專利名稱：利用燃?xì)猱a(chǎn)品排氣熱功循環(huán)的自動(dòng)增氧氣動(dòng)強(qiáng)排超強(qiáng)節(jié)能環(huán)保裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及使用天然氣、液化氣、人工煤氣等作燃料的快速熱水器、容積式熱水器、燃?xì)庠?、中餐灶、燃?xì)忮仩t等家用及工業(yè)用中小型燃?xì)忸惍a(chǎn)品。
燃?xì)猱a(chǎn)品是利用燃料氣體和空氣混合形成混合氣點(diǎn)火燃燒用火焰加熱受體(水管、水箱、鍋、鍋爐等)的產(chǎn)品。燃料氣燃燒又是一個(gè)化學(xué)過(guò)程?；旌蠚庵械目諝?氧氣)含量是決定火焰溫度、燃?xì)猱a(chǎn)品熱效率及污染程度的關(guān)鍵因素。
現(xiàn)有技術(shù)燃?xì)猱a(chǎn)品，如熱水器、燃?xì)庠?、燃?xì)忮仩t等的技術(shù)特點(diǎn)是(一)利用燃?xì)庀到y(tǒng)內(nèi)因燃?xì)馊紵纬苫鹧娑鵁峥諝馍仙瑢?dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)形成負(fù)壓而“自然吸入”空氣補(bǔ)充的原理供給氧氣，空氣(氧氣)流速低，總流量少，供氧不充分。(二)燃?xì)猱a(chǎn)品排放的高溫、高壓“廢氣”未能利用即直接排出室外，資源未能充分利用。(三)排風(fēng)扇使用電力作能源實(shí)現(xiàn)“強(qiáng)排”。(四)因供氧不充分燃燒中形成大量有毒廢氣一氧化碳(CO)污染環(huán)境影響人的生命和健康，即使“強(qiáng)排”，也只是污染由室內(nèi)轉(zhuǎn)移向室外。
綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)的主要弊端是能耗大，污染大。
鑒于此，本實(shí)用新型的目的在于根據(jù)熱力學(xué)和空氣動(dòng)力學(xué)原理及其燃?xì)鉁u輪技術(shù)在某些領(lǐng)域利用的實(shí)踐，針對(duì)民用燃?xì)猱a(chǎn)品的特點(diǎn)；在結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制造、制造成本低的設(shè)計(jì)原則下，充分利用燃?xì)猱a(chǎn)品排放的高溫高壓“廢氣”，穿過(guò)本實(shí)用新型中的渦輪器由轉(zhuǎn)子帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸高速旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)同一根轉(zhuǎn)軸上壓氣器內(nèi)多級(jí)轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)作功壓縮空氣，此高壓空氣(氧氣)和高壓燃料氣同時(shí)射入燃?xì)庀到y(tǒng)內(nèi)混合后燃燒，燃燒后形成的廢氣強(qiáng)排過(guò)程的同時(shí)，進(jìn)入渦輪器的“廢氣”又繼續(xù)驅(qū)動(dòng)壓氣器轉(zhuǎn)子壓縮空氣(氧氣)參與燃燒過(guò)程。上述過(guò)程形成周而復(fù)始的熱功工作循環(huán)，達(dá)到大幅度增氧助燃和對(duì)廢氣進(jìn)行氣動(dòng)強(qiáng)排。利用本實(shí)用新型使現(xiàn)有技術(shù)對(duì)空氣的“自然吸入”變?yōu)閷?duì)空氣的“強(qiáng)制抽入壓縮”，變對(duì)廢氣的“消極轉(zhuǎn)移”為對(duì)廢氣的“積極利用”和“積極治理”，達(dá)到提高火焰溫度大幅度提高燃?xì)猱a(chǎn)品熱效率，大幅度節(jié)能和有效治理污染的目的。
本實(shí)用新型由渦輪器、壓氣器、空氣噴頭三大部分組成。具體由排氣入口管、轉(zhuǎn)軸、軸肩、渦輪管、渦輪靜子、渦輪轉(zhuǎn)子、排氣出口管、軸套、空氣入口管、壓氣器管、壓氣器靜子、壓氣器轉(zhuǎn)子、空氣出口管、空氣噴頭等構(gòu)成。
上述渦輪器靜子固定于渦輪管壁上，渦輪器轉(zhuǎn)子固定于軸上可隨軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
上述渦輪靜子不少于1個(gè)，渦輪轉(zhuǎn)子不少于1個(gè)。
上述渦輪管是由不少于2個(gè)單元體渦輪管串聯(lián)組成。
上述壓氣器靜子固定于壓氣器管壁上，壓氣器轉(zhuǎn)子固定于軸上可隨軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
上述壓氣器靜子不少于1個(gè)，壓氣器轉(zhuǎn)子不少于1個(gè)。
上述壓氣器管是由不少于2個(gè)的單元體壓氣器管串聯(lián)組成。
上述渦輪器和壓氣器的轉(zhuǎn)軸為一體，軸的兩端有軸肩。
上述空氣噴頭連接于空氣出口管末端。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于(一)充分利用燃?xì)猱a(chǎn)品排放的高溫高壓“廢氣”作能源，實(shí)現(xiàn)大幅度增氧助燃，提高熱效率，達(dá)到大幅度節(jié)能效果。(二)大量增氧使有毒廢氣一氧化碳(CO)轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸?CO2)能治理污染。(三)實(shí)現(xiàn)利用廢氣的“氣動(dòng)強(qiáng)排”，能節(jié)省現(xiàn)有技術(shù)強(qiáng)排用電。(四)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，可利用現(xiàn)有技術(shù)燃?xì)猱a(chǎn)品空間。(五)適用范圍廣，使用本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)原理，針對(duì)不同種類、型號(hào)的燃?xì)猱a(chǎn)品，只需適當(dāng)增減渦輪器和壓氣器內(nèi)的靜子、轉(zhuǎn)子數(shù)量及相關(guān)另部件尺寸即可滿足要求。能廣泛用于民用和中小型工業(yè)燃?xì)猱a(chǎn)品內(nèi)。
附圖
一是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)原理示意圖。
附圖二是(圖一)的俯視圖。
附圖三是渦輪器管單元體之間連接方式圖(局部)。
附圖四是空氣噴頭A-A剖面圖。
附圖五是本實(shí)用新型在快速熱水器內(nèi)的應(yīng)用例。
附圖六是本實(shí)用新型在家用燃?xì)庠钌系膽?yīng)用例。
本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)原理參見(jiàn)(附圖一)至(附圖四)。排氣入口管(1)是燃?xì)猱a(chǎn)品排放的“廢氣”(以下簡(jiǎn)稱“排氣”)進(jìn)入渦輪器的入口，轉(zhuǎn)軸(2)位于渦輪器中心軸線上，軸的兩端均有軸肩(3)，每個(gè)渦輪靜子(OJ1～OJ6)各葉片的外園周的部分夾緊固牢于兩個(gè)單元體渦輪管(4)之間，每個(gè)渦輪靜子(OJ1～OJ6)的近軸部分固定有軸套，每個(gè)渦輪器靜子(OJ1～OJ6)旁對(duì)應(yīng)安裝一個(gè)轉(zhuǎn)子(OZ1～OZ6)，轉(zhuǎn)子(OZ1～OZ6)緊固在轉(zhuǎn)軸(2)上，可隨軸(2)旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子(OZ1～OZ6)葉片與靜子(OJ1～OJ6)葉片方向相反且呈一角度，最后一級(jí)渦輪管(4)與排氣出口管(6)相連。渦輪器與壓氣器連接部分的中軸線上有一段貫穿二者之間的軸套(5)，轉(zhuǎn)軸(2)穿過(guò)其中直伸壓氣器內(nèi)。壓氣器內(nèi)靜子(YJ1～YJ6)和轉(zhuǎn)子(YZ1～YZ6)結(jié)構(gòu)與安裝方式同渦輪器，唯尺寸有異，固定第一級(jí)靜子(YJ1)的壓氣器管(8)與空氣入口管(7)用螺桿連接。固定最后一級(jí)靜子(YJ6)的壓氣器管(8)與空氣出口管(9)用螺桿連接。空氣噴頭(10)與空氣出口管(9)連接，在空氣噴頭(10)中心有筒形園孔，供安裝燃料氣體噴咀(11)噴射燃料氣體用。
以下通過(guò)本實(shí)用新型在快速熱水器上的工作過(guò)程進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型技術(shù)方案，如附圖五所示。附圖五是在申請(qǐng)人已被國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授權(quán)的ZL99231725.8和ZL99241468.7“渦扇機(jī)構(gòu)”原理的基礎(chǔ)上，為更大幅度提高空氣(氧氣)與燃?xì)獾幕旌媳?，科學(xué)合理利用排氣的高溫高壓特性，進(jìn)一步提高燃?xì)猱a(chǎn)品熱效率和環(huán)保的目的而發(fā)明創(chuàng)新的。本技術(shù)方案的渦輪器和壓氣器分別采用6級(jí)靜子和轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)。先后啟開(kāi)燃?xì)忾y(12)和自來(lái)水閥(13)，燃?xì)膺M(jìn)入輸氣管“長(zhǎng)明火”噴咀并自動(dòng)點(diǎn)燃長(zhǎng)明火(為使圖面清晰便于了解技術(shù)方案，圖五中未畫(huà)出)，與此同時(shí)，自來(lái)水經(jīng)水管(14)輸水，其水壓?jiǎn)㈤_(kāi)與自來(lái)水閥(13)聯(lián)動(dòng)的氣閥(12)使燃?xì)饨?jīng)噴頭(11)、輸氣管(15)、從燃燒器(16)的噴孔中噴出、并被長(zhǎng)明火點(diǎn)燃形成火焰群，火焰群帶動(dòng)高溫高壓空氣迅猛上升經(jīng)熱交換器(17)、防風(fēng)排氣管(18)，進(jìn)入本實(shí)用新型渦輪器的排氣入口管(1)，其后排氣經(jīng)各級(jí)渦輪靜子(OJ1～OJ6)葉片后形成強(qiáng)勁渦流，此渦流推動(dòng)與其前進(jìn)方向有一定角度的渦輪轉(zhuǎn)子(OZ1～OZ2)葉片作高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并將排氣從排氣出口管(6)排出，各級(jí)渦輪轉(zhuǎn)子(OZ1～OZ6)同時(shí)帶動(dòng)與其緊固的轉(zhuǎn)軸(2)作高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。由于壓氣器與渦輪器同軸，轉(zhuǎn)軸(2)驅(qū)動(dòng)壓氣器各級(jí)轉(zhuǎn)子(YZ1～YZ6)同時(shí)高速旋轉(zhuǎn)，從開(kāi)口在熱水器機(jī)殼側(cè)面空氣入口管(7)進(jìn)入壓氣器的空氣經(jīng)多級(jí)靜子(YJ1～YJ6)和轉(zhuǎn)子(YZ1～YZ6)逐級(jí)壓縮，經(jīng)壓氣器壓縮后流速大、總量多、供氧充分的空氣，經(jīng)空氣出口管(9)進(jìn)入空氣噴頭(10)后與燃?xì)庖徊娙胼敋夤?15)內(nèi)燃燒形成高溫火焰，上述工作過(guò)程是一個(gè)極短時(shí)間即能達(dá)到的熱功循環(huán)工作過(guò)程。而且，由于隨由燃?xì)鈿忾y(12)控制的燃?xì)夤?yīng)量的增減，進(jìn)入本實(shí)用新型排氣入口管(1)內(nèi)的排氣量也相應(yīng)增減，亦即隨著燃?xì)饬吭龃?，進(jìn)入排氣入口管(1)的排氣量也增大，被壓縮的新鮮空氣的流速也加快，總量也增大。反之亦然。本實(shí)用新型可以達(dá)到自動(dòng)動(dòng)態(tài)平衡。自然，對(duì)于各種門類，不同規(guī)格的燃?xì)猱a(chǎn)品應(yīng)相應(yīng)設(shè)計(jì)本實(shí)用新型的有關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)，選取相應(yīng)的壓縮比。
本實(shí)用新型在燃?xì)庠钌系膽?yīng)用技術(shù)方案如附圖六所示。環(huán)繞于鍋外側(cè)的“廢氣”集氣罩(21)有一個(gè)缺口，集所有排氣(“廢”氣)進(jìn)入本實(shí)用新型的排氣入口管(1)內(nèi)，使排氣先后通過(guò)本實(shí)用新型進(jìn)行熱功工作循環(huán)后，流速大、流量多、供氧充分的空氣從空氣出口管(9)進(jìn)入空氣噴頭(10)，和從燃?xì)鈬婎^噴出的燃?xì)庖徊⑸淙胼敋夤?15)，由爐頭(20)噴出形成火焰群，由火焰群形成的高溫高壓氣體又進(jìn)入集氣罩(21)缺口進(jìn)入本實(shí)用新型開(kāi)始熱功工作循環(huán)。本實(shí)用新型的排氣出口管(6)輸出排氣由管道集中向室外排出。
實(shí)踐證明，本實(shí)用新型中大量高溫高壓排氣(“廢氣”)為渦輪器轉(zhuǎn)子(轉(zhuǎn)軸)提供了足夠高速旋轉(zhuǎn)動(dòng)力，高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸又為驅(qū)動(dòng)壓氣器中各級(jí)轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)提供了足夠的動(dòng)力，使壓氣器中各級(jí)靜子和轉(zhuǎn)子逐級(jí)壓縮空氣增加了對(duì)空氣壓縮比，顯而易見(jiàn)，通過(guò)空氣噴頭和燃?xì)庖徊⑦M(jìn)入燃燒器內(nèi)的空氣流速大，總量多，供氧充分，并繼續(xù)著熱功工作循環(huán)。簡(jiǎn)言之“利用現(xiàn)有技術(shù)排向室外的“廢氣”(排氣)能量，轉(zhuǎn)換成使用本實(shí)用新型后增加的“氧氣”，并同時(shí)實(shí)現(xiàn)了“氣動(dòng)強(qiáng)排”和污染治理，這正是本實(shí)用新型能極大幅度節(jié)能和達(dá)到環(huán)保效果的明顯實(shí)用性特點(diǎn)。
本實(shí)用新型原理除能廣泛用于家用燃?xì)猱a(chǎn)品外，還可廣泛用于工業(yè)部門各種中小型燃?xì)猱a(chǎn)品“廢氣”的科學(xué)合理利用中。
權(quán)利要求1.一種利用燃?xì)猱a(chǎn)品排氣熱功循環(huán)的自動(dòng)增氧氣動(dòng)強(qiáng)排超強(qiáng)節(jié)能環(huán)保裝置，它由排氣入口管(1)、轉(zhuǎn)軸(2)、軸肩(3)、渦輪管(4)、渦輪靜子(OJ1～OJ6)、渦輪轉(zhuǎn)子(OZ1～OZ6)、軸套(5)、排氣出口管(6)、空氣入口管(7)、壓氣器管(8)、壓氣器靜子(YJ1～YJ6)、壓氣器轉(zhuǎn)子(YZ1～YZ6)、空氣出口管(9)、空氣噴頭(10)等組成，其特征在于有渦輪器、壓氣器及有空氣噴頭(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用燃?xì)猱a(chǎn)品排氣熱功循環(huán)的自動(dòng)增氧氣動(dòng)強(qiáng)排超節(jié)能環(huán)保裝置，其特征在于渦輪器由排氣入口管(1)、轉(zhuǎn)軸(2)、軸肩(3)、渦輪管(4)、渦輪靜子(OJ1～OJ6)、渦輪轉(zhuǎn)子(OZ1～OZ6)、軸套(5)、排氣出口管(6)組成，其中，渦輪靜子(OJ1～OJ5)固定于渦輪管(4)上，渦輪轉(zhuǎn)子(OZ1～OZ6)固定于轉(zhuǎn)軸(2)上，可隨軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用燃?xì)猱a(chǎn)品排氣熱功循環(huán)的自動(dòng)增氧氣動(dòng)強(qiáng)排超節(jié)能環(huán)保裝置，其特征在于一個(gè)渦輪靜子(OJ)和1個(gè)渦輪轉(zhuǎn)子(OZ)合為1級(jí)，不少于1級(jí)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用燃?xì)猱a(chǎn)品排氣熱功循環(huán)的自動(dòng)增氧氣動(dòng)強(qiáng)排超節(jié)能環(huán)保裝置，其特征在于渦輪管(4)是單元體串聯(lián)結(jié)構(gòu)，由不少于2個(gè)渦輪單元管(4)串聯(lián)組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用燃?xì)猱a(chǎn)品排氣熱功循環(huán)的自動(dòng)增氧氣動(dòng)強(qiáng)排超節(jié)能環(huán)保裝置，其特征在于壓氣器由空氣入氣管(7)、壓氣器管(8)、壓氣器靜子(YJ1～YJ6)、壓氣器轉(zhuǎn)子(YZ1～YZ6)、空氣出口管(9)組成，其中，壓氣器靜子(YJ1～YJ6)固定于壓氣器管(8)上，壓氣器轉(zhuǎn)子(YZ1～YZ6)固定于轉(zhuǎn)軸(2)上，可隨軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的利用燃?xì)猱a(chǎn)品排氣熱功循環(huán)的自動(dòng)增氧氣動(dòng)強(qiáng)排超節(jié)能環(huán)保裝置，其特征在于一個(gè)壓氣器靜子(YJ)和1個(gè)壓氣器轉(zhuǎn)子(YZ)合為1級(jí)，不少于1級(jí)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的利用燃?xì)猱a(chǎn)品排氣熱功循環(huán)的自動(dòng)增氧氣動(dòng)強(qiáng)排超節(jié)能環(huán)保裝置，其特征在于壓氣器管(8)是單元體串聯(lián)結(jié)構(gòu)，由不少于2個(gè)壓氣器單元管串聯(lián)組成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用燃?xì)猱a(chǎn)品排氣熱功循環(huán)的自動(dòng)增氧氣動(dòng)強(qiáng)排超節(jié)能環(huán)保裝置，其特征在于渦輪器軸(2)和壓氣器軸(2)聯(lián)為一體，軸的兩端有軸肩(3)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用燃?xì)猱a(chǎn)品排氣熱功循環(huán)的自動(dòng)增氧氣動(dòng)強(qiáng)排超節(jié)能環(huán)保裝置，其特征在于空氣噴頭(10)連接于空氣出口管(9)末端，其中心有柱狀孔。
專利摘要一種涉及快速熱水器、燃?xì)庠睢⑷細(xì)忮仩t等利用燃?xì)猱a(chǎn)品排氣熱功循環(huán)的自動(dòng)增氧氣動(dòng)強(qiáng)排超強(qiáng)節(jié)能環(huán)保裝置,它針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)能耗大、污染大的弊端,連接在“廢氣”排放通道上,當(dāng)高溫高壓排氣穿過(guò)渦輪器時(shí),其多級(jí)轉(zhuǎn)子帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸高速旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)排,同時(shí)驅(qū)動(dòng)壓氣器轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)壓縮空氣,此高壓空氣與燃?xì)夤餐瑖娙肴細(xì)庀到y(tǒng)形成高溫火焰。排氣始終參與工作循環(huán)增氧助燃提高熱效率和氣動(dòng)強(qiáng)排。實(shí)踐證明節(jié)能環(huán)保效果異常明顯。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)原理也適用于工業(yè)燃?xì)猱a(chǎn)品。
文檔編號(hào)F23L17/00GK2432462SQ00223760
公開(kāi)日2001年5月30日 申請(qǐng)日期2000年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月24日
發(fā)明者黃一學(xué) 申請(qǐng)人:黃一學(xué)