(nèi)旋轉(zhuǎn)使空氣流進(jìn)所述外殼的所述進(jìn)氣端，沿著所述空氣通道流動(dòng)，并且流出所述外殼的出氣口，以及 (ii)風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件，所述風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件延伸超過(guò)所述環(huán)形外殼的所述進(jìn)氣端之外，所述風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件包括:風(fēng)轉(zhuǎn)葉片，所述風(fēng)轉(zhuǎn)葉片繞所述環(huán)形外殼的所述軸線(xiàn)同心設(shè)置，其中，所述風(fēng)轉(zhuǎn)葉片的同心設(shè)置的半徑小于所述環(huán)狀外殼的半徑。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的組件，其中，所述同心設(shè)置的風(fēng)轉(zhuǎn)葉片具有延伸超過(guò)所述環(huán)形外殼的進(jìn)口端的部分、以及延伸到由所述環(huán)形壁限定的所述空氣通道中的部分。16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的組件，其中，將所述風(fēng)轉(zhuǎn)葉片的延伸超過(guò)所述環(huán)形外殼的進(jìn)口端的所述部分定位為相對(duì)于所述環(huán)形外殼的所述軸線(xiàn)成斜角，或者所述風(fēng)轉(zhuǎn)葉片具有其一部分，該部分定位為相對(duì)于所述環(huán)形外殼的所述軸線(xiàn)成斜角。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的組件，其中，相對(duì)于所述環(huán)形外殼的所述軸線(xiàn)的所述斜角在120°到150°之間。18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的組件，其中，將所述風(fēng)轉(zhuǎn)葉片的延伸到由所述環(huán)形壁限定的所述空氣通道中的所述部分定位為與所述環(huán)形壁的所述軸線(xiàn)大體上平行。19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的組件，其中，所述同心設(shè)置的風(fēng)轉(zhuǎn)葉片具有延伸超過(guò)所述環(huán)形外殼的進(jìn)口端的部分，所述部分定位為相對(duì)于所述環(huán)形外殼的所述軸線(xiàn)成斜角，其中，相對(duì)于所述環(huán)形外殼的所述軸線(xiàn)的所述斜角在120°到150°之間。20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的組件，其中，所述同心設(shè)置的風(fēng)轉(zhuǎn)葉片具有延伸超過(guò)所述環(huán)形外殼的進(jìn)口端的部分，所述部分定位為與所述環(huán)形外殼的所述軸線(xiàn)大體上平行，其中，相對(duì)于所述環(huán)形外殼的所述軸線(xiàn)的所述斜角在120°到150°之間。21.根據(jù)權(quán)利要求14所述的組件，其中，所述風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件包括:多個(gè)風(fēng)轉(zhuǎn)葉片，所述風(fēng)轉(zhuǎn)葉片繞所述環(huán)形外殼的所述軸線(xiàn)同心設(shè)置，其中，所述多個(gè)風(fēng)轉(zhuǎn)葉片的同心設(shè)置的半徑小于所述環(huán)形外殼的半徑。22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的組件，其中，將各個(gè)所述多個(gè)風(fēng)轉(zhuǎn)葉片布置在距所述環(huán)形外殼的進(jìn)口端不同的距離處。23.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中，將所述軸流式風(fēng)機(jī)組件定位為使所述環(huán)形外殼和所述風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件暴露于環(huán)境條件，其包括由風(fēng)對(duì)其的撞擊。24.一種操作軸流式風(fēng)機(jī)組件的方法，所述方法包括: (i )提供軸流式風(fēng)機(jī)組件，該軸流式風(fēng)機(jī)組件包括: (a)螺旋槳式葉輪，所述螺旋槳式葉輪旋轉(zhuǎn)支撐在環(huán)形外殼內(nèi)，所述環(huán)形外殼限定從所述外殼的進(jìn)氣端，穿過(guò)所述葉輪，并且到所述外殼的出氣端的空氣通道，其中，所述葉輪在所述環(huán)形外殼內(nèi)旋轉(zhuǎn)使空氣流進(jìn)所述外殼的所述進(jìn)氣端中，沿著所述空氣通道流動(dòng)，并且流出所述外殼的出氣口，以及 (b)風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件，所述風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件延伸超過(guò)所述環(huán)形外殼的所述進(jìn)氣端，所述風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件包括:風(fēng)轉(zhuǎn)葉片，所述風(fēng)轉(zhuǎn)葉片繞所述環(huán)形外殼的所述軸線(xiàn)同心設(shè)置，其中，所述風(fēng)轉(zhuǎn)葉片的同心設(shè)置的半徑小于所述環(huán)狀外殼的半徑， (ii )使葉輪在所述環(huán)形外殼內(nèi)旋轉(zhuǎn)來(lái)使空氣流進(jìn)所述外殼的所述進(jìn)氣端中，沿著所述空氣通道流動(dòng)，并且流出所述外殼的出氣口，以及 (iii)將所述軸流式風(fēng)機(jī)組件的所述環(huán)形外殼和所述風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件暴露于環(huán)境條件，其包括由風(fēng)對(duì)其的撞擊。25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其進(jìn)一步包括以下步驟:將所述軸流式風(fēng)機(jī)組件的所述環(huán)形外殼的出口端定位為使離開(kāi)所述環(huán)形外殼的出口端的空氣穿過(guò)所述換熱器的所述換熱表面區(qū)域。26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中，所述換熱器是翅片-風(fēng)機(jī)冷卻器或者空氣冷卻式冷凝器。27.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中，使用所述換熱器用于冷凝來(lái)自發(fā)電廠的蒸汽。28.—種風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件，所述風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件用于降低穿過(guò)由軸流式風(fēng)機(jī)組件的環(huán)形外殼限定的空氣通道的風(fēng)形成的氣壓梯度，所述風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件可附接至所述軸流式風(fēng)機(jī)組件的所述環(huán)形外殼的進(jìn)口端，并且所述風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件包括: 風(fēng)轉(zhuǎn)葉片，所述風(fēng)轉(zhuǎn)葉片繞所述風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件的中心軸線(xiàn)同心設(shè)置，其中: 所述風(fēng)轉(zhuǎn)葉片的所述同心設(shè)置的半徑小于所述軸流式風(fēng)機(jī)組件的所述環(huán)形外殼的半徑；以及 當(dāng)所述風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件附接至所述軸流式風(fēng)機(jī)組件的所述環(huán)形外殼的進(jìn)口端時(shí)，所述風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件的所述中心軸線(xiàn)與所述軸流式風(fēng)機(jī)組件的所述環(huán)形外殼的所述中心軸線(xiàn)對(duì)準(zhǔn)，并且所述風(fēng)轉(zhuǎn)葉片從所述軸流式風(fēng)機(jī)組件延伸超過(guò)所述環(huán)形外殼的進(jìn)口端。29.一種操作軸流式風(fēng)機(jī)組件的方法，所述方法包括: (i)提供具有螺旋槳式葉輪的軸流式風(fēng)機(jī)組件，所述螺旋槳式葉輪旋轉(zhuǎn)支撐在環(huán)形外殼內(nèi)，所述環(huán)形外殼限定從所述外殼的進(jìn)氣端，穿過(guò)所述葉輪，并且到所述外殼的出氣端的空氣通道， (i i )使所述葉輪在所述環(huán)形外殼內(nèi)旋轉(zhuǎn)來(lái)使空氣流進(jìn)所述外殼的進(jìn)氣端，沿著所述空氣通道流動(dòng)，并且流出所述外殼的出氣口，以及 (iii)將所述軸流式風(fēng)機(jī)組件暴露在風(fēng)中，由此產(chǎn)生所述組件的迎風(fēng)側(cè)， (iv)使用風(fēng)的力來(lái)提高在所述空氣通道的進(jìn)氣口的所述迎風(fēng)側(cè)處的氣壓。30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其進(jìn)一步包括以下步驟: (V)使用風(fēng)的力來(lái)降低在由所述環(huán)形外殼限定的所述空氣通道的進(jìn)氣口的背風(fēng)側(cè)處的氣壓。31.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其進(jìn)一步包括以下步驟: (V)使用風(fēng)的力來(lái)增加所述軸流式風(fēng)機(jī)組件的容積式輸出。32.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中，步驟(iv)是通過(guò)將權(quán)利要求28所述的風(fēng)轉(zhuǎn)葉片組件附接至所述軸流式風(fēng)機(jī)組件的所述環(huán)形外殼的進(jìn)口端來(lái)完成的。
【文檔編號(hào)】F28F9/00GK105899906SQ201480059969
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2014年8月29日
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