[發明專利]采用端面壓縮的氣體壓縮方法及端面壓縮型電動氣源裝置

無效

• 申請號: 200810030903.9
• 申請日: 2008-03-25
• 公開（公告）號: CN101251124A
• 公開（公告）日: 2008-08-27
• 發明（設計）人: 張玘;吳石林
• 申請（專利權）人: 張玘;吳石林
• 主分類號: F04D29/26
• 分類號: F04D29/26;F04D29/40;F04D29/00;F04D25/06
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所
• 代理人: 趙洪

技術領域

本發明涉及壓縮氣源技術，尤其涉及采用端面壓縮的氣體壓縮方法及端面壓縮型電動氣源裝置。

背景技術

在軍事、醫療衛生及工業領域中，許多設備都需要用到氣源。在醫療衛生領域，氣源的典型應用是呼吸機。呼吸機的氣源一般可分為以下幾類：壓縮氣體、氣缸/氣囊、離心風機、渦輪機和軸流風機，其中除壓縮氣體氣源裝置外，其他氣源裝置均有電源要求，需要蓄電池或外接電源。壓縮氣體氣源裝置可在無電源的場所給呼吸機提供適合壓力和流量要求的氣體，但儲存壓縮氣體的鋼瓶重量較大，不適于搬運，因而不適合于野外環境使用，而且每個鋼瓶的容量有限，用完之后需重新充氣，不能連續使用；氣缸/氣囊氣源裝置結構尺寸較大，工作時產生的噪音也較大，不適合用在醫療急救場合，特別不適合用于睡眠呼吸機等；離心風機氣源裝置很難達到較高的供氣壓力，不滿足急救呼吸機氣壓要求，只能用于睡眠呼吸機；渦輪機氣源裝置體積小、供氣壓力高，但結構較復雜、制造難度大、制造成本高；此外，還有軸流風機可提供氣流，但軸流風機葉片數量少，氣流不平穩，且能夠提供的氣壓較小，不適合用于呼吸機。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種可提供平穩、高壓比、大流量氣流的采用端面壓縮的氣體壓縮方法，以及實現該方法的結構簡單實用、可由高速直流電機驅動、便于攜帶的、用于呼吸機的端面壓縮型電動氣源裝置。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案。

一種采用端面壓縮的氣體壓縮方法，它是在一葉輪的兩端面設置環槽，在環槽內設置將其均勻分隔為若干壓縮單元的葉片，將該葉輪裝設于與其相配的一封閉腔體內，在封閉腔體的兩內側壁上均設置有進風道、出風道以及與葉輪上環槽位置對應的弧形導氣槽，將弧形導氣槽的一端與進風道連通，另一端與出風道連通，通過電機驅動葉輪高速轉動，使氣體從進風道進入弧形導氣槽，利用葉輪上的壓縮單元對葉輪兩端面處的氣體進行多級壓縮，再將氣體從出風道排出。

一種實現上述方法的端面壓縮型電動氣源裝置，包括氣體壓縮裝置和為其提供動力的驅動電機，其特征在于所述氣體壓縮裝置包括第一端蓋、第二端蓋、外環和葉輪，所述第一端蓋和第二端蓋分別蓋設于外環的兩側，并與其構成一封閉腔體，所述葉輪套設于外環內，并與驅動電機相連，葉輪的兩端面設置有環槽，環槽內設有將其均勻分隔為若干壓縮單元的葉片，第一端蓋和第二端蓋上均設有進風道、出風道以及與葉輪上環槽位置對應的弧形導氣槽，弧形導氣槽的一端與進風道連通，另一端與出風道連通。

所述葉片為直線型，并沿環槽徑向布置。

所述環槽、弧形導氣槽、進風道和出風道的橫截面均為半圓形。

所述進風道和出風道沿弧形導氣槽徑向布置。

所述進風道的進風口和出風道的出風口處裝設有集氣嘴。

所述驅動電機為便于調速控制的高速直流電機。

與現有技術相比，本發明的優點在于：

1、該采用端面壓縮的氣體壓縮方法是通過在葉輪的兩端面均勻設置多個開口朝向封閉腔體內側壁的壓縮單元，利用葉輪的快速旋轉實現由葉輪端面的壓縮單元對氣體進行壓縮。將多個壓縮單元均勻布置，那么在葉輪轉速穩定的情況下，則可使輸出的氣流十分平穩；在氣流經過這些壓縮單元的多次壓縮后，則可產生較高的輸出氣壓；在電機驅動葉輪高速運轉時，則可達到較大的輸出流量。

2、該端面壓縮型電動氣源裝置是在葉輪的兩端面設置環槽，通過在環槽內均勻設置多個葉片，用葉片將環槽分隔為若干壓縮單元，這種結構設計便于將環槽內的多個壓縮單元分布得非常均勻，保證了由該裝置輸出的氣流能夠達到平穩、高壓比、大流量的要求。

3、環槽、弧形導氣槽、進風道和出風道的橫截面均為半圓形，有利于減少氣流在裝置內受到阻力，保持氣流的順暢流通。

4、進風道和出風道都沿弧形導氣槽徑向布置，有利于在進風道的進風口和出風道的出風口處裝設集氣嘴，通過選用不同結構的集氣嘴，可將葉輪兩側的氣路并聯或串聯，或將兩條氣路分隔開并單獨使用，使得該裝置的可調節性和適應能力大大增強。將兩氣路并聯可相對提高輸出氣體的流量，將兩氣路串聯可增大輸出氣體的壓力，將兩條氣路分隔開并單獨使用可得到較小的壓力和較小的流量。