涡流器的制作方法

专利名称：涡流器的制作方法
技术领域：
本发明涉及增压设备、吸气设备、喷雾设备、反应器设备、尾气净化设备领域，具体 是一种涡流器。可广泛用于流体加压、输送、吸气等领域。可作为水泵、增压泵、真空泵、自 吸泵、泥浆泵、清淤泵、气泵、风机、空气压缩机、吸尘器、吸气设备、真空机等使用，可产生超 高压力和超高吸力。也可作为喷雾器使用，可产生高压、超细喷雾。也可作为反应器使用， 可在涡流器内形成特殊的反应条件环境，完成特殊的化学、物理反应。也可作为脱硫、脱硝 等的尾气净化设备，可彻底分离、处理二氧化碳、氮氧化物、硫氧化物，可使它们分子结构被 分离，象电解水一样被彻底分离。
背景技术：
现有的增压设备，主要有水泵、真空泵、罗茨泵、泥浆泵、风机、罗茨风机、离心增压 器、柱塞式压缩机、漩涡泵、螺杆泵、磁力泵、离心泵、隔膜泵、齿轮泵、涡轮增压器等，普遍存 在增压能力有限、流量有限、吸力有限、噪音太大、能耗太高、造价太高等缺陷。吸尘器、吸气 设备、真空机也存在难以产生更高的吸力等缺陷。现有的喷雾设备存在无法产生更细雾滴，无法产生更高压力的喷雾气流等缺陷。现有的反应器也存在设备造价太高，运行成本太高等诸多缺陷。现有的脱硫、脱硝尾气净化设备造价太高，能耗太大，净化效果不理想，不能完全 净化，存在副产品难以处理、二次污染等缺陷。二氧化碳、氮氧化物、硫氧化物分离直接成为 一个不可能的设想。

发明内容
本发明提供一种涡流器，采用全新的增压方式，采用全新的增压原理，充分利用流 体运动，利用从中心到外围转速递增的涡流，使流体自动从涡流中心区吸入涡流中，使流体 在从涡流中心到涡流外围的运动过程中受涡流影响，在圆周运动离心力的作用下从涡流室 中甩出，利用从中心到外围转速递增的涡流实现流体增压。利用圆半径越长圆周长越长的特点，当圆内各点都围绕圆心做相同转速的圆周运 动时，离圆心越远的点的圆周运动的线速度越高，在离心力的共同作用下，使从圆心到圆外 围的运动形成一个具有加速度的抛物线运动，使从圆中心区进入这个圆周运动的场中的流 体在离心力的作用下向圆外围的运动过程中，受流体粒子之间的相互摩擦以及运动加速度 的共同作用下形成一个从中心到外围转速递增的涡流，这个涡流可以产生一个向涡流外围 的力，这个力具有加速度，这个力可以大大提高涡流外围的流体压力，同时使流体具有更快 的运动速度。涡流最外围的转速与涡流室内壁的转速相等，涡流中心的转速为0。涡流室转速越 高，从中心到外围转速递增的涡流转速递增越快。涡流外围圆周运动速度最高，产生的离心 力最大，流体粒子作用于涡流室内壁的压力最大，同时涡流室内的所有流体粒子都产生向 涡流内壁的压力，压力通过流体传递到涡流室边缘，使涡流室边缘的气体压力提高。
涡流场中的每一个点相互之间都存在相对运动，运动使每个点相互之间产生相互 作用力，涡流场中的流体粒子距离涡流中心越远，它的线速度越快，与它相邻的涡流中心方 向的粒子的线速度更低，它们之间会发生摩擦，会产生一个滚动摩擦力。涡流轮转速达到一定速度时，粒子从涡流室进口进入涡流室后，受高速涡流影响， 粒子向涡流外围的运动过程中，受涡流场的影响使粒子自身的场被突然加速旋转，这种突 然加速旋转的旋转加速度达到一定程度时会打破粒子自身场的平衡，使粒子外形发生变 化。粒子是一个立体空间，是一个弹性空间，是一个球形场。涡流内粒子的运动速度 离飞轮轴心越远线速度越快，涡流中心到涡流外围相邻的粒子之间存在一个旋转揉搓摩擦 力，粒子向涡流外围的运动过程中会受到一个来自涡流的旋转搓搂摩擦力，就像用手搓搂 面团一样，使静态的球形粒子被快速的揉搓变成旋转的线形粒子，线形粒子的长轴在涡流 轮旋转作用下始终保持与传动轴平行，线形粒子以长轴为旋转轴高速旋转，转速与涡流轮 转速同步。原字变为线形粒子后会表现为特殊的等离子特性，会形成一种特殊的等离子体。 涡流室既是一个涡流产生室也是一个线形粒子产生器，也是一个等离子产生器。涡流场对涡流中的物体存在一个揉搓、分离的力，这个力随涡流转速的提高同步 提高。这个力可以很好地使流体被分离、掺混均勻，利用这一点可以很好地避免泵的汽蚀问 题；也可以使液体与空气更好的混合均勻，使气流形成均勻的喷雾；利用这个力也可以将 分子分离，使分子结构被破坏，使分子象电解水一样被分离，会把分子分离成原子，把原子 搓成线形。这个力是个巧力，可以说是四两拨千斤。分子是个柔性空间，有弹性，很容易被变形、分离，原子也是个柔性空间，很容易被 变形，所有的微观粒子都具有这些类似的特点。分子分离成原子冲出涡流器后，在一定的外 界环境温度下，不会重新反应生成原来的分子。原子变为线形粒子后会表现为特殊的等离子特性，会形成一种特殊的等离子体， 该等离子体会表现出很多特殊的化学、物理特性，利用这些特性，可以实现很多特殊的物 理、化学反应，可以生产出很多现有技术无法生产的新材料、新化合物、新产品，会生产出很 多未知的新材料、新化合物、新产品。线形粒子大大减少了粒子之间的间隙，使粒子之间的排列更加紧密，使流体密度 大大提高，使涡流室的增压效果大大提高。当流体冲出涡流器后，这种排列被重新打乱，粒 子外形会重新变为球形，会使粒子体积大大提高，会使粒子之间的间隙大大加大，致使流体 压力大大提高。涡流室的增压原理与离心压缩机的增压原理是截然不同的，离心压缩机靠的是转 子的旋转，它的增压效果是有限的。转子转速很高时，流体与转子之间的摩擦大大制约了转 子转速的进一步提高，制约了流体的运动速度提高，制约了流体压力的进一步提高。离心压 缩机内流体从中心到外围压力递增的加速度较小，涡流室内气流从中心到外围压力递增的 加速度较大，两者增压的效果天壤之别。在涡流中心可以产生负压环境，可以将流体吸入涡流，可产生吸力，可产生超高吸 力。可作为吸尘器、吸气设备、真空机、真空泵、自吸泵等使用。利用涡流的掺混作用，使涡流器的喷射气流成为喷雾气流，可以形成很好的雾化 效果，可以产生超细雾滴，可以产生出高压喷射气雾。
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涡流器可以使液体与气流充分混合，使液体被气流充分切割，使液体与气流充分 分离、混合，可以形成纳米级雾滴，雾滴可以达到极小，可以使物质达到纳米级，可以生产出 纳米材料。本涡流器可广泛应用于各种需要雾化设备的领域。可用它生产多种纳米材料、生 产纳米金属、非金属粉末等、可广泛应用于材料工业等领域。本涡流器可用于金属火焰喷涂、可用于雾化冷却领域、雾化干燥领域、发动机燃料 雾化、重油雾化、水煤浆雾化、印染中的颜料雾化、农药喷洒、灭火喷洒、增湿、消毒、除异味、 造雾、制药、吸入法给药治疗等诸多领域。利用涡流的作用，也可以使化学反应更充分、也可以使催化反应更充分。可在涡 流器内形成特殊的反应环境条件，完成特殊的化学、物理反应，可广泛应用于化工生产等领 域。利用涡流的作用，可以将分子分离，使分子结构被破坏，使分子象电解水一样被分 离。可以利用这一点完成对二氧化碳、硫氧化物、氮氧化物的彻底的分离处理净化。可广泛 应用于尾气净化处理领域，尾气净化处理后的副产品可作为新的能源或材料应用。本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现涡流器，包括壳体和传动轴，壳体内设壳体腔，壳体内安装传动轴，壳体腔内设置 涡流轮，传动轴与涡流轮连接，涡流轮内设涡流室，涡流室中部开设涡流室进口，涡流室外 周开设涡流室出口，壳体腔设有壳体腔进口，涡流室进口与壳体腔进口对应设置，壳体腔设 有壳体腔出口。涡流室内腔横截面呈圆形。涡流室出口内设流体通道，流体通道与涡流室内 腔横截面半径间夹角为Al。涡流室内壁设置成弧面结构。涡流室边缘设置成弧面结构，弧 面的弓面朝向涡流室内。涡流轮外部设置成锥面结构，壳体腔内壁对应涡流轮设置成锥形 结构。传动轴连接部位的涡流轮内设置回流通道。传动轴与壳体之间设置旋转密封装置。 涡流轮外部与壳体腔内壁之间设置旋转密封材料层。壳体腔进口连接管道。本发明的优点在于利用全新的增压方法，充分利用了圆周运动和流体运动，使流 体被涡流增压，增压效果随转速提高、涡流室半径加大同步提高，可产生出超高压力。涡流 器产生的吸力也随转速提高、涡流室半径加大同步加大。本涡流器利用了流体的自身运动产生增压，大大降低了机械部件与流体之间的摩 擦，降低了摩擦造成的能量损耗，大大降低了噪音、振动等。本涡流器不靠机械部件的机械 做功实现增压，而是靠流体自身运动实现增压，增压能力只受机械转速制约，不受机械材料 制约，这就大大降低了机械部件的材质要求，同时使增压能力可以相对无极限。本发明具有制造简单、制造成本低、使用成本低、维护费用低、使用寿命长、皮实耐 用、增压效果好、可产生超高压力和吸力、压力从低到高任意调节、压力范围值超宽等优点。本发明涡流器可广泛应用于各种需要增压设备的领域。可用它取代现有的所有风 机、罗茨风机、气泵、气体压缩机、气体增压器，可用它进行气液混杂物体加压输送、液固混 杂物体加压输送，可彻底避免泵的汽蚀问题，可作为水泵、真空泵、化工泵、泥浆泵、排污泵、 吸污泵、自吸泵、吸尘设备、吸气设备、真空机等使用，可广泛用于流体增压、输送、吸尘、容 器抽气、真空环境制造等领域。本涡流器可实现无泄漏，可彻底杜绝跑、冒、滴、漏问题，可广泛用于有毒、有害、易 燃、易爆等流体增压、输送。
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本涡流器作为排污泵、吸污泵使用时可彻底避免泵内堵塞，彻底实现无堵塞，可输 送长纤维杂质、大颗粒固体物等混杂的各种污水污物。本涡流器作为水泵，可实现大流量、高扬程、低能耗等功效，可广泛用于各种水力 工程、泵站、水资源调配等领域。可产生超高压水流，可作为水枪、水钻、锅炉供水等的增压 设备。本涡流器作为气泵，可广泛用于气流、气液输送等领域。可产生超高压力。本涡流器作为风机，可广泛用于各种行业，可大大降低噪音、降低能耗、提高风压、 提高流量，可差生超高风压，它可取代一切类型的风机。本涡流器可淘汰现有的所有类型的流体增压、输送、抽吸设备，它是一个万能的、 高效的流体增压、输送、抽吸设备。本涡流器也是一个超级雾化设备，既可产生纳米级雾滴，也可产生超高压气雾。本涡流器也是一个高级反应器设备，可创造出特殊的物理、化学反应条件，可加速 化学反应速度，提高反应效果。涡流器也是一个彻底的尾气处理净化设备，可彻底处理净化二氧化碳、氮氧化物、 硫氧化物、硫化氢等有害气体，可将它们的分子结构彻底分离破坏，使它们像电解水一样被 分离，可实现彻底净化。


附图1是本发明涡流器实施例之一的主视结构示意图；附图2是附图1中A-A向剖视结构示意图；附图3是本发明涡流器实施例之二的主视结构示意图；附图4是附图3中B-B向剖视结构示意图；附图5是本发明涡流器实施例之三的主视结构示意图；附图6是本发明涡流器实施例之四的主视结构示意图；附图7是本发明涡流器实施例之五的主视结构示意图；附图8是附图7中C-C向剖视结构示意图；附图9是本发明涡流器实施例之六的主视结构示意具体实施例方式本发明涡流器的主体结构包括壳体33和传动轴2，壳体33内设壳体腔36，壳体33 内安装传动轴2，壳体腔36内设置涡流轮39，传动轴2与涡流轮39连接，涡流轮39内设涡 流室4，涡流室4中部开设涡流室进口 3，涡流室4外周开设涡流室出口 6，壳体腔36设有壳 体腔进口 30，涡流室进口 3与壳体腔进口 30对应设置，壳体腔36设有壳体腔出口 31。壳体33的范围包括机座、机壳以及动力装置等，每一个部位都可统称做壳体。壳 体也可以和动力装置制成一体，形成一个整体的壳体。传动轴2可设置成实心轴也可设置成空心轴，利用传动轴实现动力输入，带动涡 流器工作。传动轴2连接动力装置实现动力输入，带动涡流器工作。动力装置可以使用电 机，也可以使用发动机等，动力装置可直接连接传动轴，也可通过变速、传动等装置与传动 轴连接。
动力装置与壳体可直接制成一体，可直接利用动力装置的转轴作为传动轴2，可利 用动力装置的轴承实现传动轴旋转稳定。为提高传动轴的转速可以使用高速电机，也可以 使用其它的高速动力装置。特殊需要时可以在动力装置上安装磁力轴承，可大大提高转速。传动轴与壳体之 间可留一定间隙，可避免传动轴与壳体之间产生摩擦，可使传动轴实现更高转速。动力装置可使用调速设备，调节涡流轮39转速，可使本涡流器的流量、压力任意 调节。在高楼供水中可根据压力调节转速，可利用微电子程序自动控制水泵转速，实现水压 稳定、水流量稳定。壳体33内设壳体腔36，壳体腔内腔横截面可设置成圆形，壳体腔外周的内壁可设 耐磨材料层增加壳体使用寿命。壳体33内安装传动轴2，传动轴2可通过轴承或其它形式的旋转稳定装置安装在 壳体33内。壳体33和动力装置制成一体时，传动轴2可以与动力装置转轴同轴设置，可利 用动力装置的轴承实现传动轴2旋转稳定。壳体腔36内设置涡流轮39，涡流轮39外围留出高压空腔区。除了高压空腔区外 涡流轮外部与壳体之间间隙越小越好，可减少高压流体从壳体内泄露出去。涡流轮旋转时，流体可在涡流轮外表面形成一个附面层，附面层厚度与涡流轮外 表面光滑度、流体密度、流体粘稠度等有关系。附面层内流体会向涡流轮外围甩出，可利用 向外围甩出的流体阻挡、化解高压流体向壳体外泄漏的压力，可利用附面层的这些特点减 少、杜绝流体向壳体外泄漏。为减少、杜绝泄漏，可根据需要，采用精密加工，尽量减少涡流轮外部与壳体之间 的间隙，使间隙小于涡流轮外部产生的附面层厚度。也可在涡流轮外部和壳体内部分别设 置石墨材料层，安装时使两个石墨材料层贴在一起，随着使用，石墨层之间会自动磨合出微 小的间隙，石墨层之间的微小间隙超过任何一种加工精度，石墨之间的润滑性可避免壳体 内壁与涡流轮外壁之间因震动造成的摩擦。石墨材料层可以使壳体与涡流轮之间的间隙达 到最小。传动轴2与涡流轮39连接，传动轴2要连接固定在涡流轮39中心，保证涡流轮39 旋转平衡稳定。涡流轮39内设涡流室4，涡流室可设置成横截面呈圆形的空腔，可更好的保持涡 流轮的动平衡，可使涡流室内更好的形成一个从中心到外围转速递增的涡流。涡流轮结构 相对于叶轮、涡轮等结构更加简单，造价更加低廉，增压效果更好。涡流室4中部开设涡流室进口 3。涡流室进口 3的中心与涡流室4的中心在同一 轴线上，可使涡流室4在流体进入时保持平衡。涡流室4外周开设涡流室出口 6。涡流室出口 6开设在涡流室4的最外周，可根据 流体流量决定涡流室出口 6的多少和大小，可将涡流室出口 6均勻分布在涡流室4的圆周 上即可。涡流室4可以根据需要选用不同的材料制造转速要求高的，可以选用高强材料 制造；需要加压输送的流体温度高的，选用耐高温的高强材料；有腐蚀性的化学流体采用 耐腐材料；涡流室可使用金属、陶瓷、玻璃、碳纤维、塑料等材料。金属材料的涡流室可以采 用铸造工艺一次铸造成型，陶瓷等材料的涡流室可烧制成形。
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壳体腔36设有壳体腔进口 30，涡流室进口 3与壳体腔进口 30对应设置。涡流室 进口 3与壳体腔进口 30之间间隙越小越好，可减少流体与涡流轮之间的摩擦，同时可减少 高压流体从壳体腔内泄露出去。壳体腔36设有壳体腔出口 31。壳体腔出口 31设置在涡流轮39外周，可设置在壳 体腔横截面切线方向上，出口朝向涡流轮39旋转方向的前方，可更好的使高压流体从壳体 腔内顺畅的冲出。涡流室4内腔横截面呈圆形。可使涡流室旋转平衡，可更好的使涡流室内产生涡 流。为提高流体流量，涡流室内腔可以设计成边缘厚中心薄的结构，边缘厚度可以是涡流室 内腔最大横截面半径的0. 382-0. 618倍，可更好地实现涡流增压。涡流室出口 6内设流体通道35，流体通道35与涡流室内腔横截面半径间夹角为 Al。Al的角度可以选择0至55. 62度之间，55. 62度是90度角的黄金分割角，该角度有利于 流体运动顺畅，流体通道35出口端朝向涡流室旋转方向的反方向有利于流体从涡流室中 甩出。流体通道向涡流轮外周开口扩张，可使高压流体更顺畅的从涡流室内甩出，可减少流 体与涡流轮之间的摩擦，可更加节能。流体通道距离越短越好，越短越可以降低流体摩擦， 降低能耗、降低噪音、震动等。本涡流器作为吸污泵、排污泵、泥浆泵等使用时，可加大涡流室出口 6的口径，延 长流体通道35的长度，加大涡流室边缘的厚度，可提高涡流轮强度、抗冲击能力和旋转稳 定性，可彻底避免泵内堵塞，彻底实现无堵塞。可输送长纤维杂质、大颗粒固体物等混杂的 各种污水污物。涡流室4内壁设置成弧面结构。可以避免流体沾附在涡流室4内壁上，同时可以 使流体运动更顺畅，减少涡流室4内壁与流体之间的摩擦，可减少能量损耗，减少流体与涡 流室4内壁摩擦造成的振动、噪音。同时可提高涡流轮39整体强度，使涡流轮39可以承受 更高的转速。涡流室4边缘设置成弧面结构，弧面的弓面朝向涡流室4内。有利于流体运动，减 少流体与涡流室4摩擦，提高增压能力。提高涡流轮39整体强度，使涡流轮39可以承受更 高的转速。同时可加大壳体腔36的高压空腔区，使高压流体更顺畅的从壳体内流出去。涡流轮39外部设置成锥面结构，壳体腔36内壁对应涡流轮39设置成锥形结构。 可加大涡流轮39重量，提高涡流轮39强度，提高涡流轮转速承受力，同时可使涡流轮39旋 转更加平稳，更加不易受到流体影响出现振动、噪音等。同时可利用离心力将流体甩开，可 减轻涡流轮39外部与流体之间的摩擦，可更加节能。锥面底角可选用34. 38度，效果较好。可更好的避免流体向壳体腔外泄漏，使涡流 轮39外壁甩出的流体滑向壳体腔36的高压空腔区，可更好的利用涡流轮的旋转离心力，可 很好地避免高压流体从壳体腔内泄漏出来，可提高涡流器的增压能力和吸气能力。传动轴2连接部位的涡流轮39内设置回流通道40。可将传动轴2设置成空心传 动轴，利用空心传动轴内的空腔作为回流通道40，空心传动轴内的空腔一端开口在涡流轮 内，在涡流轮外部贴近涡流轮处的空心传动轴壁上开设多个进气口即可。也可环绕传动轴在传动轴周围的涡流轮内设置多条回流通道40，回流通道40可 沿涡流轮旋转方向稍微倾斜或螺旋设置，可更有利于泄漏到传动轴区域的流体重新被吸 入、回流到涡流轮内。
回流通道40可利用涡流轮内产生的吸力使传动轴周围区域产生一个负压环境， 利用涡流轮内涡流产生的吸力使泄漏到传动轴区域的流体重新被吸入、回流到涡流轮内， 避免流体从壳体与传动轴之间的部位泄漏出来。要控制、调节好回流通道40流量大小，尽量使回流通道40的流量与泄漏到传动轴 区域的流体的量平衡，可通过调整回流通道40通道横截面积的方法来实现。也可在回流通 道40内设置流量调节装置，可更方便的调节回流通道40的流量。传动轴2与壳体33之间设置旋转密封装置38。可以避免空气等被吸入壳体内，也 可避免高压流体从壳体腔内泄漏出去。旋转密封装置可采用石墨密封件、轴承、密封圈等装 置，石墨密封件效果最好，可大大提高使用寿命。涡流轮39外部与壳体腔36内壁之间设置旋转密封材料层11。可以更好的避免高 压流体从壳体腔内泄漏出去。旋转密封材料层11可采用石墨材料，可在涡流轮39外部和 壳体腔36内壁分别设置石墨材料层。安装时使两个石墨材料层紧贴在一起，实现壳体腔36 内壁与涡流轮39之间的相对密封。随着使用，石墨材料层之间会自动磨合出微小的间隙， 可自动减少涡流轮与壳体腔内壁之间的摩擦，最终实现无摩擦。石墨层之间的微小间隙的 密封效果完全合乎要求，完全不影响涡流器的性能。壳体腔进口 30连接管道37。管道37能够承受外压时，可使涡流器实现自吸功能， 可使涡流器即可作为流体增压设备使用，也可作为真空机、吸气机、真空泵、自吸泵、吸污泵 等吸气、吸水设备使用。管道37作为需要雾化的流体输送管时，可使涡流器成为一个雾化器，可以将管道 37设置在壳体腔进口边上，管道可以与传动轴垂直设置，管道可以斜面开口，斜面朝向壳体 腔进口 30内，可使需要雾化的液体连同空气被一并吸入涡流器内。本发明实施例之一的结构是壳体33内设壳体腔36，壳体33内安装传动轴2，壳 体腔36内设置涡流轮39，传动轴2与涡流轮39连接，涡流轮39内设涡流室4，涡流室4中 部开设涡流室进口 3，涡流室4外周开设涡流室出口 6，壳体腔36设有壳体腔进口 30，涡流 室进口 3与壳体腔进口 30对应设置，壳体腔36设有壳体腔出口 31。本实施例涡流器结构简化，可作为通用设备使用。为避免流体泄漏，要尽量减小涡 流轮外壁与壳体内壁之间的间隙。本发明实施例之二的结构是在实施例一的结构基础上，涡流室内腔横截面呈圆 形，涡流室出口 6内设流体通道35，流体通道35与涡流室内腔横截面半径间夹角为Al，涡 流室内壁设置成弧面结构，涡流室边缘设置成弧面结构，弧面的弓面朝向涡流室，涡流轮39 外部设置成锥面结构，壳体腔36内壁对应涡流轮39设置成锥形结构，涡流室进口 3内设流 体通道34，流体通道34向涡流室4内开口扩张，可更好的保证流体顺畅的进入涡流室4。本实施例的涡流器大大提高了涡流轮整体强度，可实现涡流轮的更高转速，同时 可减轻流体与涡流轮外壁摩擦，可利用涡流轮外壁产生的附面层更好地实现无泄漏，可使 涡流器产生更高压力，也可使涡流器产生更高的吸力。本发明实施例之三的结构是在实施例一的结构基础上，涡流室内腔横截面呈圆 形，涡流室出口 6内设流体通道35，流体通道35与涡流室内腔横截面半径间夹角为Al，涡 流室下壁设置成弧面结构，涡流室上壁设置成锥腔结构，涡流轮39外部设置成锥面结构， 壳体腔36内壁对应涡流轮39设置成锥形结构。
本实施例优点是结构比较简化，可减轻涡流室设备重量，可降低制造成本，缺点是 降低了涡流轮整体强度，增加了流体与涡流轮内壁之间的摩擦。本发明实施例之四的结构是在实施例一的结构基础上，涡流室内腔横截面呈圆 形，涡流室出口 6内设流体通道35，流体通道35与涡流室内腔横截面半径间夹角为Al，涡 流室内壁设置成弧面结构，涡流室边缘设置成弧面结构，弧面的弓面朝向涡流室，涡流轮39 外部设置成锥面结构，壳体腔36内壁对应涡流轮39设置成锥形结构，传动轴2连接部位的 涡流轮39内设置回流通道40，传动轴2与壳体33之间设置旋转密封装置38。壳体腔进口 30连接管道37，管道37能够承受外压时，可使涡流器实现自吸功能。涡流室进口 3内设流 体通道34，流体通道34向涡流室4内开口扩张，可更好的保证流体顺畅的进入涡流室4。本实施例可彻底杜绝流体泄漏，可作为吸尘设备、吸气设备、风机、压气机、压缩机 等使用，也可用于真空泵、自吸泵、水泵、压力泵等领域。可用于对有毒、有害流体的增压输 送。本发明实施例之五的结构是在实施例一的结构基础上，涡流室内腔横截面呈圆 形，涡流室出口 6内设流体通道35，流体通道35与涡流室内腔横截面半径间夹角为Al，涡 流室内壁设置成弧面结构，涡流室边缘设置成弧面结构，弧面的弓面朝向涡流室，涡流轮39 外部设置成锥面结构，壳体腔36内壁对应涡流轮39设置成锥形结构，传动轴2与壳体33 之间设置旋转密封装置38。壳体腔进口 30连接管道37，管道37能够承受外压时，可使涡 流器实现自吸功能。涡流室进口 3内设流体通道34，流体通道34向涡流室4内开口扩张， 可更好的保证流体顺畅的进入涡流室4。加大涡流室出口 6的口径，减少涡流室出口 6的数量，涡流室设置2-4个涡流室出 口 6即可。延长流体通道35的长度，流体通道35中心轴线设置成弧线。流体通道35与涡 流室4内腔横截面半径间夹角Al 在流体通道35进口处，Al选择0度；在流体通道35出 口处，Al选择55. 62度。在流体通道35进口处，扩张进口外沿，使流体通道向涡流室内开 口扩张，可更好使长纤维物体进去流体通道，更好的避免长纤维混杂物堵塞流体通道进口。 流体通道35向出口处开口扩张，可更好的保证流体通道畅通，减少通道阻力。为提高涡流 轮强度和旋转稳定性，同时加厚涡流室边缘的厚度。本实施例的涡流器可作为吸污泵、排污泵、泥浆泵等使用，可大大提高涡流轮强度 以及旋转稳定性，可避免涡流轮被石块等大颗粒物撞击受损以及撞击造成的旋转不稳定， 可彻底避免长纤维杂物等造成的泵内堵塞，彻底实现无堵塞。可输送长纤维杂质、大颗粒固 体物等混杂的各种污水污物，大型吸污泵可以吸起并输送大块卵石、长纤维杂物等混杂的 污水污物。为提高涡流轮转速，减少传动轴与壳体之间的摩擦，减少摩擦件，也可将传动轴2 与壳体33之间设置的旋转密封装置38取消掉。本发明实施例之六的结构是在实施例一的结构基础上，涡流室内腔横截面呈圆 形，涡流室出口 6内设流体通道35，流体通道35与涡流室内腔横截面半径间夹角为Al，涡 流室内壁设置成弧面结构，涡流室边缘设置成弧面结构，弧面的弓面朝向涡流室，涡流轮39 外部与壳体腔36内壁之间设置旋转密封材料层11，可以更好的避免高压流体从壳体内泄 漏出来，旋转密封材料层11可采用石墨材料。可在涡流轮39外部和壳体腔36内壁分别设 置石墨材料层，安装时使两个石墨材料层贴在一起，实现壳体腔36内壁与涡流轮39之间的相对密封，更好的降低壳体与涡流轮之间的间隙。随着使用，石墨材料层之间会自动磨合出 微小的间隙，可自动减少涡流轮与壳体之间的摩擦，最终实现无摩擦。石墨层之间的微小间 隙的密封效果完全合乎要求，完全不影响涡流器的性能。壳体进口 30连接管道37，管道37 能够承受外压时，可使涡流器实现自吸功能。本实施例可作为吸尘设备、吸气设备、真空机等使用，可用于吸尘、用于制造真空 环境、可用于真空泵、自吸泵、吸污泵、泥浆泵等领域。本实施例的涡流器，即可产生超高吸力，也可产生超高压力。可作为超高压力泵、 压气机、压缩机等使用，也可作为超高吸力设备使用。本发明涡流器使用时，将传动轴与外部动力装置连接，传动轴在动力装置带动下 实现旋转，传动轴带动涡流轮旋转，使流体自动从涡流轮进口吸入，在涡流轮内形成一个从 中心到外围转速递增的涡流。该涡流加压流体，同时使流体从涡流轮内甩出，使流体进入壳 体腔内的高压空腔区，在高压空腔区内形成一个环绕涡流轮高速旋转的环流。高速旋转的 环流使高压流体从壳体出口冲出，使涡流器完成对流体的增压、输送。在壳体进口处产生吸 力，利用该吸力完成抽吸流体、涡流器自吸。涡流轮转速以及涡流轮半径决定了本涡流器的增压、抽吸、自吸能力，涡流轮强度 决定了它的转速承受能力，涡流轮重量决定了它的旋转稳定性以及对抗冲击能力。本发明涡流器作为喷雾器使用时，可将需要雾化的液体按照一定流量通过管道37 直接输送到壳体腔进口处，液体跟空气会被一起吸入涡流器，在涡流器内完成掺混，从涡流 器内喷出形成喷雾气流，可产生高速喷雾气流，可用于农药喷洒、航空喷雾、灭火喷雾等领 域。本发明涡流器用于生产纳米材料粉末时，可加入氮气或其它惰性气体作为保护气 体，可直接用氮气或其它惰性气体作为雾化气体。涡流器喷出的气流可以使用水雾、油雾冷 却或气体冷却。本发明涡流器可生产纳米铜、铁、铝、镍、硅等金属材料粉末，也可生产纳米陶瓷、 硅酸盐、玻璃、氧化铝、氧化锆、钛合金等非金属材料粉末，可生产多种纳米材料。本发明涡流器作为反应器使用时，可以在特定的温度下，将需要反应的流体按比 例通过管道37直接输入涡流器内，流体会在涡流器壳体内的高压空腔区里快速反应，可加 快反应速度。为使流体之间反应充分，可使流体反复的进入涡流器，使流体之间充分完成反 应。本发明涡流器可以生产氮化碳纳米材料，可将一氧化碳气体和大量的氮气通过管 道37同时输入涡流器，涡流器传动轴上安装磁力轴承，使用高速动力机械，使涡流室转速 达到极高，使涡流的转速很高。分子从涡流室进口进入涡流室后，分子受涡流的影响使分子 自身的场被突然加速旋转，这种突然加速的加速度极高，当达到一定程度时会打破分子自 身场的平衡，使分子结构发生变化，使分子分离成原子。原子进一步被巨大的旋转加速度打破自身场的平衡，使原子结构发生变化。涡流 室可以将一氧化碳分子分离成碳离子和氧离子，氮气分子也会分离成氮离子。从涡流室甩 出后，在特定的环境温度下，氮离子和碳离子会发生反应生成氮化碳分子，形成氮化碳纳米 材料粉末。用该粉末可以制造出硬度跟金刚石相媲美，具有高度韧性的可弯折的神奇材料。 制造时同时需要一定的温度条件，要将温度控制在一定的范围内。
本发明涡流器也可以应用于炼油中的重油催化裂化领域，可向涡流器内输入蒸汽 作为雾化气体，可将催化剂直接加入涡流器中，可加强催化反应，本方案可大大提高出油率。本发明涡流器可以应用于尾气净化领域，可作为常规脱硫器使用，可使碱性溶液 与烟气一起吸入涡流器中，即可在涡流器中完成脱硫反应。本涡流器可彻底分离二氧化碳、硫氧化物、氮氧化物、硫化氢等有害气体，可将这 些有害气体的分子彻底分离成原子。只要将涡流器中冲出的气流直接送入旋流水雾除尘器 或水膜除尘器中，既可使它们不会重新反应生成原来的气体。除尘器可以将碳元素、硫元素 分离、沉淀在水中，使氧元素、氢元素、氮元素分离到空气中，完成对有害气体的彻底处理、 净化。尾气净化处理后的副产品都是纳米粉末，可作为新的能源或材料应用。除尘器内会发生吸热现象，除尘器内排出的气体也会形成冷气，可利用这一点进 行冷源利用，可将本涡流器作为新型冷气机、空调的主机系统，可利用空气中的二氧化碳等 完成工作，可彻底实现制冷设备的无污染。作为冷气机可产生超低温。被分离形成的各种原子自身的能量场与外界环境中的原子的能量场不平衡，就会 与外界发生能量交换，要么吸热，要么放热。二氧化碳分子中氧元素和碳元素的原子量比 外界环境中的氧元素与碳元素的原子量稍微小一些，缺少的那部分质量在碳氧反应中释放 了。二氧化碳分子被分离后，分理出的氧元素和碳元素必须要维持与外部环境的平衡，就会 吸收能量，表现为吸热。本涡流器可以实现能量循环，使氧化反应成为能量循环链上的一个环节，使氧化 反应释放的能量成为从外部环境借取的。使能量转化形成通过氧化反应放热——涡流器 分离从外界环境吸热——氧化反应放热的能量循环链。采用本能量循环链可以使能源循环 应用，可彻底解决能源问题。本发明的技术方案并不限制于本发明所述的实施例的范围内。本发明未详尽描述 的技术内容均为公知技术。
1权利要求
1.涡流增压器，包括壳体(33)和传动轴O)，其特征在于壳体(33)内设壳体腔(36)， 壳体(3 内安装传动轴O)，壳体腔(36)内设置涡流轮(39)，传动轴( 与涡流轮(39)连 接，涡流轮(39)内设涡流室G)，涡流室⑷中部开设涡流室进口(3)，涡流室(4)外周开 设涡流室出口(6)，壳体腔(36)设有壳体腔进口(30)，涡流室进口(3)与壳体腔进口(30) 对应设置，壳体腔(36)设有壳体腔出口(31)。
2.根据权利要求1所述的涡流增压器，其特征在于涡流室内腔横截面呈圆形。
3.根据权利要求1所述的涡流增压器，其特征在于涡流室出口(6)内设流体通道 (35)，流体通道(35)与涡流室内腔横截面半径间夹角为Al。
4.根据权利要求1所述的涡流增压器，其特征在于涡流室内壁设置成弧面结构。
5.根据权利要求1所述的涡流增压器，其特征在于涡流室(4)边缘设置成弧面结构， 弧面的弓面朝向涡流室内。
6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的涡流增压器，其特征在于涡流轮(39)外部设置 成锥面结构，壳体腔(36)内壁对应涡流轮(39)设置成锥形结构。
7.根据权利要求1、2、3、4或5所述的涡流增压器，其特征在于转轴( 连接部位的 涡流轮(39)内设置回流通道00)。
8.根据权利要求1、2、3、4或5所述的涡流增压器，其特征在于转轴( 与壳体(33) 之间设置旋转密封装置(38)。
9.根据权利要求1、2、3、4或5所述的涡流增压器，其特征在于涡流轮(39)外部与壳 体腔(36)内壁之间设置旋转密封材料层(11)。
10.根据权利要求1、2、3、4或5所述的涡流增压器，其特征在于壳体腔进口(30)连 接管道(37)。
全文摘要
一种涡流增压器，包括壳体和传动轴，壳体内设壳体腔，壳体内安装传动轴，壳体腔内设置涡流轮，传动轴与涡流轮连接，涡流轮内设涡流室，涡流室中部开设涡流室进口，涡流室外周开设涡流室出口，壳体腔设有壳体腔进口，涡流室进口与壳体腔进口对应设置，壳体腔设有壳体腔出口。本涡流增压器采用全新的增压原理和方法，充分利用圆周运动和流体运动，利用从中心到外围转速递增的涡流使流体自动从涡流中心区吸入涡流中，利用涡流中心产生超高吸力，利用涡流外围产生超高压力。可广泛用于流体加压、输送、吸气等领域。可作为水泵、风机、压缩机、真空机等使用。也可作为喷雾设备、纳米材料雾化器、作为处理二氧化碳、硫氧化物、氮氧化物的净化设备、作为特殊反应器、冷气机等使用。
文档编号F04D29/42GK102086892SQ200910221178
公开日2011年6月8日 申请日期2009年11月1日 优先权日2009年10月24日
发明者陈久斌 申请人:陈久斌