CN115539407A - 一种空气高压高温装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种空气高压高温装置,其特征在于:包括空气过滤室、空气处理装置、变频高速电机、热空气储罐、输气管;本发明利用空气进行碰撞,让空气快速的升温升压,其产生高温高压的空气在储能发电、供暖、干燥领域都带来积极的效果,而且无任何污染,因此在节能环保、清洁能源利用、安全生产、碳排放管控等方面具有可持续发展的远大前景。
Description
技术领域
本发明涉及气体热工机械设备领域,具体为一种空气高压高温装置。
背景技术
空气压缩机、风机广泛应用于鼓风引风、曝气增氧、粉体输送等行业,常用的类型有离心叶轮、高压涡流、罗茨叶轮挤压、螺杆等工艺结构,上述类型压缩机、风机主要用于空气增压通过管道输送应用在各行各业;然而,现有的技术设备都是只具备增压功能而已,没法实现高压的同时具备高温,而既能使空气增压同时可以加温的高效功能风机技术,一直是供热取暖、工业干燥装备科研人员研究探索的方向。
实用新型内容
本发明所要解决的空压热风机技术是提供一种结构简单、功耗低、压力大、温度高、反应快速无需外加电源加热、无排放、无污染的一种清洁能源,是将空气高速动能转化为热能,属于空气动能热风机。
本发明以如下技术方案解决上述技术问题:
一种空气高压高温装置,其特征在于:包括空气过滤室、空气处理装置、变频高速电机、热空气储罐、输气管;所述空气过滤室置于所述空气处理装置下方,所述空气处理装置包括两个进风管、出风口、壳体、转动轴、左螺旋叶轮、右螺旋叶轮;所述左螺旋叶轮和右螺旋叶轮成镜面对称的固定在所述转动轴上,所述左螺旋叶轮和右螺旋叶轮之间设置有撞击区;所述左螺旋叶轮和右螺旋叶轮为变径变距设置;所述左螺旋叶轮和右螺旋叶轮为具有左右导向导流功能的结构;两个所述进风管分别设置于所述左螺旋叶轮和右螺旋叶轮的下方,两个所述进风管有一端伸入所述空气过滤室里;所述转动轴和所述变频高速电机连接;所述输气管一端连接所述出风口,另一端连接所述热空气储罐。
进一步地,所述左螺旋叶轮和右螺旋叶轮为单头螺旋叶片结构。
进一步地,所述左螺旋叶轮和右螺旋叶轮至少有两头螺旋叶片结构。
进一步地,所述撞击区左侧设置有左侧阻气档盘、右侧设置有右侧阻气档盘。
进一步地,所述热空气储罐还设置有压力传感器、温度传感器。
进一步地,所述输气管上还设置有单向止回阀。
进一步地,还包括控制系统,所述控制系统包括PLC、压力/温度模块、4G工业触摸屏、变频控制器、远程通信接收器。
进一步地,所述进风管为倒锥型结构。
进一步地,所述空气过滤室为四个方向进风口。
本发明结构简单、功耗低、其多级增压增温技术原理是空气经强烈撞击后,二股或多股对流空气在物理高压撞击中显著强化磨擦起温的功能原理,高压双涡流撞击产生高温可以从空气经过双涡流撞击区磨擦起温而产生的动能热学原理的分析中找到重要理论依据,首先,左右对流的二股或多股空气在增压增温区高速强烈的撞击下促使该区段内工作压力骤升,并且稳定保持高压状态,经撞击、高速磨擦后而产生强大的压力能量使空气流体温度在短时间内迅速提高,从而空气流体的压力、温度的正面接触点完全满足热风机产生高压高温流量的工作条件,并且空压热风机在多级变径变距螺旋叶轮主轴设计上具有绝对的动平衡结构优势,该结构优势超越了单向叶轮驱动的动力平衡,避免了同类设备运行中的无功消耗较大的状况,改变了常规离心叶轮风机主轴动平衡差异的缺点,这是双向空压热风机工作高效和节能相结合并且无需外电源加温的显著特点,是高能物理技术应用于热风机的创新新技术。
本发明空压热风机设备的自动化控制技术,在不同行业中对热空气的应用都可以通过设置最佳参数按不同的行业标准使用,可以进一步提高设备工作时的稳定可靠性能,其经过一级过滤的空气在机内增压加热后得到的清洁热源可广泛应用于储能发电、保温取暖、工业干燥等环保节能工程项目领域中使用。
本发明的有益效果有:
1.与现有的空气增压机、风机相比,本发明制造的高压空气还带着高温,而且在相同能耗的情况下,本发明能产生更高压强、更高温度的空气。
2.与现有的空气增压机、风机相比在相同能耗的情况下,本发明能产生更高压强、更高温度的空气,本发明制造的空气压力可达2.5-5Mpa,温度可达180-280℃。
3.本发明可以应用在暖通、储能发电工程、工业干燥等领域;在供暖作业时,本发明无需进行二次加压,进一步的减少了工程投资、节省了能源的损耗、提供了清洁纯净环保暖气;在储能发电工程项目中应用,比现有在低谷储气发电大幅度增加了以电发电的效率,故在现有非助燃压缩空气发电技术效能方面可以提高10-20%能效指标,(现有储气以电发电的效率达62.7%);本发明结构简单、功能强大,在各应用领域配套技术成熟,过程既没有产生污染,又环保节能的积极效果
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图;
图2为本发明空气处理装置的内部结构示意图;
图3为本发明左螺旋叶轮和右螺旋叶轮的一种侧视图;
图4为本发明控制系统的连接图;
图中:1-空气过滤室;2-空气处理装置;21-第一进风管;22-第二进风管;23-出风口;24-壳体;25-转动轴;26-左螺旋叶轮;27-右螺旋叶轮;28-撞击区;29-左侧阻气档盘;30-右侧阻气档盘;31-左侧阻气凹槽、32-右侧阻气凹槽;3-变频高速电机;4-热空气储罐;41-压力传感器;42-温度传感器;5-输气管。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
一种空气高压高温装置,其特征在于:包括空气过滤室1、空气处理装置2、变频高速电机3、热空气储罐4、输气管5;所述空气过滤室1置于所述空气处理装置2下方,所述空气处理装置2包括两个进风管、出风口23、壳体24、转动轴25、左螺旋叶轮26、右螺旋叶轮27、撞击区28;左侧阻气档盘29、右侧阻气档盘30;为了更好的陈述本方案,我们把两个进风管定义为第一进风管21和第二进风管22;所述左螺旋叶轮26和右螺旋叶轮27成镜面对称的固定在所述转动轴25上,所述左螺旋叶轮26和右螺旋叶轮27之间没有接触,彼此之间设置有撞击区28,优选地,所述左螺旋叶轮26和右螺旋叶轮27为具有左右导向导流功能的结构;进一步地,为了升温升压的效果更加理想,所述左螺旋叶轮26和右螺旋叶轮27变径变距设置;进一步地,所述左螺旋叶轮26和右螺旋叶轮27为单头或多头螺旋叶片结构;进一步地,为了升温的效果更加理想,能使撞击气流增加滞留时间,所述的撞击区28左右侧设置有左侧阻气档盘29及右侧阻气档盘30;进一步地,为了升温升压的效果更加理想,能使撞击气流增加滞留时间,所述壳体24筒体内壁设置有左侧阻气凹槽31、右侧阻气凹槽32;所述第一进风管21一端设置于所述左螺旋叶轮26的下方,另一端伸进所述空气过滤室1里;所述第二进风管22一端设置于所述右螺旋叶轮27的下方,另一端伸进所述空气过滤室1里;优选地,所述第一进风管21、所述第二进风管22为倒锥型结构;所述转动轴25和所述变频高速电机3连接;所述输气管5一端连接所述出风口23,另一端连接所述热空气储罐4;高温高压气体通过所述输气管5流向所述热空气储罐4里,所述热空气储罐4上设置有压力传感器41、温度传感器42;进一步地,为了防止气体反流,所述输气管上还设置有单向止回阀(图中未画出)。
进一步地,所述空气高压高温装置还包括控制系统;所述控制系统包括PLC、压力/温度模块、4G工业触摸屏、变频控制器、远程通信接收器组成;PLC、触摸屏、变频控制器联接485通迅接口,设备机组运行通过压力传感器、温度传感器传送的压力、温度信号经变送输出模拟量信号到PLC,PLC信号指令变频器,变频器通过压力/温度信号输出频率控制驱动电机的转速,以主电机转速达到设置的空气压力/温度等值,保障整个系统工程高效节能运行,控制系统内置工业PLC计算功能工况反应快速,基于Android4.0.3平台、甚于阿里云平台,运行安全可靠,可通过手机或电脑端查看全国各地的产品使用情况,支持多个客户端同时登陆访问触摸屏,支持Ios,Android,PC等客户端随时随地实时控制和监控。
本发明的实施过程为:变频高速电机驱动转动轴上的左螺旋叶轮和右螺旋叶轮转动,由于左螺旋叶轮和右螺旋叶轮具有左右导向导流的功能,二股或多股空气从第一进风管、所述第二进风管输入,二股对流空气经左螺旋叶轮和右螺旋叶轮导流向撞击区推进时即迅速产生强烈的旋涡流冲击,从而使撞击区内压力温度骤升,经双涡流撞击后空气的压力、温度迅速提升,即完成空气之间的传热、增压过程,双涡流撞击过程中空气产生的压力、温度在控制系统根据工艺要求设置参数完成,双向气流从左右侧阻气盘上圆孔穿过进入撞击区产生高温压缩空气经出风口进入输气管最后进入热空气储罐,热空气储罐联接下一段应用领域(如储能发电、供暖工程、干燥工程等)。
本发明工作时控制系统主要通过安装在热空气储罐4上面的压力传感器41,温度传感器42的信号传送到压力/温度模块,压力/温度模块根据压力传感器41和温度传感器42信号反馈模拟信号到PLC,PLC指令变频器,变频器调整运行频率控制变频高速电机3的运行速度来控制空气介质的压力及温度,从而完成针对整个空压热风机运行过程的控制,空压热风机工作的高效制温功能,因其无需外加电源加热空气介质,所以在同样功耗条件下较常规电能加热空气设备节能100%以上,其采用多级双向变径变距螺旋叶轮经双涡流撞击空气在阻气挡盘作用下滞留气体温度及压力较常规螺杆空压机提高2-3倍以上,其采用高频高速电机工况预置可以在0.5S时间内快速反应,较常规空压机流量提高2-3倍以上。
以下为本发明和螺杆空气压缩机的数据对比:
空压热风机以高压(可以超高压)、高温、快速反应的效率可以在特殊工程领域产生积极效果,因此在节能环保、清洁能源利用、安全生产、碳排放管控等方面具有可持续发展的远大前景。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种空气高压高温装置,其特征在于:包括空气过滤室、空气处理装置、变频高速电机、热空气储罐、输气管;所述空气过滤室置于所述空气处理装置下方,所述空气处理装置包括两个进风管、出风口、壳体、转动轴、左螺旋叶轮、右螺旋叶轮;所述左螺旋叶轮和右螺旋叶轮成镜面对称的固定在所述转动轴上,所述左螺旋叶轮和右螺旋叶轮之间设置有撞击区;所述左螺旋叶轮和右螺旋叶轮为变径变距设置;所述左螺旋叶轮和右螺旋叶轮为具有左右导向导流功能的结构;两个所述进风管分别设置于所述左螺旋叶轮和右螺旋叶轮的下方,两个所述进风管有一端伸入所述空气过滤室里;所述转动轴和所述变频高速电机连接;所述输气管一端连接所述出风口,另一端连接所述热空气储罐。
2.根据权利要求1所述的一种空气高压高温装置,其特征在于:所述左螺旋叶轮和右螺旋叶轮为单头螺旋叶片结构。
3.根据权利要求1所述的一种空气高压高温装置,其特征在于:所述左螺旋叶轮和右螺旋叶轮至少有两头螺旋叶片结构。
4.根据权利要求1所述的一种空气高压高温装置,其特征在于:所述撞击区左侧设置有左侧阻气档盘、右侧设置有右侧阻气档盘。
5.根据权利要求1所述的一种空气高压高温装置,其特征在于:所述热空气储罐还设置有压力传感器、温度传感器。
6.根据权利要求1所述的一种空气高压高温装置,其特征在于:所述输气管上还设置有单向止回阀。
7.根据权利要求1所述的一种空气高压高温装置,其特征在于:还包括控制系统,所述控制系统包括PLC、压力/温度模块、4G工业触摸屏、变频控制器、远程通信接收器。
8.根据权利要求1所述的一种空气高压高温装置,其特征在于:所述进风管为倒锥型结构。
9.根据权利要求1所述的一种空气高压高温装置,其特征在于:所述空气过滤室为四个方向进风口。
10.根据权利要求1所述的一种空气高压高温装置,其特征在于:所述壳体内设置有左侧阻气凹槽、右侧阻气凹槽。
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