一種雙旋式旋風(fēng)余熱利用裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種雙旋式旋風(fēng)余熱利用裝置，包括空氣壓縮裝置、第一向心式切向進(jìn)氣裝置、第二向心式進(jìn)氣裝置、第一管道、第二管道、廢熱氣進(jìn)氣管道、氣體渦輪；所述第二向心式進(jìn)氣裝置于出氣口對(duì)稱的側(cè)面開有第二進(jìn)氣口；所述空氣壓縮裝置的出氣口管道連接第一向心式切向進(jìn)氣裝置的進(jìn)氣口，第一向心式切向進(jìn)氣裝置的出氣口連接第一管道一端，第一管道另一端連接第二向心式進(jìn)氣裝置的第二進(jìn)氣口，第二向心式進(jìn)氣裝置的出氣口連接第二管道一端；第二管道于連接有第二向心式進(jìn)氣裝置出氣口的一端連接有廢熱氣進(jìn)氣管道、另一端連接氣體渦輪。整體裝置將廢氣熱能轉(zhuǎn)化為氣體動(dòng)能，再通過氣體渦輪獲取軸功率，從而實(shí)現(xiàn)廢氣熱能的再利用。
【專利說明】—種雙旋式旋風(fēng)余熱利用裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及廢熱氣再利用裝置，具體的涉及一種雙旋式旋風(fēng)余熱利用裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，往往產(chǎn)生大量的廢熱氣，這些帶有大量熱能的廢氣排放到大氣中，浪費(fèi)資源。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種雙旋式旋風(fēng)余熱利用裝置，通過兩個(gè)向心式進(jìn)氣裝置將形成旋轉(zhuǎn)后的廢熱氣包在形成旋渦的溫度較低的空氣的外圍，從而產(chǎn)生龍卷風(fēng)效應(yīng)，使氣流加速旋轉(zhuǎn)，最后氣流傳送至氣體渦輪，通過氣體渦輪獲取軸功率，從而實(shí)現(xiàn)廢氣熱能的再利用。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種雙旋式旋風(fēng)余熱利用裝置，包括空氣壓縮裝置、第一向心式切向進(jìn)氣裝置、第二向心式進(jìn)氣裝置、第一管道、第二管道、廢熱氣進(jìn)氣管道、氣體渦輪；所述第二向心式進(jìn)氣裝置于出氣口對(duì)稱的側(cè)面開有第二進(jìn)氣口 ；
[0005]所述空氣壓縮裝置的出氣口管道連接第一向心式切向進(jìn)氣裝置的進(jìn)氣口，第一向心式切向進(jìn)氣裝置的出氣口連接第一管道一端，第一管道另一端連接第二向心式進(jìn)氣裝置的第二進(jìn)氣口，第二向心式進(jìn)氣裝置的出氣口連接第二管道一端；第二管道于連接有第二向心式進(jìn)氣裝置出氣口的一端連接有廢熱氣進(jìn)氣管道、另一端連接氣體渦輪。
[0006]進(jìn)一步的，所述第一向心式切向進(jìn)氣裝置包括蝸牛式外殼、蝸牛式外殼頭部的進(jìn)氣口、蝸牛式外殼側(cè)面的出氣口、殼體內(nèi)部中心圓、若干個(gè)設(shè)置于中心圓外表面的葉片，所述葉片帶有將中心圓外部氣流導(dǎo)向中心圓的弧形結(jié)構(gòu)，所述弧形結(jié)構(gòu)與中心圓相切；所述中心圓外側(cè)為出氣口。
[0007]進(jìn)一步的，所述第二向心式進(jìn)氣裝置包括蝸牛式外殼、蝸牛式外殼頭部的進(jìn)氣口、蝸牛式外殼一側(cè)面的出氣口和另一側(cè)面的第二進(jìn)氣口、殼體內(nèi)部中心圓、若干個(gè)設(shè)置于中心圓外表面的葉片，所述葉片帶有將中心圓外部氣流導(dǎo)向中心圓的弧形結(jié)構(gòu)；所述中心圓外側(cè)為出氣口。
[0008]進(jìn)一步的，每?jī)蓚€(gè)葉片之間的最小間隙為l_3mm。
[0009]進(jìn)一步的，每?jī)蓚€(gè)葉片之間的最小間隙為1.5_2mm。
[0010]進(jìn)一步的，所述第一向心式切向進(jìn)氣裝置的蝸牛式外殼于出氣口對(duì)稱的側(cè)面開有一個(gè)小孔，小孔的直徑為5-15_。使得經(jīng)第一向心式切向進(jìn)氣裝置形成的旋渦中心氣體排出一部分，旋渦強(qiáng)度更大。
[0011]進(jìn)一步的，所述第一管道連接第二向心式進(jìn)氣裝置的第二進(jìn)氣口的端部呈錐形收縮，收縮后口徑為第一管道直徑的2/3到3/4。收縮后口徑后，能夠使的旋渦形成更大密度梯度，最外圍線速度更大。
[0012]本發(fā)明有益效果是:空氣壓縮裝置將空氣壓縮形成高壓空氣，并將高壓空氣通入第一向心式切向進(jìn)氣裝置，第一向心式切向進(jìn)氣裝置通過葉片導(dǎo)流作用在第一管道中形成溫度較低的氣體旋渦，廢熱氣經(jīng)過第二向心式進(jìn)氣裝置形成旋轉(zhuǎn)，并包在溫度較低的氣體旋渦的外圍，從而產(chǎn)生龍卷風(fēng)效應(yīng)，使氣體旋轉(zhuǎn)速度增加，再經(jīng)過氣體渦輪，通過氣體渦輪獲取軸功率，從而使廢氣的熱能得到利用。(相較于單旋式旋風(fēng)余熱利用裝置，雙旋式旋風(fēng)余熱利用裝置從一開始就利用第二向心式進(jìn)氣裝置將廢熱氣旋轉(zhuǎn)著包在溫度較低的氣體旋渦外圍，可以產(chǎn)生更強(qiáng)的龍卷風(fēng)效應(yīng)，廢氣熱能的利用率更高)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為向心式切向進(jìn)氣裝置；
[0014]圖2為雙旋式旋風(fēng)余熱利用裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3為優(yōu)選的雙旋式旋風(fēng)余熱利用裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖中，I為第一向心式切向進(jìn)氣裝置、2為出氣口、3為靜止的葉片、4為空氣壓縮裝置、5為第一管道、6為廢熱氣進(jìn)氣管道、7為第二管道、8為氣體渦輪、9為進(jìn)氣口、10為第二向心式進(jìn)氣裝置、11為小孔。

【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0018]如圖1所示，第一向心式切向進(jìn)氣裝置包括最大外徑為70mm的蝸牛式外殼、蝸牛式外殼頭部的進(jìn)氣口 9、蝸牛式外殼側(cè)面的出氣口 2、殼體內(nèi)部中心圓(所述中心圓為方便描述假想出來的)，若干個(gè)設(shè)置于中心圓外表面的靜止的葉片3，所述葉片帶有將中心圓外部氣流導(dǎo)向中心圓的弧形結(jié)構(gòu)(直板形結(jié)構(gòu)亦可)，所述弧形結(jié)構(gòu)與中心圓相切；所述中心圓外側(cè)為出氣口，中心圓大小與出氣口相同或者略大于出氣口。出氣口直徑均為17mm，每?jī)蓚€(gè)葉片之間的間隙為1.5_。氣體通過進(jìn)氣口 9進(jìn)入第一向心式切向進(jìn)氣裝置內(nèi)部，沿靜止葉片旋轉(zhuǎn)、并通過葉片之間的間隙進(jìn)入中心圓內(nèi)，形成旋渦，經(jīng)過第一向心式切向進(jìn)氣裝置后的旋渦通過出氣口傳送至外部設(shè)備。
[0019]第二向心式進(jìn)氣裝置包括最大外徑為80mm的蝸牛式外殼、蝸牛式外殼頭部的進(jìn)氣口、蝸牛式外殼一側(cè)面的直徑為32mm的出氣口和另一側(cè)面的直徑為17mm的第二進(jìn)氣口、殼體內(nèi)部中心圓、若干個(gè)設(shè)置于中心圓外表面的葉片，所述葉片帶有將中心圓外部氣流導(dǎo)向中心圓的弧形結(jié)構(gòu)(直板形結(jié)構(gòu)亦可)；所述中心圓外側(cè)為出氣口。中心圓大小與出氣口相同或者略大于出氣口。出氣口直徑均為32mm，每?jī)蓚€(gè)葉片之間的間隙為1.5mm。氣體通過進(jìn)氣口進(jìn)入第二向心式進(jìn)氣裝置內(nèi)部，沿靜止葉片旋轉(zhuǎn)、并通過葉片之間的間隙進(jìn)入中心圓內(nèi)旋轉(zhuǎn)，經(jīng)過第二向心式切向進(jìn)氣裝置后的旋轉(zhuǎn)氣流通過出氣口傳送至外部設(shè)備。
[0020]如圖2所示，一種雙旋式旋風(fēng)余熱利用裝置，包括空氣壓縮裝置4、第一向心式切向進(jìn)氣裝置1、第二向心式進(jìn)氣裝置10、直徑為17_的第一管道5、直徑為32_的第二管道7、廢熱氣進(jìn)氣管道6、氣體渦輪8。第二向心式進(jìn)氣裝置于出氣口對(duì)稱的側(cè)面開有第二進(jìn)氣口 ；空氣壓縮裝置的出氣口管道連接第一向心式切向進(jìn)氣裝置的進(jìn)氣口，第一向心式切向進(jìn)氣裝置的出氣口連接第一管道一端，第一管道另一端連接第二向心式進(jìn)氣裝置的第二進(jìn)氣口，第二向心式進(jìn)氣裝置的出氣口連接第二管道一端；第二管道于連接有第二向心式進(jìn)氣裝置出氣口的一端連接有廢熱氣進(jìn)氣管道、另一端連接氣體渦輪。
[0021]工作時(shí)，空氣壓縮裝置將空氣壓縮形成高壓空氣，并將高壓空氣通入第一向心式切向進(jìn)氣裝置，第一向心式切向進(jìn)氣裝置通過葉片導(dǎo)流作用在第一管道中形成溫度較低的氣體旋渦，此旋渦的特點(diǎn)是從旋渦中心到外圍旋轉(zhuǎn)的線速度逐漸增大，只在最外圍很薄的一層由于氣體旋渦與管壁接觸(摩擦、氣體粘滯效應(yīng)等)，使氣體旋轉(zhuǎn)的線速度有所減小。廢熱氣經(jīng)過第二向心式進(jìn)氣裝置形成旋轉(zhuǎn)，并包在溫度較低的氣體旋渦的外圍，從而產(chǎn)生龍卷風(fēng)效應(yīng)，使氣體旋轉(zhuǎn)速度增加，再經(jīng)過氣體渦輪，通過氣體渦輪獲取軸功率，從而使廢氣的熱能得到利用。(相較于單旋式旋風(fēng)余熱利用裝置，雙旋式旋風(fēng)余熱利用裝置從一開始就利用第二向心式進(jìn)氣裝置將廢熱氣旋轉(zhuǎn)著包在溫度較低的氣體旋渦外圍，可以產(chǎn)生更強(qiáng)的龍卷風(fēng)效應(yīng)，廢氣熱能的利用率更高)。
[0022]如圖3所示，作為優(yōu)選的方案，第一向心式切向進(jìn)氣裝置的蝸牛式外殼于出氣口對(duì)稱的側(cè)面開有一個(gè)小孔11，小孔的直徑為7_。使得經(jīng)第一向心式切向進(jìn)氣裝置形成的旋渦中心氣體排出一部分，旋渦強(qiáng)度更大。
[0023]作為優(yōu)選的方案，所述第一管道連接第二向心式進(jìn)氣裝置的第二進(jìn)氣口的端部呈錐形收縮，收縮后口徑為12mm。收縮后口徑后，能夠使的旋渦形成更大密度梯度，最外圍線速度更大。
[0024]雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】具有通常知識(shí)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種更改和潤(rùn)飾。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍，當(dāng)視權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種雙旋式旋風(fēng)余熱利用裝置，其特征在于:包括空氣壓縮裝置(4)、第一向心式切向進(jìn)氣裝置(I)、第二向心式進(jìn)氣裝置(10)、第一管道(5)、第二管道(7)、廢熱氣進(jìn)氣管道(6)、氣體渦輪(8);所述第二向心式進(jìn)氣裝置(10)于出氣口對(duì)稱的側(cè)面開有第二進(jìn)氣口； 所述空氣壓縮裝置(4)的出氣口管道連接第一向心式切向進(jìn)氣裝置(I)的進(jìn)氣口，第一向心式切向進(jìn)氣裝置(I)的出氣口連接第一管道(3) —端，第一管道(3)另一端連接第二向心式進(jìn)氣裝置(10)的第二進(jìn)氣口，第二向心式進(jìn)氣裝置(10)的出氣口連接第二管道(7)一端；第二管道(7)于連接有第二向心式進(jìn)氣裝置(10)出氣口的一端連接有廢熱氣進(jìn)氣管道￠)、另一端連接氣體渦輪。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙旋式旋風(fēng)余熱利用裝置，其特征在于:所述第一向心式切向進(jìn)氣裝置(I)包括蝸牛式外殼、蝸牛式外殼頭部的進(jìn)氣口(9)、蝸牛式外殼側(cè)面的出氣口(2)、殼體內(nèi)部中心圓、若干個(gè)設(shè)置于中心圓外表面的葉片(3)，所述葉片帶有將中心圓外部氣流導(dǎo)向中心圓的弧形結(jié)構(gòu)，所述弧形結(jié)構(gòu)與中心圓相切；所述中心圓外側(cè)為出氣□。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種雙旋式旋風(fēng)余熱利用裝置，其特征在于:所述第一向心式切向進(jìn)氣裝置(I)的蝸牛式外殼于出氣口對(duì)稱的側(cè)面開有一個(gè)小孔(11)，小孔的直徑為
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙旋式旋風(fēng)余熱利用裝置，其特征在于:所述第二向心式進(jìn)氣裝置(10)包括蝸牛式外殼、蝸牛式外殼頭部的進(jìn)氣口、蝸牛式外殼一側(cè)面的出氣口和另一側(cè)面的第二進(jìn)氣口、殼體內(nèi)部中心圓、若干個(gè)設(shè)置于中心圓外表面的葉片，所述葉片帶有將中心圓外部氣流導(dǎo)向中心圓的弧形結(jié)構(gòu)；所述中心圓外側(cè)為出氣口。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的一種單旋式旋風(fēng)余熱利用裝置，其特征在于:每?jī)蓚€(gè)葉片之間的最小間隙為I_3mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種單旋式旋風(fēng)余熱利用裝置，其特征在于:每?jī)蓚€(gè)葉片之間的最小間隙為I.5-2mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙旋式旋風(fēng)余熱利用裝置，其特征在于:所述第一管道(3)連接第二向心式進(jìn)氣裝置(10)的第二進(jìn)氣口的端部呈錐形收縮。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種雙旋式旋風(fēng)余熱利用裝置，其特征在于:收縮后口徑為第一管道直徑的2/3到3/4。
【文檔編號(hào)】F02G5/02GK104279076SQ201410491329
【公開日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2014年9月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月23日
【發(fā)明者】張朝剛, 張立葉 申請(qǐng)人:張朝剛, 張立葉