CN211234022U - 一种高温尾气降温装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高温尾气降温装置，包括有过渡扩口和分岐管，若干根分岐管与过渡扩口，每一分岐管包括有至少四段结构，至少从第一段管至倒数第二段管均为入口端大于出口端的结构；在相邻两段管的对接处均设置为断面结构，以形成后一段管的断面空气吸入口，使得除第一段管外其它每一段管的入口端均具有两个入口，即尾气入口和断面空气吸入口。本实用新型采用吸放混合降温散热，热气流分散散热、分段吸入冷空气混合降温，通过断面破口压缩螺旋出口，以风流压力带入冷空气混合。经过多段吸入空气后，有效增大冷却空气量，使得排烟口最终排出的尾气温度可降至70℃以内，提高使用的安全性，并且更为节能环保。
Description
技术领域
本实用新型涉及高温尾气降温装置技术领域，尤其涉及一种用于发电机等设备排出的高温尾气进行降温的装置。
背景技术
发电机、引擎等设备在运行时都会产生高温尾气，其温度可达600度以上，传统一般只是通过消声器后就排放出去，此时的尾气温度还有400度左右，排出后的安全隐患很大，既可能烤坏植物，也可能毁坏财物，如碰到人体则会造成人身伤害事故。为此，人们在研究各种办法以尽量降低最后排出尾气的温度，但是，目前所采用的方式均难以达到理想的效果，究其原因，主要存在以下问题：第一，为了能将尾气温度降到100度以下，目前多采用复杂的冷却系统，包括液冷系统，这样不仅成本高，需要较长的安装工期，而且适用场景的限制较多，在很多场合无法使用；第二，为了提高适用范围，有人设计了一些简化的降温装置，但这类降温装置由于结构设计常规，降温结构并不能使热气与冷空气充分、长时间接触及混合，导致降温效果不好，通常难以实现将尾气温度降到100度以下。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种实现结构简单、降温效果好、无需采用液冷结构、降温结构设计独特、可多次引入冷空气对热气进行分段多次降温的高温尾气降温装置。
为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种高温尾气降温装置，其特征在于：其降温结构包括有用于将高温尾气导入的过渡扩口和用于对高温尾气进行冷却降温的分岐管，若干根分岐管与过渡扩口连接以使高温尾气导入分岐管内，各分岐管所具有的流通量之和大于过渡扩口的导入流量；每一分岐管包括有至少四段结构，即至少包括有第一段管、第二段管、第三段管和第四段管，至少从第一段管至倒数第二段管均为入口端大于出口端的结构；在相邻两段管的对接处均设置为断面结构，以形成后一段管的断面空气吸入口，使得除第一段管外其它每一段管的入口端均具有两个入口，即尾气入口和断面空气吸入口，通过断面空气吸入口将该段管的内部与外部连通，以使在高温尾气进入该段管的同时通过断面空气吸入口吸入外部的冷空气对高温尾气进行冷却；所述断面结构由位于前一段管尾部的阻流板形成，阻流板朝分岐管内部凹陷以使后一段管的入口端形成断面，并通过阻流板使分岐管的每一段管的出口端小于入口端，以使进入后一段管的尾气流量逐渐变小。
优选地，所述阻流板为螺旋结构，其横截面呈S型扭曲，阻流板与分岐管的管壁为一体结构，由分岐管的管壁朝出口端逐渐凹陷而成，并且在每一段管出口端的凹陷度达到最大。
优选地，每一分岐管包括有四段结构，即第一段管、第二段管、第三段管和第四段管，从第一段管至第三段管均为入口端大于出口端的结构，第四段管为完整的圆管；各段管之间的断面空气吸入口朝向不同的方向，比如第二段管与第一段管之间的断面空气吸入口设置在上面，第三段管与第二段管之间的断面空气吸入口设置在下面，第四段管与第三段管之间的断面空气吸入口设置在侧面，如此错开位置。
优选地，第二段管与第一段管之间的断面空气入口尺寸与第一段管的出口端尺寸相同，通过第一段管的S型阻流板末端将第一段管的出口端减小至其入口端的一半，以使通过第一段管进入第二段管的尾气减少一半，同时通过第二段管与第一段管之间的断面空气入口进入等量的冷空气与尾气混合。
优选地，第三段管与第二段管之间的断面空气入口尺寸为第二段管出口端尺寸的一半（即分岐管入口的三分之一），通过第二段管的S型阻流板末端将第二段管的出口端减小至其入口端的三分之一，以使通过第二段管进入第三段管的尾气减少三分之一，同时通过第三段管与第二段管之间的断面空气入口增加三分之一的冷空气与尾气混合。
优选地，第四段管与第三段管之间的断面空气入口尺寸为第三段管出口端尺寸的三分之一，通过第三段管的S型阻流板末端将第三段管的出口端减小至其入口端的四分之一，以使通过第三段管进入第四段管的尾气减少三分之一，同时通过第四段管与第三段管之间的断面空气入口增加四分之一的冷空气与尾气混合。
进一步地，在过渡扩口的端部设置有一密封固定盖，各分岐管的固定在该固定盖中，以使高温尾气能全部进入分岐管中。
进一步地，过渡扩口为喇叭形状，其尾部连接有一防护网罩，防护网罩将全部的分岐管都罩在里面；防护网罩采用不锈钢制成，厚度为0.8mm，其侧壁上均布进气孔，冷空气经防护网罩的进气孔进入断面空气入口；在防护网罩的尾端固定有一端盖，各分岐管的出口均设置在该端盖中，经降温后的尾气通过出口排到外部。
优选地，所有分歧管的入口总面积为过渡扩口入口面积的两倍，也就是说各分岐管总的最大空气流通量为过渡扩口入口处的最大流通量的两倍，这样可以确保即使第一段管的出口端减小一半，但还能够容纳由过渡扩口进入的全部尾气，以免造成排气不畅。
优选地，过渡扩口的入口与消声器的排气管连接，高温尾气经过消声器初步降温后再进入过渡扩口。
第一段管与第二段管的断面空气吸入口压缩在1/2范围，改变气流旋转压缩口，利用空气动力学原理，使高温旋转出风卷入外部空气混合冷却，减少管内1/2的热气流量、增加1/2冷空气吸入混合，实现首次降温；第二段管与第三段管的断面空气吸入口压缩在1/3范围，减少管内1/3的热气流量、增加1/3冷空气吸入混合，实现二次降温，保持管内热量流通，减小排气阻力；第三段管与第四段管的断面空气吸入口压缩在1/4范围，减少管内1/4的热气流量、增加1/4冷空气吸入混合，实现三次降温；断面空气吸入口分别从不同方向进入，保持管内流量；通过三段混合空气降温，第一段混合后尾气温度降低150℃左右，第二段混合后尾气温度降低130℃左右，第三段混合后尾气温度降低100℃左右，总共降低380℃左右。发电机尾气出口温度一般为600℃左右，经过消声器排出的尾气温度为400℃左右，同时由于尾气可以存在几十度的温度误差，因此经过三段混合空气降温后，可确保最终排出的尾气温度不超过70℃。
本实用新型根据风流压力方式、利用空气动力学原理，通过吸放混合降温散热，热气流分散散热、分段吸入冷空气混合降温，通过断面破口压缩螺旋出口，以风流压力带入冷空气混合。从而改变传统一直采用一段式的降温结构，以及通常只通过增加长度或内径来增加空气吸入量的方式。经过多段吸入空气后，有效增大冷却空气量，使得排烟口最终排出的尾气温度可降至70℃以内，提高使用的安全性，并且更为节能环保。在实际应用时可根据发动机排烟背压来增加或减少分岐管的总数及段数，确保发动机正常运行。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图2为本实用新型另一角度的结构示意图（拆除端盖）；
图3为分岐管的立体结构示意图；
图4为分岐管从出口端看的结构示意图；
图5为分岐管从入口端看的结构示意图；
图6为气体流向示意图。
图中，1为过渡扩口，2为固定盖，3为分岐管，31为第一段管，32为第二段管，33为第三段管，34为第四段管，35为断面空气吸入口，36为入口端，37为出口端，38为阻流板，4为防护网罩，5为端盖，6为消声器，61为排气管。
具体实施方式
本实施例中，参照图1-图6，所述高温尾气降温装置，其降温结构包括有用于将高温尾气导入的过渡扩口1和用于对高温尾气进行冷却降温的分岐管3，若干根分岐管3与过渡扩口1连接以使高温尾气导入分岐管3内，各分岐管3所具有的流通量之和大于过渡扩口1的导入流量，以便能够容纳全部的尾气；每一分岐管3包括有至少四段结构，即至少包括有第一段管31、第二段管32、第三段管33和第四段管34，至少从第一段管31至倒数第二段管均为入口端36大于出口端37的结构；在相邻两段管的对接处均设置为断面结构，以形成后一段管的断面空气吸入口35，使得除第一段管31外其它每一段管的入口端36均具有两个入口，即尾气入口（即前一段管的出口端）和断面空气吸入口35，通过断面空气吸入口35将该段管的内部与外部连通，以使在高温尾气进入该段管的同时通过断面空气吸入口35吸入外部的冷空气对高温尾气进行冷却；所述断面结构由位于前一段管尾部的阻流板38形成，阻流板38朝分岐管3内部凹陷以使后一段管的入口端36形成断面，并通过阻流板38使分岐管3的每一段管的出口端37小于入口端36，以使进入后一段管的尾气流量逐渐变小。
所述阻流板38为螺旋结构，其横截面呈S型扭曲，阻流板38与分岐管3的管壁为一体结构，由分岐管3的管壁朝出口端逐渐凹陷而成，并且在每一段管出口端37的凹陷度达到最大。
每一分岐管3包括有四段结构，即第一段管31、第二段管32、第三段管33和第四段管34，从第一段管31至第三段管33均为入口端大于出口端的结构，第四段管34为完整的圆管；各段管之间的断面空气吸入口35朝向不同的方向，比如第二段管32与第一段管31之间的断面空气吸入口35设置在上面，第三段管33与第二段管32之间的断面空气吸入口35设置在下面，第四段管34与第三段管33之间的断面空气吸入口35设置在侧面，如此错开位置。
第二段管32与第一段管31之间的断面空气入口35尺寸与第一段管31的出口端37尺寸相同，通过第一段管31的S型阻流板38末端将第一段管31的出口端37减小至其入口端36的一半，以使通过第一段管31进入第二段管32的尾气减少一半，同时通过第二段管32与第一段管31之间的断面空气入口35进入等量的冷空气与尾气混合。
第三段管33与第二段管32之间的断面空气入口35尺寸为第二段管32出口端37尺寸的一半（即每根分岐管入口的三分之一），通过第二段管32的S型阻流板38末端将第二段管32的出口端37减小至其入口端36的三分之一，以使通过第二段管32进入第三段管33的尾气减少三分之一，同时通过第三段管33与第二段管32之间的断面空气入口35增加三分之一的冷空气与尾气混合。
第四段管34与第三段管33之间的断面空气入口35尺寸为第三段管33出口端37尺寸的三分之一，通过第三段管33的S型阻流板38末端将第三段管33的出口端37减小至其入口端36的四分之一，以使通过第三段管33进入第四段管34的尾气减少三分之一，同时通过第四段管34与第三段管33之间的断面空气入口35增加四分之一的冷空气与尾气混合。
在过渡扩口1的端部设置有一密封固定盖2，各分岐管3的固定在该固定盖2中，以使高温尾气能全部进入分岐管3中。
过渡扩口1为喇叭形状，其尾部连接有一防护网罩4，防护网罩4将全部的分岐管3都罩在里面；防护网罩4采用不锈钢制成，厚度为0.8mm，其侧壁上均布进气孔，冷空气经防护网罩4的进气孔进入断面空气入口35；在防护网罩4的尾端固定有一端盖5，各分岐管3的出口均设置在该端盖5中，经降温后的尾气通过出口排到外部。
所有分歧管3的入口总面积为过渡扩口1入口面积的两倍，也就是说各分岐管3总的最大空气流通量为过渡扩口1入口处的最大流通量的两倍，这样可以确保即使第一段管31的出口端减小一半，但还能够容纳由过渡扩口1进入的全部尾气，以免造成排气不畅。
过渡扩口1的入口与消声器6的排气管61连接，高温尾气经过消声器6初步降温后再进入过渡扩口1。
第一段管31与第二段管32的断面空气吸入口35压缩在1/2范围，改变气流旋转压缩口，利用空气动力学原理，使高温旋转出风卷入外部空气混合冷却，减少管内1/2的热气流量、增加1/2冷空气吸入混合，实现首次降温；第二段管32与第三段管33的断面空气吸入口35压缩在1/3范围，减少管内1/3的热气流量、增加1/3冷空气吸入混合，实现二次降温，保持管内热量流通，减小排气阻力；第三段管33与第四段管34的断面空气吸入口35压缩在1/4范围，减少管内1/4的热气流量、增加1/4冷空气吸入混合，实现三次降温；断面空气吸入口35分别从不同方向进入，保持管内流量；通过三段混合空气降温，第一段混合后尾气温度降低150℃左右，第二段混合后尾气温度降低130℃左右，第三段混合后尾气温度降低100℃左右，总共降低380℃左右。发电机尾气出口温度一般为600℃左右，经过消声器排出的尾气温度为400℃左右，同时由于尾气可以存在几十度的温度误差，因此经过三段混合空气降温后，可确保最终排出的尾气温度不超过70℃。
以上已将本实用新型做一详细说明，以上所述，仅为本实用新型之较佳实施例而已，当不能限定本实用新型实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本实用新型涵盖范围内。
Claims (10)
1.一种高温尾气降温装置，其特征在于：其降温结构包括有用于将高温尾气导入的过渡扩口和用于对高温尾气进行冷却降温的分岐管，若干根分岐管与过渡扩口连接以使高温尾气导入分岐管内，各分岐管所具有的流通量之和大于过渡扩口的导入流量；每一分岐管包括有至少四段结构，即至少包括有第一段管、第二段管、第三段管和第四段管，至少从第一段管至倒数第二段管均为入口端大于出口端的结构；在相邻两段管的对接处均设置为断面结构，以形成后一段管的断面空气吸入口，使得除第一段管外其它每一段管的入口端均具有两个入口，即尾气入口和断面空气吸入口，通过断面空气吸入口将该段管的内部与外部连通，以使在高温尾气进入该段管的同时通过断面空气吸入口吸入外部的冷空气对高温尾气进行冷却；所述断面结构由位于前一段管尾部的阻流板形成，阻流板朝分岐管内部凹陷以使后一段管的入口端形成断面，并通过阻流板使分岐管的每一段管的出口端小于入口端，以使进入后一段管的尾气流量逐渐变小。
2.根据权利要求1所述的高温尾气降温装置，其特征在于：所述阻流板为螺旋结构，其横截面呈S型扭曲，阻流板与分岐管的管壁为一体结构，由分岐管的管壁朝出口端逐渐凹陷而成，并且在每一段管出口端的凹陷度达到最大。
3.根据权利要求1所述的高温尾气降温装置，其特征在于：每一分岐管包括有四段结构，即第一段管、第二段管、第三段管和第四段管，从第一段管至第三段管均为入口端大于出口端的结构，第四段管为完整的圆管；各段管之间的断面空气吸入口朝向不同的方向。
4.根据权利要求1-3任一项所述的高温尾气降温装置，其特征在于：第二段管与第一段管之间的断面空气入口尺寸与第一段管的出口端尺寸相同，通过第一段管的S型阻流板末端将第一段管的出口端减小至其入口端的一半，以使通过第一段管进入第二段管的尾气减少一半，同时通过第二段管与第一段管之间的断面空气入口进入等量的冷空气。
5.根据权利要求1-3任一项所述的高温尾气降温装置，其特征在于：第三段管与第二段管之间的断面空气入口尺寸为第二段管出口端尺寸的一半，通过第二段管的S型阻流板末端将第二段管的出口端减小至其入口端的三分之一，以使通过第二段管进入第三段管的尾气减少三分之一，同时通过第三段管与第二段管之间的断面空气入口增加三分之一的冷空气。
6.根据权利要求1-3任一项所述的高温尾气降温装置，其特征在于：第四段管与第三段管之间的断面空气入口尺寸为第三段管出口端尺寸的三分之一，通过第三段管的S型阻流板末端将第三段管的出口端减小至其入口端的四分之一，以使通过第三段管进入第四段管的尾气减少三分之一，同时通过第四段管与第三段管之间的断面空气入口增加四分之一的冷空气。
7.根据权利要求1所述的高温尾气降温装置，其特征在于：在过渡扩口的端部设置有一密封固定盖，各分岐管的固定在该固定盖中，以使高温尾气能全部进入分岐管中。
8.根据权利要求1所述的高温尾气降温装置，其特征在于：过渡扩口为喇叭形状，其尾部连接有一防护网罩，防护网罩将全部的分岐管都罩在里面；防护网罩采用不锈钢制成，其侧壁上均布进气孔；在防护网罩的尾端固定有一端盖，各分岐管的出口均设置在该端盖中。
9.根据权利要求1所述的高温尾气降温装置，其特征在于：所有分歧管的入口总面积为过渡扩口入口面积的两倍。
10.根据权利要求1所述的高温尾气降温装置，其特征在于：过渡扩口的入口与消声器的排气管连接。
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Cited By (2)
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