CN101158305A - 一种排气回流解除装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种排气回流解除装置，包括排气内管、排气外管和排气夹管，排气内管和排气夹管后部沿轴向方向向后逐渐减小，排气内管、排气外管和排气夹管后端设有开口且头端固定连接于排气出口管外部，排气出口管的尾端与排气内管后部内壁接触，排气外管长度大于排气内管和排气夹管的长度，排气外管与排气夹管形成头端封闭的外部空腔，排气夹管中部管壁上环设有贯通排气夹管管壁的气体流动口，排气内管与排气夹管形成头端封闭的夹层空腔，位于外部空腔内的气体通过气体流动口进入夹层空腔。本发明的排气回流解除装置结构简单、阻止排气回流、保证废气能够顺畅排出、可以提高燃烧效率、降低噪音、改善燃烧比，提高动能和热能。

Description

一种排气回流解除装置

技术领域

本发明涉及一种用于阻止排出的气体回流的装置，特别是涉及一种排气回流解除装置。

背景技术

目前内燃机排气管和锅炉烟筒排出的废气和烟气，一般从内燃机燃烧后的废气以大约3-5kg/cm²的高压力和600℃的高温度状态排出，为了净化废气避免环境污染和减少废气排出的噪音一般均安装三元催化器和消音器。因此从上述内燃机内燃烧后排出的废气在排气时高速流动，废气在排气管的内部产生真空，由于其内部压力小于外部压力将外部气体吸入造成回流，进而造成阻碍向外排气的第一次排气阻力。然后废气通过三元催化器网式净化器时排气的流速明显减少而造成第二次排气阻力。然后再导入消音器后通过多阶段消音网排出时消音网形成第三次排气阻力。因此造成废气不能顺畅排出而导致排气效率低下和约5-10％燃料消耗的增加以及污染物的增加，另外排气的回流在消声器里的撞击而产生噪音的增加，使得排气时噪音加大。锅炉的情况具体为，烟筒顶风时外部空气逆流到燃烧室里面产生不完全燃烧，燃烧时产生的水蒸气和氮氧化合物粘附在热交换机表面上，因重复不完全燃烧造成热交换机的功能下降，热能产出低下、燃烧效率低下等问题。为了改善上述问题本发明利用三重文丘里原理解除排气阻力、通过行驶中或静止状态下产生的回流的排放来减少大气阻力。所以单通过顺畅排出废弃来期待提高燃烧效率、噪音减少、燃烧比改善以及动能、热能的提高等效果。

发明内容

本发明是为了解决现有技术中的不足而完成的，本发明的目的是提供一种结构简单、阻止排气回流、保证废气能够顺畅排出、可以提高燃烧效率、降低噪音、改善燃烧比，提高动能和热能的排气回流解除装置。

本发明的排气回流解除装置，包括排气内管、排气外管和位于所述排气内管与所述排气外管之间的排气夹管，所述排气内管和排气夹管后部直径沿轴向方向向后逐渐减小，所述排气内管、排气外管和排气夹管后端设有开口，所述排气内管、排气夹管和排气外管头端固定连接于排气出口管外部，所述排气出口管的尾端与排气内管后部内壁接触，所述排气外管长度大于所述排气内管和所述排气夹管的长度，所述排气外管中部和后部内壁与所述排气夹管中部和后部外壁形成头端封闭的外部空腔，所述排气夹管中部管壁上环设有贯通排气夹管管壁的气体流动口，所述排气内管中部和后部外壁与所述排气夹管中部和后部内壁形成头端封闭的夹层空腔，所述位于外部空腔内的烟气通过气体流动口进入所述夹层空腔。

本发明的排气回流解除装置还可以是：

所述排气内管长度小于所述排气夹管长度。

所述排气内管与所述排气夹管之间设有沿轴向方向延伸并向所述排气内管管口中心位置倾斜的加速板。

所述排气外管与所述排气夹管之间环设有沿轴向方向向后延伸的导气壁。

所述排气外管、排气内管和排气夹管头端固定，所述排气内管与所述排气出口管的尾端固定连接。

所述排气内管内壁上设有或成形有卡扣，所述排气出口管外壁上设有与所述卡扣对应的卡槽，所述卡扣位于所述卡槽内。

所述卡扣与所述卡槽均为长条形状。

所述排气出口管、排气内管、排气夹管和排气外管的前部管壁上设有螺纹孔，所述排气出口管、排气内管、排气夹管和排气外管通过螺杆或螺钉螺纹连接。

所述排气内管和所述排气夹管前部横截面为矩形，后部横截面为等腰梯形。

所述排气外管前部为圆柱形，中间为圆台形，后部为圆柱形，所述排气外管沿轴线向后方向直径逐渐增大。

本发明的排气回流解除装置，相对于现有技术而言由于其排气内管套设于内燃机或烟筒的排气出口管外部，并且排气出口管的尾端端部与排气内管的内壁接触，使得排气出口管尾端位于排气内管管内，使得废气从排气出口进入排气内管。排气内管和排气夹管后部沿轴向方向向后逐渐减小，排气外管位于最外层，排气外管的长度大于排气内管和排气夹管的长度，在排气夹管管壁上环设有气体流动口，排气内管和排气夹管后端逐步缩小的开口，使得外部回流入排气外管的气体不会进入排气内管和排气夹管内腔，一般是沿排气夹管外壁进入排气外管中部和后部内壁与排气夹管中部和后部外壁形成的头部封闭的外部空腔内，再通过气体流动口进入由排气内管中部和后部外壁与排气夹管中部和后部内壁形成头部封闭的夹层空腔内，同时由于排气内管排出气体时，带动夹层空间尾部的气体一同排出，使得夹层空间头端压力大于尾部压力，气体向夹层空间的后端流动，并在最终随排气内管排出的高速废气排出。这样，有效切断了气体的逆流和废气的回流，保证废气迅速顺畅排出，提高燃烧比，避免有害物质产生，降低噪音。

附图说明

图1为本发明排气回流解除装置具体实施例示意图。

图2为本发明排气回流解除装置具体实施例半剖示意图。

图3为本发明排气回流解除装置具体实施例右视图。

图4为本发明排气回流解除装置具体实施例内部结构图。

图号说明

1…排气内管      2…排气夹管    3…排气外管    4…排气出口管

5…气体流动口    6…外部空腔    7…夹层空腔    8…加速板

9…导气壁        10…卡扣       11…卡槽       12…螺纹孔

具体实施方式

下面结合附图图1至图4对本发明作进一步详细说明。

具体实施例一

本发明的排气回流解除装置，请参考图1至图4，包括排气内管1、排气外管3和位于所述排气内管1与所述排气外管3之间的排气夹管2，三个排气管均为管状物，这样可以形成套管。在各视图中，距离图的左端最近的位置为各部件的头端、头部和前端、前部，距离图的左端最远的距离为各部件的尾端、后端、后部和尾部。排气内管1、排气夹管2和排气外管3的头端端部固定连接于排气出口管4外部，排气出口管4为常规内燃机废气排放的排出管，或者是烟筒排出烟气的管道，而排气内管1、排气夹管2和排气外管3头端与排气出口管4外部固定连接，保证整体的排气回流解除装置可拆卸地与排气出口管4连接，使用时套接上即可，方便安装，同时保障排气出口管4排出的废气或烟气导入排气回流解除装置中排出外界并防止废气回流至排气出口管4内，防止外部气体被吸入排气出口管4内。排气内管1和排气夹管2后部直径沿轴向方向向后逐渐减小，即排气内管1和排气夹管2的径向截面面积逐渐减小，使其构成越向废气或烟气排出的末端流路面积越缩小的第一文丘里结构，文丘里效应的原理为当风吹过阻挡物时，在阻挡物的背风面上方端口附近的气压相对较低，从而产生吸附作用并导致空气的流动，这个是根据流速增加，压力会减小；流速减小，压力相反会增加的瑞士数学家Bernoulli的定义来作用的。这样可以提高废气或烟气排出时的流速，减少排气阻力和大气阻力，从而提高顺畅排出气体的可能性，同时减弱回流的可能性。排气内管1、排气外管3和排气夹管2后端设有开口，这样才能包障废气和烟气可以排出外界。排气出口管4的尾端与排气内管1后部内壁接触，即排气内管1是沿排气出口管4尾端至中部方向套入排气出口管4外，并且排气出口管4尾端的端部与排气内管1内壁接触，保证排气出口管4内流出的废气或烟气直接导入排气内管1，不会漏气，不会因为端部因为排气而形成真空区，导致排气内管1内壁与排气出口管4外壁形成的与外界大气相通的空间内的空气吸入排气出口管4内部造成回流现象而影响燃烧效率、增加噪音。排气外管3长度大于所述排气内管1和所述排气夹管2的长度，且排气内管1和排气夹管2后部沿轴向方向向后逐渐减小，这样结构能够有效保证排气外管3与排气夹管2之间形成头端比较小尾部比较大的空腔，阻止废气和烟气回流以及外界空气逆流时不会进入排气内管1，进而进入排气出口管4内影响燃烧比、增加噪音、并不完全燃烧产生有害物质。排气外管3中部和后部内壁与排气夹管2中部和后部外壁形成头端封闭的外部空腔6，排气夹管2管壁上环设有贯通排气夹管2管壁的气体流动口5，排气内管1中部和后部外壁与所述排气夹管2中部和后部内壁形成头端封闭的夹层空腔7，外部空腔6和夹层空腔7均是头端截面比较小，外端截面比较大的形状的腔体，即外部空腔6和夹层空腔7分别形成第二文丘里结构和第三文丘里结构，这样由于形成文丘里结构，使得当废气或烟气排出后，在外部空腔6与夹层空腔7的头端形成压力小于外部或外界气压的区域，使得废气或烟气会被吸入上述的外部空腔6和夹层空腔7内，而环设在排气夹管2管壁上的通孔即气体流动口5使得，回流至外部空腔6内的废气和烟气以及逆流入外部空腔6的空气穿过位于排气夹管2中部，即外部空腔6和夹层空腔7头部的气体流动口5吸入夹层空腔7内，由于夹层空腔7后端的气体会随排气内管1排出的高速废气或烟气带动而排出外界，所以保证回流的废气和烟气以及逆流的气体重新被排出外部，使得排气速度提高、废气或烟气迅速顺畅地排出，并保证废气和烟气不会再回流至排气出口管4内，进而造成不完全燃烧、降低燃烧比和燃烧效率，避免生成有害物质，同时避免因回流气体与管壁和降噪装置碰撞而提高噪音。

具体实施例二

本发明的排气回流解除装置，请参考图1至图4，在具体实施例一的基础上，还可以是排气内管1的长度要小于排气夹管2的长度。这样，排气夹层空腔7内的空气能够更容易被排气内管1排出的高速废气和烟气带出排气夹层空间，进而使得夹层空腔7内的压力小于外部空腔6，外部空腔6内回流的废气和烟气以及逆流的空气可以进入夹层空腔7并随排气内管1高速排出的废气和烟气排出外界，阻止已排出的烟气和废气回流和外界空气逆流的效果更好，更有效阻止新噪音的产生，降噪效果更好，燃烧效率更高。更进一步，还可以在排气内管1与排气夹管2之间设有沿轴向方向延伸的加速板8。因排气管排出的高温气体里所有分子的活动量快而且大，造成分子间的冲突和磨擦也比较大，因此气体的流速会相对减小。为减弱分子间的冲突和磨擦，使气体的流速加快，并给流动的气体一个方向性使其更加快速和顺畅的排出而设置加速板8，加速板8是向排气内管1管口中心位置倾斜的，这样的板由于其为向圆心方向倾斜，使得高速的废气和烟气提高速度从排气内管1的中心方向急速流出，减小回流的可能性。更进一步，还可以是在排气外管3与排气夹管2之间环设有沿轴线方向延伸的导气壁9，导气壁9的作用是对回流至外部空腔6内的废气和烟气以及被吸入的外界空气进行疏导，使其沿导气壁9进入外部空腔6的头端并通过气体流动口5进入夹层空腔7，并进一步排出外界，提高燃烧效率，降低噪音，同时避免产生有害物质。

具体实施例三

本发明的排气回流解除装置，请参考图1至图4，在具体实施例一和具体实施例二的基础上，还可以是排气外管3、排气内管1和排气夹管2的头端固定在一起，同时排气内管1和排气出口管4的尾端固定连接在一起，这样结构的优点在于，将三个管件一端固定使之形成一个整体，同时最内层的排气内管1与排气出口管4尾端固定使得整体的排气回流解除装置中只要将排气内管1与排气出口管4固定在一起即可完成装配，使用比较方便，安装和拆卸均比较方便。而排气内管1与排气出口管4尾端的固定方式可以是多种多样的，可以是在排气内管1的内壁上设有或成形有卡扣10，对应地在排气出口管4外壁上设有与卡扣10对应的卡槽11，排气内管1与排气出口管4固定时，将排气内管1套设在排气出口管4上并使得卡扣10卡在卡槽11内即可完成两者的固定。当然卡扣10和卡槽11可以是多个，最好是沿排气内管1或排气出口管4等距离环设，这样卡接处卡扣10和卡槽11受力比较均匀，排气内管1和排气出口管4的固定比较牢固，最好是环设4个卡扣10和4和卡槽11。更进一步，卡扣10和卡槽11最后为在排气内管1和排气出口管4管壁上沿其轴线方向呈长条状，这样卡扣10与卡槽11接触面积较大，摩擦力更大，卡接更牢固。还可以是在排气出口管4、排气内管1、排气夹管2和排气外管3的前部管壁上对应位置处均设有螺纹孔12，排气出口管4、排气内管1、排气夹管2和排气外管3通过螺杆或螺钉螺纹连接在一起，即将各管的螺纹孔12对正，并旋入螺杆或螺钉，旋入的螺杆或螺钉保证排气出口管4、排气内管1、排气夹管2和排气外管3不会相对于其他管沿轴向方向移动，进而保证各管固定比较牢固不易脱落。当然排气内管1和排气出口管4的固定方式还可以是两者过盈配合，或者是焊接在一起，这样两种方式虽然可以将两者固定在一起，但是还是相比于上述的卡接和螺杆或螺钉螺纹连接而言，其安装后拆卸和维修更换比较困难，会造成不必要的浪费。

具体实施例四

本发明的排气回流解除装置，请参考图1至图4，在具体实施例一、具体实施例二和具体实施例三的基础上，还可以是排气内管1和排气夹管2的具体形状为两者的前部横截面均为矩形，后部横截面为等腰梯形。这样的优点在于成形比较方便，而且排气内管1和排气夹管2的前部分均是套设在排气出口管4外部，其前部形状与排气出口管4相同即可。而后部横截面为等腰梯形的目的是形成文丘里结构，以便应用文丘里结构的特点阻止排出的废气和烟气回流进入排气出口管4内部，同时阻止外界气体逆流进入排气出口管4内部，降低噪音，提高燃烧比。进一步，排气外管3的前部为圆柱形，中间为圆台形，后部又为圆柱形，这样结构的排气外管3前部与排气夹管2前端形状一致，使得两者套接更方便，定位更准确，中部圆台形结构可以与排气夹管2的中部的圆柱形形成文丘里结构，而后部的圆柱形，以及排气外管3沿轴线方向直径逐渐增大是因为这样的结构能够保证从排气夹管2排出的气体的流动速度更大，所以比排气外管3外部空气的压力小，再者排气外管3的直径又比排气夹管2要大，根据气体从压力大处流向压力小处的方向流原理，结合这两点将外部回流的空气直接引向排气外管3里再通过文丘里构造导向排气夹管2内，再与从排气夹管2内排出的气体相同方向排到大气中从而达到防止排气回流的目的。

上述仅对本发明中的几种具体实施例加以说明，但并不能作为本发明的保护范围，凡是依据本发明中的设计精神所作出的等效变化或修饰，均应认为落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种排气回流解除装置，其特征在于：包括排气内管(1)、排气外管(3)和位于所述排气内管(1)与所述排气外管(3)之间的排气夹管(2)，所述排气内管(1)和排气夹管(2)后部直径沿轴向方向向后逐渐减小，所述排气内管(1)、排气外管(3)和排气夹管(2)后端设有开口，所述排气内管(1)、排气夹管(2)和排气外管(3)头端固定连接于排气出口管(4)外部，所述排气出口管(4)的尾端与排气内管(1)后部内壁接触，所述排气外管(3)长度大于所述排气内管(1)和所述排气夹管(2)的长度，所述排气外管(3)中部和后部内壁与所述排气夹管(2)中部和后部外壁形成头端封闭的外部空腔(6)，所述排气夹管(2)中部管壁上环设有贯通排气夹管(2)管壁的气体流动口(5)，所述排气内管(1)中部和后部外壁与所述排气夹管(2)中部和后部内壁形成头端封闭的夹层空腔(7)，所述位于外部空腔(6)内的气体通过气体流动口(5)进入所述夹层空腔(7)。

2.根据权利要求1所述的排气回流解除装置，其特征在于：所述排气内管(1)长度小于所述排气夹管(2)长度。

3.根据权利要求2所述的排气回流解除装置，其特征在于：所述排气内管(1)与所述排气夹管(2)之间设有沿轴向方向延伸并向所述排气内管(1)的管口中心位置倾斜的加速板(8)。

4.根据权利要求3所述的排气回流解除装置，其特征在于：所述排气外管(3)与所述排气夹管(2)之间环设有沿轴向方向向后延伸的导气壁(9)。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的排气回流解除装置，其特征在于：所述排气外管(3)、排气内管(1)和排气夹管(2)头端固定，所述排气内管(1)与所述排气出口管(4)的尾端固定连接。

6.根据权利要求5所述的排气回流解除装置，其特征在于：所述排气内管(1)内壁上设有或成形有卡扣(10)，所述排气出口管(4)外壁上设有与所述卡扣(10)对应的卡槽(11)，所述卡扣(10)位于所述卡槽(11)内。

7.根据权利要求6所述的排气回流解除装置，其特征在于：所述卡扣(10)与所述卡槽(11)均为长条形状。

8.根据权利要求6所述的排气回流解除装置，其特征在于：所述排气出口管(4)、排气内管(1)、排气夹管(2)和排气外管(3)的前部管壁上设有螺纹孔(12)，所述排气出口管(4)、排气内管(1)、排气夹管(2)和排气外管(3)通过螺杆或螺钉螺纹连接。

9.根据权利要求1或2或3或4所述的排气回流解除装置，其特征在于：所述排气内管(1)和所述排气夹管(2)前部横截面为矩形，后部横截面为等腰梯形。

10.根据权利要求1或2或3或4所述的排气回流解除装置，其特征在于：所述排气外管(3)前部为圆柱形，中间为圆台形，后部为圆柱形，所述排气外管(3)沿轴线向后方向直径逐渐增大。

Images