[發(fā)明專利]一種單旋式旋風(fēng)余熱利用裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410486793.2
• 申請(qǐng)日: 2014-09-23
• 公開（公告）號(hào): CN104279075A
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張朝剛;張立葉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 張朝剛;張立葉
• 主分類號(hào): F02G5/02
• 分類號(hào): F02G5/02;F01D15/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 陳琛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及廢熱氣再利用裝置，具體的涉及一種單旋式旋風(fēng)余熱利用裝置。

背景技術(shù)

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

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種單旋式旋風(fēng)余熱利用裝置，通過第一管道和第二管道將廢熱氣包在形成旋渦的冷空氣的外圍，從而產(chǎn)生龍卷風(fēng)效應(yīng)，使氣流旋轉(zhuǎn)速度增加，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。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種單旋式旋風(fēng)余熱利用裝置，包括空氣壓縮裝置、向心式切向進(jìn)氣裝置、第一管道、第二管道、廢熱氣進(jìn)氣管道、氣體渦輪；所述空氣壓縮裝置的出氣口管道連接向心式切向進(jìn)氣裝置的進(jìn)氣口，向心式切向進(jìn)氣裝置的出氣口連接第一管道一端，第一管道另一端插入第二管道進(jìn)氣口并延伸至第二管道腔體內(nèi)；第二管道于插有第一管道的一端連接有廢熱氣進(jìn)氣管道、另一端連接氣體渦輪。

進(jìn)一步的，所述向心式切向進(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；每?jī)蓚€(gè)葉片之間的最小間隙為1-3mm。

進(jìn)一步的，每?jī)蓚€(gè)葉片之間的最小間隙為1.5-2mm。既不會(huì)太大影響加速效果，又不會(huì)因?yàn)樘《鵁o法工作，從而使氣體旋渦強(qiáng)度更大。

進(jìn)一步的，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5-15mm。使得經(jīng)向心式切向進(jìn)氣裝置后的旋渦中心冷氣排出一部分，旋渦強(qiáng)度更大。

進(jìn)一步的，所述第一管道插入第二管道進(jìn)氣口一端的端部呈錐形收縮，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。

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，并將高壓空氣通入向心式切向進(jìn)氣裝置，通過向心式切向進(jìn)氣裝置中切向放置的靜止的葉片的導(dǎo)流作用，使氣體高速旋轉(zhuǎn)，在內(nèi)管中形成旋渦，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。

旋渦通過第一管道輸送至第二管道內(nèi)部，同時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的廢熱氣通過廢熱氣進(jìn)氣管道輸送至第二管道內(nèi)，廢熱氣包在形成旋渦的冷空氣的外圍，從而產(chǎn)生龍卷風(fēng)效應(yīng)，使氣流旋轉(zhuǎn)速度增加。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。

附圖說明

圖1為向心式切向進(jìn)氣裝置；

圖2為單旋式旋風(fēng)余熱利用裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為優(yōu)選的單旋式旋風(fēng)余熱利用裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中，1為向心式切向進(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為小孔。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

如圖1所示，一種向心式切向進(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1.5mm。氣體通過進(jìn)氣口9進(jìn)入向心式切向進(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。

如圖2所示，一種單旋式旋風(fēng)余熱利用裝置，包括空氣壓縮裝置4、向心式切向進(jìn)氣裝置1、直徑為17mm的第一管道5、直徑為32mm的第二管道7、廢熱氣進(jìn)氣管道6、氣體渦輪8。空氣壓縮裝置的出氣口管道連接向心式切向進(jìn)氣裝置的進(jìn)氣口，向心式切向進(jìn)氣裝置的出氣口連接第一管道一端，第一管道另一端插入第二管道進(jìn)氣口并延伸至第二管道腔體內(nèi)；第二管道于插有第一管道的一端連接有廢熱氣進(jìn)氣管道、另一端連接氣體渦輪。