一種離心分子膜式車用氮氧分離裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及車用制氧技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種利用離心與分子膜結(jié)合的式車用氮氧分離裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，能源緊缺和環(huán)境污染也成為世界性難題，如何進(jìn)一步提高內(nèi)燃機(jī)效率、節(jié)約燃料、降低排放成為內(nèi)燃機(jī)技術(shù)發(fā)展的重要方向之一；隨著汽車技術(shù)的發(fā)展，內(nèi)燃機(jī)技術(shù)，例如渦輪增壓、高壓縮比與抗震燃料、多點(diǎn)直噴、分層燃燒、稀薄燃燒、進(jìn)排氣調(diào)節(jié)、高能點(diǎn)火等各方面技術(shù)已經(jīng)發(fā)展地非常成熟，內(nèi)燃機(jī)熱效率已經(jīng)面臨系統(tǒng)瓶頸；要進(jìn)一步提高內(nèi)燃機(jī)性能，通過調(diào)節(jié)可燃混合氣的組分來輔助改善燃燒性能是發(fā)展的重要方向之一，例如富氫燃燒、富氧燃燒都可以極大地直接改善燃燒性能。隨著氧氣含量的提高，燃燒對于氣缸材料的要求也越高，根據(jù)目前氣缸材料的不同，富氧燃燒的氧濃度一般在31% -34%以下，富氧濃度還是較低的。因此，車載氮氧分離裝置主要目標(biāo)是從普通空氣中實(shí)時地大量地分離出富氧濃度的空氣。
[0003]現(xiàn)有氮氧分離技術(shù)主要有變壓吸附法、膜法分離、磁分離、離心分離等技術(shù)。目前市場上銷售的采用變壓吸附法的制氧機(jī)有裝配工藝復(fù)雜，內(nèi)部氣管接口多，體積大，效率低，氣密性差，制作成本高等缺點(diǎn)。膜法分離采用的有機(jī)分子膜遇油、水易失效，密封要求高。磁分離技術(shù)效率低，技術(shù)復(fù)雜。離心分離所需裝置體積大，軸承磨損嚴(yán)重，工藝要求高。
[0004]因此，車載富氧燃燒發(fā)動機(jī)必須要提供一種簡潔高效的氮氧分離裝置，來解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型提供了一種離心分子膜式氮氧分離裝置，將氮氧分離技術(shù)中分子膜技術(shù)與尚心分尚技術(shù)結(jié)合起來，克服了分子膜技術(shù)分尚效率低和尚心分尚技術(shù)體積大的缺陷，能夠快速高效地將空氣中的氮?dú)夂脱鯕夥蛛x，進(jìn)而為發(fā)動機(jī)的燃燒過程提供高含氧量的空氣，以提高燃燒效率。
[0006]本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案為:
[0007]一種離心分子膜式車用氮氧分離裝置，包括:
[0008]殼體，其內(nèi)形成有容納空氣的容置空腔，所述殼體上部設(shè)置有空氣進(jìn)氣口，以使空氣流入所述容置空腔；
[0009]轉(zhuǎn)子，其設(shè)置在所述容置空腔內(nèi)，所述轉(zhuǎn)子軸線豎直布置，所述轉(zhuǎn)子繞其軸線旋轉(zhuǎn)，帶動容置空腔內(nèi)空氣做離心運(yùn)動并自上而下流動；以及
[0010]分子膜，其設(shè)置在所述容置空腔內(nèi)的下部外側(cè)，并與所述殼體圍成單獨(dú)的容納富氧空氣的氧氣容納腔，所述分子膜攔截空氣中的氮?dú)庖允箍諝庵械难鯕膺M(jìn)入所述氧氣容納腔；
[0011 ] 其中，所述殼體上設(shè)置有與所述氧氣容納腔相聯(lián)通氧氣出口，所述殼體底部設(shè)置有與所述容置空腔相聯(lián)通的氮?dú)獬鰵饪凇?br>[0012]優(yōu)選的是，所述轉(zhuǎn)子自上而下設(shè)置有多個，所述多個轉(zhuǎn)子公用一個
[0013]優(yōu)選的是，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子軸通過浮動軸承連接于所述殼體以減輕所述浮動軸承磨損。
[0014]優(yōu)選的是，所述空氣進(jìn)氣口與汽車渦輪增壓器出氣口相連接。
[0015]優(yōu)選的是，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子由汽車渦輪增壓器的渦輪軸驅(qū)動。
[0016]優(yōu)選的是，渦輪增壓器渦輪軸與所述轉(zhuǎn)子間設(shè)置有減速器，以調(diào)節(jié)所述轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。
[0017]優(yōu)選的是，所述分子膜采用無孔聚合物材料。
[0018]一種汽車，包括上述離心分子膜式車用氮氧分離裝置。
[0019]本實(shí)用新型的有益效果為:本實(shí)用新型提供車用氮氧分離裝置，將氮氧分離技術(shù)中離心法與分子膜法結(jié)合使用，大大降低了裝置體積，降低了布置難度。同時由于在離心腔內(nèi)已實(shí)現(xiàn)氮氧初步分離，因此所需分子膜面積大大減小，極大地降低了制造成本，與加工難度。另外此結(jié)構(gòu)避免了分子膜處的富氮空氣的積累，增加了分子膜使用壽命。最終由于氧濃度提高，提高燃料的燃燒利用率，發(fā)動機(jī)更加節(jié)能環(huán)保。與現(xiàn)有技術(shù)相比，該車載電磁氮氧分離裝置具結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低、裝置體積小、氧提純效果佳、濃度可控、使用壽命高等特點(diǎn)。
【附圖說明】
[0020]圖1為本實(shí)用新型所述的離心分子膜式車用氮氧分離裝置主視圖。
[0021]圖2為本實(shí)用新型所述的離心分子膜式車用氮氧分離裝置I向的剖視圖。
[0022]圖3為本實(shí)用新型所述的離心分子膜式車用氮氧分離裝置II向的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實(shí)施。
[0024]如圖1所示，本實(shí)用新型是一種車用的利用離心分離氮?dú)庋鯕馀c分子膜分離技術(shù)相結(jié)合的制氧裝置，其包括殼體、轉(zhuǎn)子17和分子膜16。在殼體內(nèi)形成有容納空氣的容置空腔，所述殼體上部設(shè)置有空氣進(jìn)氣口，以使空氣流入所述容置空腔；轉(zhuǎn)子17設(shè)置在容置空腔內(nèi)，轉(zhuǎn)子17的轉(zhuǎn)子軸6豎直布置，轉(zhuǎn)子17繞其軸線6旋轉(zhuǎn)，帶動容置空腔內(nèi)空氣做離心運(yùn)動并自上而下流動；分子膜16設(shè)置在所述容置空腔內(nèi)的下部外側(cè)，并與所述殼體圍成單獨(dú)的容納富氧空氣的氧氣容納腔，分子膜16攔截空氣中的氮?dú)庖允箍諝庵械难鯕膺M(jìn)入氧氣容納腔從而完成氮氧的分離。在殼體上設(shè)置有與氧氣容納腔相聯(lián)通氧氣出口 13，在殼體底部設(shè)置有與容置空腔相聯(lián)通的氮?dú)獬鰵饪?10。
[0025]殼體包括具有外壁I和內(nèi)壁2的側(cè)殼體，緊固螺栓3及上蓋4，上蓋4置于側(cè)殼體的上方，通過緊固螺栓3與側(cè)殼體密閉連接。在殼體內(nèi)形成離心腔腔體部分，在離心腔腔體內(nèi)可容納其他部件及待分離的空氣。
[0026]轉(zhuǎn)子17在離心腔腔體內(nèi)自上而下設(shè)置有多個，轉(zhuǎn)子17繞其軸線旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子17由若干片葉片組成，經(jīng)壓縮的空氣從空氣進(jìn)氣口進(jìn)入到離心腔腔體內(nèi)后，在轉(zhuǎn)子17的帶動下做圓周運(yùn)動。因此空氣會受到離心力的作用，由于氮?dú)夥肿雍脱鯕夥肿拥馁|(zhì)量不同，氧氣分子的質(zhì)量要大于氮?dú)夥肿拥馁|(zhì)量，所以在離心過程中，質(zhì)量相對更大的氧分子會受到較大的離心力作用而在作圓周運(yùn)動過程中在外層逐漸聚集，氮分子趨于內(nèi)層。轉(zhuǎn)子17的葉片具有一定角度的傾斜，能夠帶動空氣自上而下的流動，因而沿著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸6向下外層氧濃度會逐漸增高，因此會出現(xiàn)氧濃度梯度。即氧氣兩分子在轉(zhuǎn)子17的帶動下，一方面沿轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸6向下運(yùn)動，一方面會逐漸向離心腔外層聚集，完成了氮?dú)夂脱鯕獾某醪椒蛛x。