流體離心分離裝置及包含該分離裝置的應(yīng)用裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本專利申請涉及流體離心分離裝置，它的應(yīng)用尤其涉及燃燒減害化、垃圾處理、污水處理、煙氣處理、節(jié)能、環(huán)保、居室(含廂室)環(huán)境、便攜式個人呼吸器技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]燃燒是人們獲取熱能、動能和電力的重要手段，也是人們處理廢棄物的重要方法。
[0003]燃燒煙氣中，含有氮氣、氧氣、水蒸汽、二氧化碳、一氧化碳、硫氧化物氣體、氮氧化物氣體、氣態(tài)有機物(比如二惡英)、粉塵等成分。
[0004]其中前三者被認(rèn)為對環(huán)境無害；二氧化碳僅僅存在溫室效應(yīng)的負(fù)面作用，是可接受的正常的燃燒排放物(當(dāng)然最好是加以資源化的利用，比如用來生產(chǎn)碳酸氫銨化肥)；其余的是有害排放。
[0005]充分燃燒，即燃燒溫度足夠高、煙氣含氧量足夠高并且煙氣在高溫下滯留時間足夠長，則可以基本消除一氧化碳和氣態(tài)有機物的生成和存在條件。
[0006]高溫下，氮氧化物氣體可以和一氧化碳反應(yīng)生成無害的氮氣和二氧化碳從而實現(xiàn)減害化；氮氧化物的轉(zhuǎn)化率與一氧化碳濃度和反應(yīng)時間正相關(guān)。
[0007]硫氧化物氣體可以和氫氧化鈣反應(yīng)生成水和硫酸鈣或亞硫酸鈣，從而實現(xiàn)減害化。
[0008]粉塵比空氣和煙氣重(密度大)，在其失去動能或者濕潤時會趨于沉降。
[0009]以上是發(fā)明人了解的燃燒煙氣減害化的現(xiàn)有技術(shù)。相關(guān)器物方面，發(fā)明人以“關(guān)鍵詞=煤AND垃圾AND爐AND氣AND (爐排0R爐篦)AND (焚OR燒)AND (低OR下)”檢索中國專利文獻，有百余項命中。粗略瀏覽這些文獻和媒體資訊后，發(fā)明人覺得在提供相關(guān)器物方面，尚存在創(chuàng)新和市場的空間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本專利申請的目的是提供一種流體離心分離裝置，它可以應(yīng)用于燃燒室而參與構(gòu)成家用爐灶和/或工業(yè)窯爐(含鍋爐)，也可以應(yīng)用于煙道(包含帶換熱器的煙道和煙囪);還可以應(yīng)用于空氣分離，產(chǎn)生富氧空氣和乏氧空氣，它們可分別應(yīng)用于居室換氣、燃燒供氧、液氮和/或氨氣工業(yè)、作為原料產(chǎn)生干熱的乏氧空氣(比如注塑機的塑膠原料需要經(jīng)過干燥，如果用干熱的乏氧空氣干燥，則可減輕塑膠原料被氧化);還可以應(yīng)用于液體(比如污水)分離，針對被一次或多次分離的各種污水再分別進行減害化和/或資源化處理。
[0011]本專利申請的技術(shù)方案是(針對燃燒中的氣體和煙氣來說):通過結(jié)構(gòu)設(shè)計和不同密度流體成分的路徑和局部氣氛設(shè)計，以延長流體平均路徑，消減流體動能(減少粉塵排放)，增加密度較大流體的滯留時間，實現(xiàn)煙氣的減害化排放。
[0012]即:一種流體離心分離裝置，包含直管流道，直管流道的一端部有流體進口、另一端部有流體出口，有最少一個流體旋轉(zhuǎn)(比如俯視順時針上升)驅(qū)動結(jié)構(gòu)(比如切向的進口、出口和/或旋轉(zhuǎn)槳葉)；其特征是:具有以下兩者之最少任一的流體螺旋上升延緩結(jié)構(gòu): 其一:有流體旋流環(huán)腔包圍直管流道側(cè)壁；直管流道和流體旋流環(huán)腔之間，順應(yīng)流體旋轉(zhuǎn)方向，分別設(shè)置升-環(huán)通道和環(huán)-升通道(升-環(huán)通道，指從直管流道往流體旋流環(huán)腔的通道；環(huán)-升通道，指從流體旋流環(huán)腔往直管流道的通道。這樣的升-環(huán)通道和環(huán)-升通道，有促使流體產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的功效，也可視為流體旋轉(zhuǎn)驅(qū)動結(jié)構(gòu));
其二:直管流道的內(nèi)壁設(shè)置有流體螺旋上升的阻擋結(jié)構(gòu)；流體螺旋上升的阻擋結(jié)構(gòu)是以具有凹凸形狀的截面沿一分布線掃描所得的凹凸結(jié)構(gòu)(指臨近上下區(qū)域之間互為凸起和凹陷的結(jié)構(gòu))；該分布線是螺旋線(比如俯視順時針下降，與氣體上升螺旋線方向相反)和環(huán)線兩者之任一。
[0013]本專利申請的有益效果:以直管流道作為燃燒室為例，結(jié)合前文和后文的描述，直管流道為高溫過氧氣氛，不利于一氧化碳和氣態(tài)有機物的生成和保持；體積分量最多的氮氣密度最小，位于旋轉(zhuǎn)上升氣流的中心，最易排出；一氧化碳、氣態(tài)有機物、氧氣、水蒸汽、二氧化碳、硫氧化物氣體、氮氧化物氣體、粉塵等，它們位于旋轉(zhuǎn)上升氣流的邊緣，常常碰壁，又常常進入高溫的流體旋流環(huán)腔內(nèi)旋轉(zhuǎn)下降然后再進入直管流道，路途曲折漫長而且關(guān)隘重重，粉塵會因失速趨于沉降，當(dāng)沒有新進流體進口和較重流體出口時，其余氣體會一再的被氧化而終至充分燃燒，形成穩(wěn)定物質(zhì)后每次從流體出口排出少部分。
[0014]需要還原氮氧化物氣體時，通過新進流體進口(見后述)向流體旋流環(huán)腔加入一氧化碳使形成最少是局部的還原氣氛。
[0015]需要區(qū)別處理“富氮煙氣”和“乏氮煙氣”時，從較重流體出口(見后述)引出乏氮煙氣。針對乏氮煙氣，可以采用本分離裝置進一步分離為“富硫煙氣”和“富硝煙氣”(可以整體串接即相當(dāng)于延長本分離裝置，比如從低位置的較重流體出口引出富硫煙氣，從高位置的較重流體出口引出富硝煙氣；也可以分支串接即第一個分離裝置的較重流體出口接續(xù)到第二個分離裝置的流體進口)，再分別進行減害化處理。
[0016]結(jié)合前述和后述的結(jié)構(gòu)、方法性的現(xiàn)有技術(shù)、組合和選擇舉例，可以預(yù)想本專利申請在煙氣減害化方面具有重大的環(huán)境和經(jīng)濟效益；由前文專利申請目的部分的描述，可見它具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。
【附圖說明】
[0017]下面結(jié)合附圖和實施例對專利申請進一步說明。
[0018]圖1?圖11是包含分離裝置的爐具的示意圖；圖12?圖19是包含分離裝置的潔凈富氧空氣發(fā)生器的示意圖。
[0019]為簡明表達(dá)，圖1?圖11未繪出爐具保溫隔熱結(jié)構(gòu)、爐具頂蓋和鍋的承受結(jié)構(gòu)、爐具進風(fēng)口調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)、爐具第二燃料進口蓋，前三者為現(xiàn)有技術(shù)，后者結(jié)構(gòu)簡單依圖示配套即可。
[0020]圖1?圖11從爐具的內(nèi)部結(jié)構(gòu)開始，逐步添加外部構(gòu)件以及構(gòu)件的附圖，以清楚表達(dá)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。
[0021]圖1是爐篦10、支承結(jié)構(gòu)20和蜂窩煤99的示意圖。
[0022]圖2在圖1基礎(chǔ)上添加內(nèi)膽30并且隱藏蜂窩煤99。
[0023]圖3是內(nèi)膽30的主視示意圖，圖中標(biāo)記390是直管流道內(nèi)螺紋齒形掃描輪廓線。
[0024]圖4是內(nèi)膽30的仰視透視圖。
[0025]圖5在圖2基礎(chǔ)上添加外膽40。
[0026]圖6是圖5狀態(tài)隱藏爐篦及其以下結(jié)構(gòu)后的仰視圖。
[0027]圖7是外膽40的示意圖。
[0028]圖8是在圖6基礎(chǔ)上添加流體旋流環(huán)腔60后的立體圖。
[0029]圖9是流體旋流環(huán)腔60的示意圖。
[0030]圖10是流體旋流環(huán)腔60和內(nèi)膽30的示意圖，主要表示流體旋流環(huán)腔60與環(huán)-升通道63的位置關(guān)系；其中略去了內(nèi)膽內(nèi)螺紋投影的煩亂虛線。
[0031]圖11是爐具的外觀圖。
[0032]圖12?圖19從潔凈富氧空氣發(fā)生器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)開始，逐步添加外部構(gòu)件以及構(gòu)件的附圖，以清楚表達(dá)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。
[0033]圖12是潔凈富氧空氣發(fā)生器隱藏流體旋流外環(huán)腔70之后的主視圖。圖中還隱藏了兩個流體旋流環(huán)腔60。
[0034]圖13是潔凈富氧空氣發(fā)生器上蓋93的示意圖。
[0035]圖14是圖12狀態(tài)再隱藏上蓋93之后的示意圖。
[0036]圖15是流體旋流環(huán)腔60的示意圖。
[0037]圖16是流體旋流環(huán)腔60的主視透視圖。
[0038]圖17是流體旋流環(huán)腔60的俯視透視圖。
[0039]圖18是圖14狀態(tài)顯示流體旋流外環(huán)腔70之后的示意圖。
[0040]圖19是流體旋流外環(huán)腔70的主視透視圖。
[0041]圖中標(biāo)記說明:
10爐篦；20支承結(jié)構(gòu)；30內(nèi)膽，直管流道側(cè)壁；36升-環(huán)通道；63環(huán)-升通道；39直管流道內(nèi)螺紋；390直管流道內(nèi)螺紋齒形掃描輪廓線；40外膽；41第二燃料進口