环形回流垂直风洞制造技术

一种环形回流垂直风洞，本实用新型专利技术的环形回流垂直风洞包括动力系统和工作洞体，其中所述工作洞体包括入口进气端、安定段、收缩段、工作段、以及出口排气端，其特征在于：所述风洞还包括一个罩于所述工作洞体之外的外壳，在所述工作洞体和所述外壳之间有一个环形通道，所述动力系统将空气从所述工作洞体入口进气端吹入，穿过所述工作洞体并从所述工作洞体出口排气端吹出，经所述环形通道回流至所述工作洞体入口进气端，本实用新型专利技术的环形回流垂直风洞是通过在外壳和工作洞体之间形成环形回流工作的，动力要求低，设计、施工简单，噪音尤其是洞外噪音低，可以全天候使用，经济、安全、舒适。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及用于跳伞训练及飞人运动的垂直风洞，尤其涉及一种环形回流垂直风洞。
技术介绍
航空领域的一种特殊地面实验设备——垂直风洞，早在上世纪以美国为首的发达国家就已经建成多座。近年来，为了进行跳伞员和跳伞运动员在下落阶段身体控制和艺术表演的训练，以及一种时尚体育休闲运动——飞人运动的兴起，航空垂直风洞已演化和发展成为一种新的民用为主的飞人运动垂直风洞。垂直风洞飞行舱内的高速气流可使跳伞员和跳伞运动员得到高效优质的训练，也可以使飞行爱好者获得翱翔天空的乐趣。到目前为止，欧美各国已建成多座这种飞行舱设备。美国建成的数目最多，并已经获得广泛应用。比如美国专利6083110号公开了一种垂直风洞训练系统，该风洞为开路式(即烟囱式)，依靠置于风洞上部的几个风扇作为其动力系统，通过这几个风扇的作用，将风洞内的工作气体排到外界环境中，风洞内的气压将低于外界大气压，从而使外界空气通过其下部的空气入口进入风洞，实现工作气体的循环。美国专利US2006/0025227A1公开了另一种垂直风洞系统方案，该风洞为一种回流式风洞，但其回流方法为管道式单回流或双回流，通过置于上部的风扇系统和复杂的管路系统在飞行舱内产生高速气流并实现回流。但是，现有的垂直风洞存在以下缺点多采用开路式(即烟囱式)，虽然结构简单，但是高度大、噪音高，并且受外界天气影响较大，制约了其使用；现有的管道式回流风洞回流管路设计、施工都很复杂；并且风洞内部空气与外界大气交换很少，不易散热，使风洞工作一段时间后，内部回流空气温度过高，并且不新鲜，易使人感到不适，不宜长时间工作。目前，发达国家以及我国正在大力研制新型、经济、安全、舒适的垂直风洞，以便更好的满足训练和娱乐方面的要求。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种功率需求低，噪音较低，安全、舒适，可适应各种气象条件的环形回流垂直风洞。为实现本技术目的，而提出以下技术方案一种环形回流垂直风洞，包括动力系统和工作洞体，其中所述工作洞体包括入口进气端、安定段、收缩段、工作段、以及出口排气端，所述风洞还包括一个罩于所述工作洞体之外的外壳，在所述工作洞体和所述外壳之间有一个环形通道，所述动力系统将空气从所述工作洞体入口进气端吹入，穿过所述工作洞体并从所述工作洞体出口排气端吹出，经所述环形通道回流至所述工作洞体入口进气端。上述环形回流垂直风洞，所述工作洞体出口排气端设有回流导流器。上述环形回流垂直风洞，所述回流导流器为具有中心锥状物的碗状，扣置于所述工作洞体上。上述环形回流垂直风洞，所述动力系统设于所述工作洞体的入口进气端。上述环形回流垂直风洞，所述回流导流器中设有至少一层导流隔板及整流装置。上述环形回流垂直风洞，所述外壳上部设有至少一个排气窗，下部设有至少一个进气窗。上述环形回流垂直风洞，在所述外壳和所述工作洞体之间且在排气窗下面的位置处设有阻尼网。上述环形回流垂直风洞，所述工作段横截面为多边形。上述环形回流垂直风洞，所述工作洞体在出口排气端设有扩压段，所述扩压段位于所述工作段上方，所述扩压段的扩散角度为8°至12°。上述环形回流垂直风洞，所述外壳和工作洞体至少在工作段处均由透明物质制成或者所述工作洞体内壁至少在工作段处设有电子屏幕或图画。本技术的积极效果是(1)本技术的环形回流垂直风洞是通过在外壳和工作洞体之间形成环形回流工作的，动力要求较开路式低，设计、施工较管道式回流风洞简单，噪音尤其是洞外噪音低，可以全天候使用，经济、安全、舒适。(2)本技术的环形回流垂直风洞采用穹形的回流导流器，使气流方向转变180°，简便的实现了回流，并且降低了能量损失；该导流器为具有中心锥状物的碗状，其中的中心锥状物能够防止涡流的产生，导流器内凹的型面及设置的分流隔板和整流装置可以改善导流，防止出现严重分离。(3)本技术的环形回流垂直风洞的外壳上设有进气窗和排气窗，能够保证风洞长时间运行期间空气新鲜，并可使气温控制在合适的温度范围。在风洞外壳和工作洞体之间排气窗下面位置处设有阻尼网，可以使网上方气体压强稍大于室外大气压，以利于上方热空气的排出，同时，设置阻尼网也有助于降低回流区的噪音。(4)本技术的环形回流垂直风洞垂直的外壳和工作洞体至少在工作段区均由透明物质制成，或者工作洞体内壁至少在工作段处设有电子屏幕或图画，使飞行者能够获得翱翔天空的真实感觉。另外，本技术的环形回流垂直风洞的工作段横截面为多边形，便于安装平面玻璃。附图说明图1为本技术的环形回流垂直风洞的结构示意图。图2为动力系统风机布置平面示意图。图3为工作段截面示意图。具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术作进一步的描述，但应当说明的是，这些实施例仅用于说明本技术的方案，而并不能将本技术的范围局限于此。如图1所示，本技术的环形回流垂直风洞具有以下几大部分下置的动力系统1，外壳2，支架3，工作洞体4，以及回流导流器5。下面分别就这几大部分说明本系统的工作原理。本实施例中，本技术的动力系统不同于现有风洞的上置式动力系统，而是把动力系统1置于整个垂直风洞的底部，与上置式动力系统相比，这样设计的优点是不仅可以减轻支架3承载的重量及振动，而且可以大大降低安装成本，并且便于设备检修。如图1所示，在该实施例中甚至将动力系统1置于地面以下，同时减小了噪音尤其是洞外噪音。如图1所示，本技术的环形回流垂直风洞包括一个外壳2，这使得本技术的风洞的工作洞体4处于外壳2形成的室内，虽然整个风洞系统置于室外大气环境，但不受外界环境和气候的影响，可以全天候运行，大大提高了使用效率。支架3设置于外壳2和工作洞体4之间，用于支承外壳2、工作洞体4和回流导流器5等结构，由于本技术将动力系统1下置，减轻了支架3承载的重量及振动，对于支架3的强度要求就大大减小，成本就可大幅减低。工作洞体4是风洞的主要部分，空气由工作洞体4的下部进入，从工作洞体4顶部流出，如图1中箭头方向所示，本技术的工作洞体4主要包括安定段42、收缩段43、工作段44、扩压段45。回流导流器5的作用是将从工作洞体4顶部垂直向上流出的空气转变流向，改为垂直向下，从而实现本技术风洞的环形回流。回流导流器5的形状为倒扣的具有中心锥状物的碗状，其内凹的型面和分流隔板51及整流装置利于气流方向转180°向下，并减少能量损失。以上是本系统工作原理的叙述，下面将结合具体实施例，对本技术进行详细描述。如图1所示，在该实施例中动力系统1被置于地面以下，本实施例的动力系统1包括六组电机系统11，每组电机系统11包括电机111和风扇112，在地面以下呈与工作洞体4同轴心的环形均匀水平布置，如图2所示。每台电机功率为132至220千瓦。当然，本技术还可以采用其它台数的电机系统，可以根据需要采用灵活多变的各种电机、风扇组合。多组小功率电机的设置避免了采用单个大型电机、风扇系统，可以采用380V的低压电源，方便运行。同时，采用多组小型电机、风扇系统，噪音低，造价低，降低了风洞的总高度，易于制造、安装、维修、更换；并且可以根据风洞使用者的多少及需求，开动不同数量的电机、风扇，因此运行灵活多变，节电潜力大。另外很重要的一点是当其中一组电机、风扇突然出现故障时，其它组的电机、风扇仍本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环形回流垂直风洞，包括动力系统和工作洞体，其中所述工作洞体包括入口进气端、安定段、收缩段、工作段、以及出口排气端，其特征在于：所述风洞还包括一个罩于所述工作洞体之外的外壳，在所述工作洞体和所述外壳之间有一个环形通道，所述动力系统将空气从所述工作洞体入口进气端吹入，穿过所述工作洞体并从所述工作洞体出口排气端吹出，经所述环形通道回流至所述工作洞体入口进气端。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘福长，刘晓萌，
申请(专利权)人：刘晓萌，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]