本發(fā)明屬于水力學應用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種有壓氣體產(chǎn)生裝置。

背景技術(shù)：

泵主要用來輸送水、油、酸堿液、乳化液、懸乳液和液態(tài)金屬等液體，也可輸送液體及含懸浮固體物的液體。申請?zhí)枮椋玻埃保埃保埃玻罚福罚矗担?，名稱為《氣液泵》的專利公開了一種氣液泵，該泵由液管和氣管組成，液管設(shè)置輸氣孔與氣管相連接，氣管氣體壓力大于大氣壓。該氣液泵的能量來源是有壓氣體，對環(huán)境不會造成污染，且可以節(jié)約大量的電能、石油能源等。

為了提供有壓氣體，上述專利還公開了一種供氣裝置，該供氣裝置通過過流液體將進氣處附近的氣體混入到液體中，并將氣體分離成小氣泡，當液體在重力加速度垂直方向的分量不大于零時，氣泡向上運動浮出水面，在氣泡溢出水面處收集溢出氣體。該供氣裝置將液體中所蘊藏的動能、勢能轉(zhuǎn)換為氣壓差能，這個氣壓差能可以作為動力來驅(qū)動其它裝置，比如上述氣液泵。事實上，這些氣體不僅可以用于氣液泵進行泵水，也可以用于其他領(lǐng)域。

但是，上述供氣裝置產(chǎn)生的有壓氣體較少，工作效率較低，極大地限制了供氣裝置的使用范圍。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種有壓氣體產(chǎn)生裝置，其能產(chǎn)生較多的有壓氣體，提高裝置的工作效率，擴大裝置的使用范圍。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種有壓氣體產(chǎn)生裝置，其包括進水管，所述進水管包括進水口、入氣口和出水口，所述出水口與能量收集倉連通，所述能量收集倉包括排氣口，且所述能量收集倉水平安裝或接近水平安裝；所述進水管中心線的延長線與所述能量收集倉的交點為a，所述進水管的管徑為d，所述出水口與a的距離為h，1.5d≤h。

優(yōu)選的是，2d≤h≤20d。

上述任一方案優(yōu)選的是，還包括出水管，所述出水管包括入水口和排水口，所述入水口與所述能量收集倉連通。

進一步優(yōu)選的是，所述排水口位于能量收集倉內(nèi)液面的上方。

較佳地，所述出水管的管徑大于進水管的管徑。

優(yōu)選地，所述能量收集倉的截面面積大于所述進水管的截面面積。

上述任一方案優(yōu)選的是，所述進水管是豎直安裝或接近豎直安裝。

上述任一方案優(yōu)選的是，所述出水管是豎直安裝或接近豎直安裝。

上述任一方案優(yōu)選的是，還包括進氣管，所述進氣管包括出氣口和進氣口，所述出氣口位于所述進水管內(nèi)部，所述進氣口位于所述進水管外部，且所述進氣口與大氣相通。

進一步優(yōu)選的是，還包括引水管，所述引水管與所述進水口連通。

本發(fā)明的有壓氣體產(chǎn)生裝置的工作過程為：液體、氣體分別從進水口、入氣口處進入進水管，在進水管中，液體帶動氣體從出水口處流出，并進入能量收集倉內(nèi)；在能量收集倉內(nèi)，氣體上浮，從排氣口處排出，即是可以在排氣口處收集到有壓氣體；該有壓氣體可以進行多方面的應用，如泵水、曝氣等。

為了方便收集或直接利用排氣口處的有壓氣體，通常在排氣口處可以設(shè)置氣體導流管。

本發(fā)明的有壓氣體產(chǎn)生裝置中，氣體從液體中浮出后，可以從排氣口處排出，在排氣口處可以收集到有壓氣體。由于1.5d≤h，可以降低有壓氣體產(chǎn)生裝置的能量損失，進而可以收集到更多的有壓氣體，提高裝置的使用效率；另外該結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，適用范圍較為廣泛，其能夠更合理地利用現(xiàn)有的自然資源，并能夠可持續(xù)地收集到環(huán)保無污染的新型氣體能源。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一優(yōu)選實施例中有壓氣體產(chǎn)生裝置的剖面圖。

圖2為本發(fā)明另一優(yōu)選實施例中有壓氣體產(chǎn)生裝置的剖面圖。

圖3為本發(fā)明一優(yōu)選實施例中有壓氣體產(chǎn)生裝置的部分剖面圖。

圖4為本發(fā)明一優(yōu)選實施例中有壓氣體產(chǎn)生裝置的部分剖面圖。

其中：1-進水管，2-進水口，3-入氣口，4-出水口，5-能量收集倉，6-排氣口，7-出水管，8-入水口，9-排水口，10-進氣管，11-出氣口，12-進氣口，13-引水管。

具體實施方式

為了更加清楚地了解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細介紹。本發(fā)明的實施例具有示例性的作用，本領(lǐng)域技術(shù)人員在本發(fā)明實施例基礎(chǔ)上做出的無實質(zhì)形的改進，都應屬于本發(fā)明的保護范圍。

圖1-4中，虛線示例性地表示液體，圓環(huán)示例性地表示氣體。

如圖1所示的有壓氣體產(chǎn)生裝置，其包括進水管1，進水管1包括進水口2、入氣口3和出水口4，出水口4與能量收集倉5連通，能量收集倉5包括排氣口6，且能量收集倉5水平安裝或接近水平安裝；進水管1中心線的延長線與能量收集倉5的交點為a，進水管1的管徑為d，所述出水口4與a的距離為h，1.5d≤h。

所述能量收集倉是正方體、長方體、圓柱體或其他合適的中空結(jié)構(gòu)。所述能量收集倉水平安裝，是指能量收集倉中的液體流動穩(wěn)定時，液體流動方向是水平方向的，其豎直方向的速度為0。之所以說明液體流動穩(wěn)定時，是因為液體剛進入能量收集倉時或者液體即將流出能量收集倉時，液體可能具有豎直方向的速度。所述能量收集倉接近水平安裝，一般是指工程中的誤差或者安裝環(huán)境所需，使得能量收集倉并不能是標準的水平方向安裝；通常，能量收集倉中的液體流動穩(wěn)定時，液體的流動方向與重力加速度方向的夾角可以為30°-150°，優(yōu)選60°-120°，更優(yōu)選80°-100°。這里的液體速度，是指液體的整體速度，而非某個質(zhì)點的速度。

所述進水管的橫截面為圓形、正方形、長方形或其他形狀。所述進水管的橫截面是指垂直于進水管管軸線的平面切割進水管所得到的截面。當進水管的管徑大小恒定時（即是任一垂直于進水管管軸線的平面切割進水管所得到的截面的面積都相等）：若進水管的橫截面為圓形，所述進水管的管徑d即為橫截面的直徑；當進水管的橫截面不為圓形時，橫截面的面積為s，所述進水管的管徑d與s的關(guān)系為s=π(d/2)²。

當進水管的管徑大小不恒定時（即是任一垂直于進水管管軸線的平面切割進水管所得到的截面的面積并非都相等）：進水管的橫截面面積為s′，所述進水管的管徑d與s′的關(guān)系為s′=π(d/2)²；其中，s′為進水管的最大橫截面與最小橫截面面積的平均值，或者s′是進水管的最小橫截面的面積，或者s′是進水管橫截面面積的平均值。

當出水口的開口面與進水管的橫截面平行時（或者開口面是進水管的橫截面），所述出水口與a的距離h，是指出水口的開口面的中心與a的距離；當出水口的開口面與所述進水管的橫截面不平行時，出水口的開口面上距離a最遠的點為b，垂直于進水管管軸線且經(jīng)過點b的平面為nn′，則所述出水口與a的距離h，是指a與平面nn′的垂直距離；或者，當出水口的開口面與所述進水管的橫截面不平行時，出水口的開口面上距離a最遠的點為b，出水口的開口面上距離a最近的點為c，b與c的中點為a′，垂直于進水管管軸線且經(jīng)過a′的平面為mm′，則所述出水口與a的距離h，是指a與平面mm′的垂直距離。

所述出水口的開口面，是指出水口上任意三點形成的平面。所述管徑是指管內(nèi)徑。

本實施例中，進水管的起始端是進水口，截止端是出水口。進水管通常是直管結(jié)構(gòu)，根據(jù)不同需求，也可以設(shè)置成其他中空結(jié)構(gòu)。

所述進水管中心線的延長線，是指進水管的中心線從出水口處向外的延長線。

通常，所述能量收集倉包括放水口，或者能量收集倉與出水管連通，以便于能量收集倉中的液體排出。

所述排氣口通常位于能量收集倉的上側(cè)，以便于收集有壓氣體。

進水口的設(shè)置，可以使液體進入進水管；入氣口的設(shè)置，可以使氣體進入進水管。進水口也可以當做入氣口（如圖1所示），當液體從進水口處進入進水管時，進水口附近的氣體也可以進入進水管；進水口和入氣口也可以分開設(shè)置。

所述能量收集倉水平安裝或接近水平安裝，是為了方便從進水管進入的氣體在能量收集倉內(nèi)進行上浮。

所述進水管、能量收集倉，可以是塑料、陶瓷、不銹鋼或其他金屬材質(zhì)。

本發(fā)明中1.5d≤h，可以減少液體在出水口與能量收集倉的壁面之間發(fā)生的渦流現(xiàn)象，從而降低由于渦流現(xiàn)象導致的能量損失，提高單位時間內(nèi)排氣口處收集到的有壓氣體的量，進而提高有壓氣體產(chǎn)生裝置的效率。

本實施例的有壓氣體產(chǎn)生裝置的工作過程為：液體、氣體分別從進水口、入氣口處進入進水管，在進水管中，液體帶動氣體從出水口處流出，并進入能量收集倉內(nèi)；在能量收集倉內(nèi)，氣體上浮，從排氣口處排出，即是可以在排氣口處收集到有壓氣體。

為了方便收集或直接利用排氣口處的有壓氣體，通常在排氣口處可以設(shè)置氣體導流管。

本實施例的有壓氣體產(chǎn)生裝置中，氣體從液體中浮出后，可以從排氣口處排出，在排氣口處可以收集到有壓氣體。由于1.5d≤h，可以降低有壓氣體產(chǎn)生裝置的能量損失，進而可以收集到更多的有壓氣體，提高裝置的使用效率。

優(yōu)選的實施例中，2d≤h≤20d。2d≤h可以進一步地降低渦流現(xiàn)象，h的大小可以是2d、3d、4d、5d、8d、10d、12d等。理論上，h越大越能減少渦流現(xiàn)象，但是h越大，意味著能量收集倉的體積越大，消耗的材料越多，也會增大運輸成本和人工成本，因此，應綜合考慮。

如圖2所示的有壓氣體產(chǎn)生裝置，其還包括出水管7，出水管7包括入水口8和排水口9，入水口8與能量收集倉5連通。

較佳的實施例中，所述排水口位于所述能量收集倉內(nèi)液面的上方。

所述能量收集倉內(nèi)液面，是指當能量收集倉內(nèi)氣體的壓強達到p′時，能量收集倉內(nèi)的最低液面；所述p′大于大氣壓強；所述排水口位于能量收集倉內(nèi)液面的上方，可以使能量收集倉內(nèi)氣體壓強較大。所述排水口的具體高度，可以根據(jù)實際所需進行設(shè)定，如果需要較高壓強的有壓氣體，就可以將排水口的位置設(shè)定較高一些，即實際情況需要多大壓強的有壓氣體（大于大氣壓的氣體），就可設(shè)定相應高度的排水口。所述大氣壓強是指能量收集倉所在地的大氣壓強。

優(yōu)選的實施例中，所述出水管的管徑大于所述進水管的管徑。

出水管的設(shè)置，不僅是為了引流能量收集裝置中的液體，更是為了保證排氣口中排出的氣體為有壓氣體；出水管的管徑大于進水管的管徑，可以使出水管中液體流動更穩(wěn)定，進而使排氣口中流出的氣體壓強更穩(wěn)定。

較佳的實施例中，所述能量收集倉的截面面積大于所述進水管的截面面積。

所述能量收集倉的截面，是指液體流動穩(wěn)定時，垂直于能量收集倉中的液體流動方向的平面切割能量收集倉所得到的截面；所述進水管的截面，是指垂直于進水管中的液體流動方向的平面切割進水管所得到的的截面。

能量收集倉的截面面積大于所述進水管的截面面積，是為了在液體流入能量收集倉時，減小液體的速度，進而有利于收集到更多的氣體。

為了進一步收集到更多的有壓氣體，所述進水管是豎直安裝或接近豎直安裝。

當進水管是直管結(jié)構(gòu)時，所述進水管是豎直安裝，是指進水管的管軸線是豎直方向的；所述進水管接近豎直安裝，是指進水管的管軸線是接近豎直方向的；所述接近豎直方向是指進水管的管軸線與重力加速度方向的夾角為0-45°，最好是0-15°。當進水管不是直管結(jié)構(gòu)時，所述進水管是豎直安裝，是指與能量收集倉連通的部分進水管是豎直安裝的。進水管進行豎直安裝，是為了使液體在向下流動時，受到重力的作用，而使液體流動速度更大，液體流動速度的提高，更便于帶動氣體一起運動，在能量收集倉的排氣口處，就會收集到更多的有壓氣體。

優(yōu)選的實施例中，所述出水管是豎直安裝或接近豎直安裝。

當出水管是直管結(jié)構(gòu)時，所述出水管是豎直安裝，是指出水管的管軸線是豎直方向的；所述出水管接近豎直安裝，是指出水管的管軸線是接近豎直方向的；所述接近豎直方向是指出水管的管軸線與重力加速度方向的夾角為0-45°，最好是0-15°。當出水管不是直管結(jié)構(gòu)時，所述出水管是豎直安裝，是指與能量收集倉連通的部分出水管是豎直安裝的。出水管進行豎直安裝，是為了在滿足高度所需的情況下，更節(jié)約材料，且更方便安裝。

如圖3所示的有壓氣體產(chǎn)生裝置，其還包括進氣管10，進氣管10包括出氣口11和進氣口12，出氣口11位于進水管1內(nèi)部，進氣口12位于進水管1外部，且進氣口12與大氣相通。

通常，液體從進水口進入進水管時，也會帶入進水口附近的氣體進入進水管，但此時進入的氣體體積較大，需要液體帶動的作用才能將大氣泡體積減小，需消耗一定的液體能量，且進入液體中的氣體量也較少。進氣管的設(shè)置，可以減小進入液體中的氣體體積，便于氣體隨液體一起流動，同時，可以增加進入液體中的氣體的量。

如圖4所示的有壓氣體產(chǎn)生裝置，其還包括引水管13，所述引水管13與進水口2連通。

本發(fā)明的能量收集裝通常是利用現(xiàn)有的自然河流，而很多自然環(huán)境并不利于整個裝置的安裝，引水管的設(shè)置，可以為整個裝置安裝在合適環(huán)境下提供基礎(chǔ)。所述引水管的作用是引出水流，使水流通過進水口進入進水管。

為了較好地利用有壓氣體，所述排氣口與泵水裝置連通。該結(jié)構(gòu)可以直接應用于泵水，以節(jié)約電、石油等其他能源。

以上所述，僅為本發(fā)明的實施例，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應所述以權(quán)利要求的保護范圍為準。