CN101857200A - 新型组合式磁力富氧装置 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种新型组合式磁力富氧装置，其结构由I、II、III级富氧单元串联构成。它充分利用氧气是一种顺磁性气体，具有较高的磁化率，能在磁场中向强磁区流动这一物理特性，使空气经过过滤器1调节器12依次进入第I、II、III级富氧单元，在磁力作用下实现氧、氮分离而逐级使其纯度不断提高而获得合适纯度、流量和压力而富氧空气。本发明能在常温、常压下利用磁力直接从空气中富集氧气，是一种结构紧凑、投资少，自身能耗少、易维护、收效好、能连续供气、供气流量大、能随产随用并具有多种型号、规格的新型环保制氧设备。本装置可以广泛地用于家庭、空调、汽车、内燃机、工业及民用窑炉和种养殖等诸多领域，能为节能减排、改善人类生存条件发挥重要作用。

Description

新型组合式磁力富氧装置

技术领域：本发明涉及一种富氧装置，特别是一种新型组合式磁力富氧装置。

背景技术：氧气与人类生存与发展息息相关，有效地富集氧气在促进燃烧、帮助呼吸及控制对流传热等方面有着广阔的用途。

日常生活中，空气主要由氧气和氮气组成，其中氧气占21％，如果用23％富氧空气给燃炉供气，能节省燃料8～10％，并可以提高炉温50℃，提高成品率5％，提高产量10％，特别是能有效地使CO₂排放减少12％。由此可见，富氧技术在节能减排，保护环境方面能取得明显效益。

随着社会的飞速发展和人口的骤增，能源贮备日趋枯衰，全球气候加速变暖，人类赖以生存的环境日渐恶化，如不迅速改变这一现状，地球上灭绝人类最危险的杀手将是我们自己。虽然，广泛地采用富氧技术是解决资源与气候问题的最佳策略，但是、极其遺憾的是至今人类尚不能广泛使用富氧技术。目前世界上广为采用的富氧方法有三种：低温精镏法，变压吸附法和薄膜渗透法。这些方法虽然颇有实用性，但由于自身存在着许多难以克服的缺陷，使其在大规模使用时深受限制。要想解决上述两个相连贯的世界性难题，就必须迅速开发一种简单可行、适用性强的新型富氧方法。

现代新兴科学——磁空气动力学指出气体运动具有磁效应，顺磁性气体(如氧气)和抗磁性气体(如氮气)在梯度磁场中流动时会发生磁致行为而改变其流动方向，由于氧气具有较高的磁化率(μ＝+146)，能向磁场中强磁区流动并富集在其周围形成富氧气体。相反，氮气的磁化率极低(μ＝-0.083)，因受磁极排斥而向弱磁区流动。因而为磁致富氧解决上述问题提供了可靠的理论依据、开辟了有效地研发途径。

发明内容：本发明由三级(I、II、III)磁力富氧单元串联而成，每個單元亦可獨立使用。空气在装置中逐级沿A方向流动，在各个单元磁力作用下进行氧、氮分离，逐级使氧气提纯最后即能获得合适纯度、流量和气压的富氧气体以供使用。本发明的磁力富氧装置能在常温常压下充分利用磁场梯度，直接从空气中富集氧气，是一种新型的可供就地随产随用的制氧设备，是一种结构紧凑，投资少、自身能耗少、易维护、收效好、能连续供气、供气流量大、纯度高、具有多种型号规格的新型环保制氧设备。

本发明可以广泛地用于家庭、空调、汽车、内燃机、工业及民用窑炉和种养殖业等诸多领域。广泛地实施本发明能在充分体现科学发展观基础上获取巨大的经济效益的同时还能取得丰硕的社会效益：即能改变千家万户的生活环境、节省能源、减少CO₂排放，改善空气质量，减少大气温室效应，能有效地阻止全球气候变暖，减缓地球南北极冰层融化速度，即能为构造和谐社会、資源節約型社會和环境友好型社会以及实施人工改造气候工程，维护我国乃至全球生态安全，造福子孙后代发挥至关重要的作用！

附图说明：附图为本发明的结构示意图，附图所示技术仅为本发明的一个实施例，图中：

I——第I级富氧单元-永磁型传输磁力富氧单元。

II——第II级富氧单元-双磁型传输磁力富氧单元。

III——第III级富氧单元-风箱型多重组合磁力富氧单元。

其中，I、II级富氧单元亦为连续式动态磁筛。

1-过滤器，2-调节器，3、11、13、17、18-风管，3A、11C-排放管，3B、11D-隔离板，4、7、16-钢毛(材料：高导磁率不锈钢，直径：1-100μm)，5、10-传输带，6、9-永磁铁，8、15-电磁铁(组合)，12-风机(或其他能提供气源的设备)，14-风箱(活页结构，能根据工作程序要求由自身的控制机构伸缩自如)，19-富氧贮存罐，20-富氮废气贮存罐，21、22、23、24、25、26、27、28、29-阀门，30-反应仓，31-连结管(孔)，32-排气管。A-空气流动方向，B-废气排放方向，C-传输带运动方向，D、E、F-磁力分离器(并列组成第III级富氧单元)。

具体实施方式：据附图分析：在供风机12的负压作用下(在过滤器1的前端亦可按需配置供风设施)，空气沿A方向进入过滤器1净化，经调节器2调节风压，风量后进入风管3——第I级富氧单元，在此单元内，装有钢毛4的传输带5(一起)沿C方向旋转运动，任何一部份钢毛4在接近永磁铁6时亦会被磁化而产生磁力，随行的空气在此双重磁力作用下实现氧、氮分离，氧分子被吸附在钢毛4和传输带5的表面(一起)向前运行。而氮气则被排斥而远离磁场后从废气排放管3A沿B方向排出，当此部分传输带5离开永磁铁6时，磁场消失。被吸附的氧气与钢毛4脱离、形成第I级富氧气体、并随气流一起沿A方向进入风管11-第II级富氧单元，风管3内设置有隔离板3B，能引导气流沿传输带5上层流动，以增加富氧效果。

在第II级富氧单元内，装有若干电磁铁(组合)8和钢毛7的传输带10(一起)沿C方向旋转运动，任一组电磁电铁(组合)8接近永磁铁9时亦会通电并产生磁场，该区域的钢毛7同時被磁化，在此三重磁力作用下，进入风管11的第I级富氧气体中的氧分子即被吸附在钢毛7和传输带10的表面一起随气流向前运行。而被三重磁场排斥的富氮废气则从排放管11C沿B方向排出。当此部分传输带10、电磁铁(组合)8和钢毛7离开永磁铁9时，电磁铁(组合)8断电，磁场消失，被吸附的氧分子与钢毛7脱离，形成第II级富氧空气，并随气流一起沿A方向经供风机12进入第III级富氧单元，风管11内设有隔离板11D，能引导气流沿传输带10上层流动，以增加富氧效果。

在第III级富氧单元内，阀门22、23、24、25、26、27、28、29关、阀门21开、气流沿风管13进入磁力分离器D、进入反应仓30、电磁铁15通电形成磁场，反应仓30内的钢毛16被磁化后吸附气流中的氧分子、待其饱和后，氮气被排斥并与气流一起形成废气，经连结管(孔)31进入风箱14，风箱14受气压和自身控制机构作用而膨胀后不断吸纳废气，从而能增加磁力分离器D反应仓30内的空气源，即可提高富氧效果。待风箱14膨胀到位后阀门21关，阀门27开，风箱14收缩、富氮废气则从排气管32进入风管17，进入富氮废气贮存罐20、待风箱14收缩到位后，阀门27关、阀门24开，电磁铁15断电，钢毛16失去磁力，氧分子与其脱离，阀门21开，反应仓30内形成的第III级富氧气体随气流经风管17一起进入富氧贮存罐19或直接供用，(此时风箱14受压，暂不能扩张，而在每个磁力分离器吸附氧分子时，才开始扩张)。

磁力分离器D完成富氧程序后阀门21、24关，阀门22开，第III级富氧空气依次进入磁力分离器E、F、D……后轮流实施富氧程序则可使富氧气体源源不断地进入富氧贮存罐19，以备使用。

除上述富氧实施方式外，尚可以根据实践需求或不同型号、规格要求选择如下三种实施方式：

(1)增加富氧单元或磁力分离器数、将多个富氧单元或磁力分离器进行串联则可逐次提高富氧气体中氧气的纯度。

(2)增加富氧单元或磁力分离器数、将多个富氧单元或磁力分离器进行并联则可获取更大流量的富氧气体。

(3)减少富氧单元或磁力分离器数、从I、II、III级单元或D、E、F等分离器中任意选择一种单元或两种单元组合(或一种分离器或两种分离器组合)形成独立的磁力富氧装置。

Claims (3)

1.一种新型组合式磁力富氧装置其特征在于：将I、II、III级富氧单元进行串联，第一级富氧单元由过滤器1、调节器2、风管3、钢毛4、传输带5、永磁铁6和隔离板3B组成。

第II级富氧单元由钢毛7、电磁铁(组合)8、永磁铁9、传输带10、风管11和隔离板11D组成。

第III级富氧单元由供风机12、风管11、13、17、18……，阀门21、22、23、24、25、26、27、28、29，风箱14、电磁铁15、钢毛16、反应仓30、连结管(孔)31、排气管32、富氧贮存罐19和富氮废气罐20组成。

2.根据权利要求1所述的新型组合式磁力富氧装置尚有以下三种实施方式，其特征在于：

(1)增加富氧单元或分离器的数量并将其进行串联

(2)增加富氧单元或分离器的数量并将其进行并联

(3)减少富氧单元的数量、从图示I、II、III等单元中任选一种单元或两种单元组合进行獨立使用或从D、E、F等分离器中任选一种分离器或两种分离器组合进行独立使用。

3.根据权利要求1所述的富氧装置其结构中：风管3、风管11、隔离板3B及隔离板11D的形状应根据使用情况作适当地调整。风箱14可以布置在反应仓30的上、下、左、右或四周等多个位置、并能根据工作程序要求由自身的控制机构伸缩自如，风箱亦可被其他能改变容积的容器所代替，如配有能伸缩活塞的气缸。