專利名稱：緊湊式高效低能耗空氣磁力分離技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及從空氣中獲取氧氣和氮氣的技術(shù)，特別是有關(guān)空氣磁力分離技術(shù)。采用本發(fā)明技術(shù)，可以在常溫常壓的條件下，緊湊地、高效地、低能耗地獲取富氧空氣以及富氮空氣，也可以用來緊湊地、高效地、低能耗地獲取純氧氣以及純氮氣。
本發(fā)明是屬于同一個發(fā)明人的發(fā)明專利申請文件“緊湊式高效低能耗空氣磁力分離技術(shù)”以及“緊湊式高效低能耗空氣磁力分離技術(shù)(二)”的進一步補充、變通與拓展，所說發(fā)明專利申請文件“緊湊式高效低能耗空氣磁力分離技術(shù)”的中國專利申請日是1997年2月20日，中國專利申請?zhí)柺?7100910.4，預(yù)定
公開日是1997年10月8日；所說“緊湊式高效低能耗空氣磁力分離技術(shù)(二)”的中國專利申請日是1997年9月12日，中國專利申請?zhí)柺?7118314.7。
從空氣中獲取氧氣和氮氣，現(xiàn)在常用的方法有三種，它們是低溫精餾法、變壓吸附法和膜分離技術(shù)。低溫精餾法，是利用液化空氣中氧氣和氮氣等氣體組分之間的沸點差異來實現(xiàn)精餾分離的，這種方法發(fā)展歷史久，技術(shù)成熟。變壓吸附法，是利用分子篩對空氣中氧和氮的平衡吸附量各不相同，通過改變體系壓力，實現(xiàn)吸附和脫附過程循環(huán)，達到氧氣和氮氣分離目的。膜分離技術(shù)，是利用具有選擇性通透功能的膜，在外界壓力作用下，使空氣中的氧和氮有選擇地通過膜界面，達到空氣分離目的。低溫精餾法和變壓吸附法技術(shù)成熟，產(chǎn)氣量高，但設(shè)備復(fù)雜，操作費用高，控制繁瑣；而膜分離技術(shù)雖然設(shè)備簡單，操作也簡單，但是制膜困難，膜的使用壽命較短，并且，氣體滲透通過膜時阻力大，氣體滲透通量小，產(chǎn)氣量小，此外，膜分離設(shè)備體積龐大，不利于應(yīng)用，總之，技術(shù)上還不能令人滿意。上述的三種空氣分離方法，能量消耗都比較高，以其中的相對而言能耗略低的膜分離技術(shù)為例，據(jù)中國甘肅省蘭州市段家灘508號《膜科學(xué)與技術(shù)》編輯部出版的《膜科學(xué)與技術(shù)》雜志1989年第1期第39頁至41頁介紹，以及，據(jù)中國長春市斯大林大街108號吉林省科學(xué)技術(shù)情報研究所編輯出版的中文雜志《日本的科學(xué)與技術(shù)》1986年第3期第25頁至第26頁介紹，用膜分離富氧裝置每分鐘制取12升含氧量約為30％到40％的富氧空氣，所需消耗電能功率約為300瓦至340瓦，該例涉及的膜分離富氧裝置的尺寸約為長70厘米、寬40厘米、高80厘米，該裝置的重量約為100公斤。
除了前文所述的三種常用的空氣分離方法之外，另有一種用磁力來進行空氣分離的方法，它是利用了氧氣在不均勻磁場中可被強烈地吸引的特殊性質(zhì)。據(jù)北京中國科學(xué)技術(shù)情報研究所編輯，北京科學(xué)技術(shù)文獻出版社出版的《國外科技動態(tài)》1988年第1期第36至37頁，以及，中國專利報社國際部編輯，北京中國專利報社出版的《世界發(fā)明》1989年第6期第6頁至第8頁介紹，日本特公昭42-15361等專利文獻展示了一種空氣磁力分離制氧技術(shù)，該空氣磁力分離制氧技術(shù)的原理以及裝置是這樣的使空氣進入一個筒狀容器內(nèi)，在該筒狀容器的內(nèi)壁從筒口向內(nèi)依次排列著永久磁鐵塊組和電磁鐵組，通入強電流使各個電磁鐵保持強的磁場，當空氣在筒狀容器內(nèi)流動經(jīng)過時，空氣中的氧氣分子，由于眾所周知的可被磁場吸引的性質(zhì)，被磁場吸引到安置在筒狀容器內(nèi)壁表面的永久磁鐵塊以及電磁鐵附近，這樣，留在筒狀容器內(nèi)軸心附近的空氣就是缺氧的富氮空氣，而靠近筒狀容器內(nèi)壁的空氣，就是富氧空氣，如此，在一個不太大的空間內(nèi)，主要是利用電磁鐵的強磁場，使空氣中的氧氣與氮氣分離。使用該裝置，可以同時獲取富氧空氣和富氮空氣，并且，占用空間不太大，但是，需消耗大量的電能來維持由電磁鐵組產(chǎn)生的高磁場強度，同時，還必須設(shè)法解決電磁鐵組因為通過大電流而產(chǎn)生的發(fā)熱、升溫問題，這些不足之處使得這種制氧技術(shù)在應(yīng)用上受到限制；該技術(shù)裝置的不足之處還在于，雖然在該技術(shù)裝置中使用了一些永久磁鐵塊，但那些永久磁鐵塊的設(shè)置方位、設(shè)置方式使得那些永久磁鐵塊實際上幾乎不能發(fā)揮有效作用。除上述的空氣磁力分離制氧裝置外，經(jīng)檢索發(fā)明專利公報以及實用新型專利公報，可以知道，近年來，陸續(xù)地有涉及空氣磁力分離技術(shù)的專利文件發(fā)表，但是，其中絕大部分的發(fā)明構(gòu)思，均是試圖以數(shù)量很少的永久磁鐵來達到大流量獲取富氧空氣的目的，而這樣的目的，僅僅通過利用小量的永久磁鐵實際上難以達到。
在實際應(yīng)用中，人們通常期望能夠?qū)嶋H地大流量地獲得富氧空氣，在這樣的前提之下，人們才會注意到應(yīng)如何降低制氣能耗、降低制氣成本、減小裝置體積、減輕裝置重量等等問題。
空氣中的氮氣、水氣、二氧化碳和氫氣等是弱逆磁性的成份，它們在磁場中會受到輕微的排斥力，而空氣中的另一個重要的成份氧氣卻具有強的順磁性，它在不均勻的磁場中會受到強的吸引力，這是一個眾所周知的現(xiàn)象。據(jù)中國北京科學(xué)出版1979年6月出版的E.M.珀賽爾著《伯克利物理學(xué)教程》第二卷“電磁學(xué)”卷中文譯本第434頁至438頁介紹，如果以液態(tài)氧進行實驗，在磁場強度為18000高斯，磁場梯度為1700高斯/厘米的條件下，氧分子將受到相當于它自身重量八倍的力量往磁場里拉吸，由此可見，這種吸引力是大的。順便提一點，根據(jù)物理學(xué)原理，可知，對于處在自由懸空狀態(tài)中的氧分子而言，在上述情形下，受不均勻磁場的吸引作用，氧分子將在一秒鐘之內(nèi)定向加速至約80米/秒的高速度，并繼續(xù)加速，高速地沖向所說不均勻磁場中的對氧分子吸引力最強的位置。在常溫時，不均勻磁場對氧氣分子的吸引力仍然是大的，含氧空氣中的眾多氧氣分子受不均勻磁場的吸引而產(chǎn)生定向運動可造成被稱為“磁風”的氣流，這種現(xiàn)象也是含氧空氣中氧氣含量的磁測量技術(shù)的科學(xué)依據(jù)。
已知磁場對氧氣分子的吸引力是與磁場強度和磁場梯度的乘積成正比，也就是說，磁場對氧氣分子的吸引力既與磁場強度成正比，又與磁場梯度成正比；因此，當磁場強度較高，而磁場梯度較小時，磁場對氧氣分子的吸引力并不強；而在磁場強度不很高，但磁場梯度比較大的磁場中，氧氣分子受到的吸引力卻可以是較強的。所說磁場梯度是指磁場強度隨距離的變化率。磁場梯度與磁場強度的乘積值大的磁場區(qū)間對氧氣分子具有較大的吸引力。
本發(fā)明(系列)的主要目的，是提供一種緊湊的、高效率的、低能耗的能夠大流量供氣的從空氣中獲取氧氣以及氮氣的技術(shù)。本發(fā)明(系列)也是利用氧氣分子可被磁場強烈吸引的特殊性質(zhì)，從空氣中獲取氧氣以及氮氣，但是，與現(xiàn)有的空氣磁力分離技術(shù)不同地，本發(fā)明(系列)是從新的設(shè)計思想出發(fā)，完全克服了現(xiàn)有空氣磁力分離技術(shù)中的能量消耗大以及實際供氣流量小等等不足。本發(fā)明(系列)強調(diào)擴展磁場對空氣的作用范圍，以及，充分地、全面地利用不消耗電能的永久磁鐵。本發(fā)明(系列)僅以永久磁鐵作為磁場提供者。本發(fā)明(系列)通過將永久磁鐵，特別是板狀的有孔洞或無孔洞的永久磁鐵，在有限的空間內(nèi)作合理的、緊湊的排列，達到下述兩個方面的目的其一是，利用永久磁鐵制造有著高的磁場梯度與磁場強度乘積值的磁場，其二是，大幅度地擴展對氧氣有強烈吸引力的磁場的有效作用面積，這也就是說，使磁場梯度與磁場強度的乘積值高的磁場與空氣的作用界面大幅度地擴展。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的使用許多的永久磁鐵，所說永久磁鐵是含有孔洞的永久磁鐵，所說含有孔洞的永久磁鐵是作小間隔排列，許多的作小間隔排列的永久磁鐵形成肋組狀結(jié)構(gòu)、肋組群狀結(jié)構(gòu)、翅組狀結(jié)構(gòu)、翅組群狀結(jié)構(gòu)、簇狀結(jié)構(gòu)、柵欄狀結(jié)構(gòu)或?qū)訝罱Y(jié)構(gòu)，其中，相鄰永久磁鐵的孔洞的裝設(shè)位置相互對應(yīng)，許多的所說裝設(shè)位置相互對應(yīng)的孔洞連續(xù)重疊構(gòu)成環(huán)節(jié)通道，以及，夾架，所說排列成肋組狀結(jié)構(gòu)、肋組群狀結(jié)構(gòu)、翅組狀結(jié)構(gòu)、翅組群狀結(jié)構(gòu)、簇狀結(jié)構(gòu)、柵欄狀結(jié)構(gòu)或?qū)訝罱Y(jié)構(gòu)的永久磁鐵是用所說夾架固定，本發(fā)明中，將包括了上述組件的裝置稱為緊湊式高效低能耗空氣磁力分離裝置。當所說空氣磁力分離裝置中的永久磁鐵簇的磁場與含氧源空氣接觸時，受磁場的吸引，含氧源空氣中的強順磁性的氧氣分子便向永久磁鐵簇的方向移動，這樣，在所說永久磁鐵簇的間隙空間及其附近空間的空氣中的氧氣含量便高于含氧源空氣的氧氣含量，所說環(huán)節(jié)通道的側(cè)壁上的縫隙與含氧量相對較高的空氣接觸，當這樣的環(huán)節(jié)通道與壓氣機的進氣通道連通時，啟動壓氣機，那么，經(jīng)由壓氣機的出氣通道輸出的空氣，就是含氧量相對較高的空氣，也就是富氧空氣；用于抽吸富氧空氣的機械，還可以是具有自持吸氣能力的機械，例如一些種類的汽油發(fā)動機。
在所說空氣磁力分離裝置中，相鄰的永久磁鐵的相互靠近的磁極既可以是磁極性不同的磁極，也可以是磁極性相同的磁極，還可以是介于這二種情形之間的情形，但是，由于高梯度磁場對氧氣分子有更大的吸引力，因而，所說永久磁鐵的最好的排列方式，是使相鄰的永久磁鐵的相互靠近的磁極是磁極性相同的磁極。以磁極表面剩磁強度為2500高斯的永久磁鐵為例，當相鄰的永久磁鐵的相互靠近的磁極是磁極性相同的磁極，并且，磁極間距約為0.5厘米時，那么，在所說磁極間隙及其附近的磁場梯度可達約10000高斯/厘米，當磁極間距約為0.2厘米時，在所說磁極間隙及其附近的磁場梯度可達約25000高斯/厘米；而如果是采用磁極表面剩磁強度約為1000高斯的永久磁鐵，并且仍是用磁極性相同的磁極相互靠近，那么，當磁極間距約為0.2厘米時，在這樣的磁極間隙及其附近的磁場梯度可以達到約10000高斯/厘米，當磁極間距約為0.1厘米時，在所說磁極間隙及其附近的磁場梯度可達約20000高斯/厘米；即使是使用磁極表面剩磁僅有500高斯的永久磁鐵，在類似的情形下，當磁極間距約為0.2厘米至0.1厘米時，磁場梯度值也能達到約5000高斯/厘米至10000高斯/厘米。
在所說空氣磁力分離裝置中，所說含有孔洞的永久磁鐵可以是任意形狀的永久磁鐵。本發(fā)明強調(diào)在有限空間內(nèi)擴展磁場與空氣之間的有效作用界面，采用含有孔洞的板狀永久磁鐵是最有利于實現(xiàn)本發(fā)明目的的選擇。本發(fā)明所說含有孔洞的板狀永久磁鐵包括厚度均勻的含有孔洞的板狀永久磁鐵，以及，有厚薄變化的含有孔洞的板狀永久磁鐵。本發(fā)明所說含有孔洞的板狀永久磁鐵當然也可以包括板面呈曲面形狀的板狀含有孔洞的永久磁鐵。所說含有孔洞的永久磁鐵的磁化方式可以是任意的磁化方式，例如，可以是雙極磁化，也可以是多極磁化；磁化方向可以任意取向。所說含有孔洞的板狀永久磁鐵的最適宜的磁化方式，是雙極磁化方式；最適宜的磁化方向，是與所說含有孔洞的板狀永久磁鐵的最大縱向均分剖面相互垂直或接近于相互垂直的方向。
所說含有孔洞的永久磁鐵可以是含有單個孔洞的永久磁鐵，也可以是含有二個或三個或四個或五個或含有更多個孔洞的永久磁鐵，所說孔洞的個數(shù)不限。
所說含有孔洞的永久磁鐵的孔洞的形狀不限，例如，所說孔洞可以是圓形、橢圓形、流線形、長條形、多邊形或齒輪形的孔洞等等。所說含有孔洞的永久磁鐵的周圍邊緣的形狀不限，例如，所說永久磁鐵的周圍邊緣的形狀可以是圓形、橢圓形、流線形、齒輪形、長條形或多邊形等等。
所說夾架的形狀以及結(jié)構(gòu)不限，例如，可以采用格柵組結(jié)構(gòu)、籠形結(jié)構(gòu)、籠組狀結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架組結(jié)構(gòu)或夾板組結(jié)構(gòu)的夾架等等，當然，在所說夾架中還可包括一些結(jié)構(gòu)連接件以及螺絲、螺帽、密封件等小附件。以所說夾板組結(jié)構(gòu)的夾架為例，具體地說，該夾架主要是由夾板和夾板連接件構(gòu)成。所說夾板例如平板狀夾板、板面呈曲面形狀的夾板、板面曲折的夾板、盤狀夾板、盆狀夾板或板面邊緣彎曲的槽形夾板。所說夾板連接件例如橫截面呈任意形狀的桿形、板形、管形、桿組形、板組形、管組形夾板連接件或所說桿形、板形、管形夾板連接件的混雜組合件。在所說夾板與夾板連接件的組合構(gòu)架中當然也可以包括螺絲、螺帽、密封件等小附件。在所說夾板中，至少有一個夾板是含有孔洞的夾板，以及，所說環(huán)節(jié)通道與所說含有孔洞的夾板的孔洞連通。最好的實施方案是使每一個夾板都含有孔洞。所說含有孔洞的夾板的孔洞的數(shù)量不限，例如可以是含有一個、二個、三個、四個或數(shù)量更多的孔洞。所說夾板連接件既可以穿透所說含有孔洞的永久磁鐵的孔洞來連接相鄰夾板，也可以不經(jīng)過所說孔洞來連接相鄰夾板，當然，還可以是以二者兼而有之的混雜方式來連接相鄰夾板。對于含有許多個孔洞的的永久磁鐵而言，既可以使每一個所說孔洞都有夾板連接件穿過，也可以僅有少數(shù)孔洞被夾板連接件穿過，或者，連接件完全避開所說孔洞，而是經(jīng)過所說永久磁鐵的周圍邊緣來連接相鄰夾板，再或者，采用混雜連接方式，都是可以的。
作為一種實施方案，所說夾架的結(jié)構(gòu)組件可以完全不通過所說環(huán)節(jié)通道，換句話說，所說夾架可以只在外圍位置夾持固定所說永久磁鐵，完全不占用環(huán)節(jié)通道內(nèi)部空間，這是本發(fā)明申請案所要特別強調(diào)的內(nèi)容之一。
在所說空氣磁力分離裝置中，當相鄰的永久磁鐵的相互靠近的磁極是磁極性相同的磁極時，在這樣的磁極間隙內(nèi)及其附近將出現(xiàn)具有高磁場梯度值的磁場，但是，在同一空間的磁場強度大小分布情形與磁場梯度大小的分布情形有所不同，例如，在磁極間隙中間存在磁場強度為零或接近于零的分界面，在該分界面及其附近，雖然磁場梯度值大，但磁場強度數(shù)值太小，從而使磁場梯度與磁場強度的乘積值偏小，因此，在這樣的分界面及其附近區(qū)間的磁場對氧氣分子吸引力不大；由所說磁場強度為零或接近于零的分界面出發(fā)，愈是靠近磁極表面，磁場強度越大，直到在磁極表面上達到磁場強度的最大值，也就是說，在磁極表面以及緊貼近磁極表面的那部分區(qū)間，磁場強度與磁場梯度的乘積值最大，對氧氣分子的吸引力也最強，當所說空氣磁力分離裝置中的永久磁鐵與含氧源空氣接觸時，受磁場的吸引，在所說永久磁鐵簇的間隙及其附近空間將積蓄氧含量相對較高的空氣，但是，由于在磁極間隙及其附近存在著對氧氣分子吸引力強弱不均的磁場分布，結(jié)果相應(yīng)地導(dǎo)致在這樣的區(qū)間內(nèi)存在氧氣含量大小不均的分布，愈是靠近磁極表面，氧氣含量越大，在磁極表面以及緊貼近磁極表面的區(qū)間內(nèi)有最高的氧氣含量，而在所說磁極間隙中間的磁場強度為零或接近于零的所說分界面及其附近區(qū)間，對氧氣分子吸引力為零或接近于零，因而該區(qū)間氧氣含量相對于磁極表面及其附近區(qū)間而言要小許多。如果任由所說環(huán)節(jié)通道側(cè)壁上的縫隙將磁極間隙及其附近的空氣不仔細區(qū)分氧含量的高低一并吸入所說環(huán)節(jié)通道內(nèi)，結(jié)果雖然可獲得富氧空氣，但該富氧空氣可能更多地是來自于對氧氣分子吸引力為零或接近于零的所說分界面區(qū)間，因為該區(qū)間空氣受束縛較小，相對而言更易于流動；而緊貼近磁極表面的含氧量高的空氣受磁場束縛，相對而言，流動滯緩。不采取額外措施，僅以上述方式粗略地吸取富氧空氣，當然是可以的，但效果不是最理想，因為這樣獲得的富氧空氣氧氣含量不高。為獲取高含氧的富氧空氣，應(yīng)從所說磁極表面以及緊貼近磁極表面的高含氧區(qū)間吸取富氧空氣，同時應(yīng)設(shè)法將氧氣含量相對較低的所說分界面及其附近區(qū)間的空氣隔離或遮蔽，阻止含氧量相對較低的空氣進入所說環(huán)節(jié)通道內(nèi)。進一步包括了遮蔽物的空氣磁力分離裝置是有利于獲取高品質(zhì)的氧氣含量比較高的富氧空氣的裝置。所說遮蔽物是用于遮蔽氧含量相對較低的所說分界面及其附近的空氣，所說遮蔽物裝設(shè)在相鄰永久磁鐵之間，在所說遮蔽物與鄰近的永久磁鐵之間存在有氣隙。所說氣隙正與所說磁極表面以及緊貼近磁極表面的高含氧區(qū)間相對應(yīng)；經(jīng)由所說氣隙吸入所說環(huán)節(jié)通道的空氣就是高品質(zhì)的含氧量比較高的富氧空氣。所說遮蔽物的周圍邊緣可大可小，其周圍邊緣的大小以不妨礙含氧源空氣的流動更新為宜。用于制作所說遮蔽物的材料不限，例如可以使用橡膠、塑料、瓷材、木材以及金屬材料等等。
在所說空氣磁力分離裝置中，相鄰的板狀永久磁鐵的相互面對的板面可以是磁極性相同的磁極面，前文已述及，在該情形下，當所說永久磁鐵簇與含氧源空氣接觸時，對氧氣分子有強吸引力的磁極表面以及緊貼磁極表面的區(qū)間內(nèi)將集聚高含氧的高品質(zhì)的富氧空氣，但是，這種呈薄層狀分布的高含氧富氧空氣受磁場吸引力的束縛，流動滯緩，如果磁極表面各處的磁場對氧氣分子的吸引力相同或近乎相同，就難以驅(qū)使該薄層狀高含氧富氧空氣沿磁極表面向所說環(huán)節(jié)通道方向流動。為了驅(qū)使所說薄層狀的高含氧富氧空氣沿磁極表面向所說環(huán)節(jié)通道方向流動，一般地說，可以采取下述四種方案，第一種方案是，使相鄰的板狀永久磁鐵的所說最大縱向均分剖面之間的夾角呈銳角，并使該銳角的方向指向所說環(huán)節(jié)通道；第二種方案是，采用磁極表面剩磁強度不均勻的永久磁鐵，并使所說永磁鐵的剩磁強度比較大的部分靠近所說環(huán)節(jié)通道；第三種方案是，采用有厚薄變化的板狀永久磁鐵，所說板狀永久磁鐵的厚薄變化方式是使永久磁鐵的鄰近環(huán)節(jié)通道的部分有逐漸增大的厚度；第四種方案是，混合使用前述三種方案中的二種或全部三種方案；上述的任何一種方案都可以使所說磁極表面以及緊貼近磁極表面的區(qū)間的磁場強度與磁場梯度的乘積值發(fā)生有利的變化，越是靠近環(huán)節(jié)通道的位置，所說乘積值越大，對氧氣的吸引力也隨之增強，這就形成了沿著所說磁極表面指向環(huán)節(jié)通道的對氧氣的定向牽引，如此，便可以驅(qū)使所說流動滯緩的薄層狀的高含氧的富氧空氣沿著磁極表面向所說環(huán)節(jié)通道方向流動。在上述情形下，如果所說空氣磁力分離裝置是包括了所說遮蔽物的裝置，那么緊貼近磁極表面的所說氣隙正好可以順勢地提取得沿著磁極表面源源不斷地匯聚而來的所說薄層狀分布的高含氧的富氧空氣。
根據(jù)流體流動過程的一般科學(xué)原理，我們知道，當流體在任意材料的板與板之間流動時，流體的流動速率分布是不均勻的，越是貼近板面位置，流體的流動速率越低，在貼近板面的位置存在著流動滯緩的層流邊界層；與此同時，在遠離板面的位置，流體的流動速率可以是比較大。在本發(fā)明中，如果采用板狀永久磁鐵，并使相鄰板狀永久磁鐵的相互面對的板面是磁極性相同的磁極面，當所說永久磁鐵與流動著的含氧源空氣接觸時，在緊貼近磁極表面的區(qū)間形成高含氧的富氧空氣層，這種高含氧的富氧空氣層同時也正好與一般情形下所說的層流邊界層對應(yīng)，但是，在本發(fā)明涉及的情形中，由于磁場對緊貼近磁極表面的高品質(zhì)的富氧空氣層的強烈吸引，實際上使得所說層流邊界層的密度增大、厚度增大、流動更加滯緩，更不容易被周圍的相對高速率流動的氣流沖散。在磁極空隙中的對氧氣吸引力為零或接近于零的空隙中的所說分界面及其附近，則是可以允許氣流高速率流動。所說富氧空氣層一旦形成，便能穩(wěn)定地維持，即便富氧空氣不斷地被環(huán)節(jié)通道提取，所說富氧空氣層也能夠迅速地從周圍的流動著的含氧源空氣中捕集到高含氧的空氣，使所說富氧空氣層迅速得到補充并復(fù)原。由于上述原因，本發(fā)明所述空氣磁力分離裝置可以允許大流量以及大流速地更新和補充含氧源空氣，這同時意味著，本發(fā)明所提供的空氣磁力分離裝置有大的供氧潛力。
本發(fā)明強調(diào)在有限空間內(nèi)大幅度地擴展磁場與空氣之間的有效接觸界面，因此，如前文所述，板狀永磁鐵，特別是有厚度變化的板狀永久磁鐵是比較好的選擇。顯然，所說板狀永久磁鐵的平均厚度越小，越有利于在有限空間內(nèi)提供盡可能大的有效磁場面積，但是，當所說板狀永久磁鐵的平均厚度小到一定程度時，對所說永久磁鐵的脆性、耐沖擊強度等機械性能就有了比較高的要求?？梢詰?yīng)用于本發(fā)明的永久磁鐵材料品種繁多，其中，粘結(jié)的永久磁鐵是兼顧了成型性以及脆性、耐沖擊強度等機械性能的一種比較好的選擇。所說粘結(jié)的永久磁鐵主要是用粘結(jié)劑與磁粉混合粘結(jié)加工制成。所說粘結(jié)劑例如熱塑性樹脂、熱固性樹脂；所說粘結(jié)劑也可以是低熔點金屬材料，例如金屬錫；所說粘結(jié)劑還可以是橡膠材料。所說磁粉例如鐵氧體類磁粉、稀土類磁粉。所說稀土類磁粉例如釹鐵硼磁粉、稀土鈷磁粉。所說粘結(jié)的永久磁鐵可以采用許多種方法成型，例如可以采用注塑、壓制、涂布等方法成型。所說粘結(jié)的永久磁鐵又稱復(fù)合型永磁材料。所說粘結(jié)的永久磁鐵的成份除了粘結(jié)劑以及磁粉之外，顯然還可以允許包括一些次要的成份，例如著色劑、表面保護性涂料以及夾在所說粘結(jié)的永久磁鐵內(nèi)部的非磁性的片狀物或網(wǎng)狀物或絲狀物。
本發(fā)明所說永久磁鐵形狀不限；所說粘結(jié)的永久磁鐵可以被成型為任何設(shè)定形狀的永久磁鐵，尤其適宜于被成型為平均厚度小的板狀永久磁鐵。
在本發(fā)明所說空氣磁力分離裝置中，當相鄰永久磁鐵的相互面對的表面是磁極性相同的磁極面時，還可采用另外一種特殊的實施方案，該方案就是在相鄰永久磁鐵之間裝設(shè)用導(dǎo)磁性材料制成的聚磁件，在所說聚磁件與相鄰的永久磁鐵之間存在有氣隙。所說聚磁件的周圍邊緣大小不限；但是，為使聚磁件有效地發(fā)揮作用，最好是設(shè)計將聚磁件的周圍邊緣凸出在相鄰永久磁鐵的周圍邊緣之外。更好的設(shè)計方案是采用橫截面呈箭頭形或錨形或鉚釘形或丁字尺形或啞鈴形的聚磁件，同時，使該聚磁件的周圍邊緣凸出在相鄰永久磁鐵的周圍邊緣之外。所說聚磁件的作用在于將磁力線聚束，集中在凸緣處釋放，如此，可使聚磁件的凸緣處及其附近磁場強度大幅度提高，無論是采用表面剩磁達2500高斯的永久磁鐵，或采用表面剩磁僅有500高斯的永久磁鐵，都可以通過適當?shù)脑O(shè)計，使所說聚磁件的凸緣處的磁場強度達到約10000高斯以上，甚至更高磁場強度。采用橫截面呈箭頭形或錨形或丁字尺形或鉚釘形或啞鈴形或L字形或鉤形的聚磁件，是兼顧了磁場強度、磁場梯度、磁場有效作用界面以及流體邊界層抗氣流沖擊因素的最佳設(shè)計。在上述情形下，被吸附的富氧空氣是經(jīng)由所說聚磁件與相鄰永久磁鐵之間的氣隙進入所說環(huán)節(jié)通道，以此路徑被提取。
在本發(fā)明所說空氣磁力分離裝置中，當然允許選擇這樣的設(shè)計使相鄰永久磁鐵的相互面對的表面是磁極性不同磁極面。在該情形下，最好是使相鄰永久磁鐵的相互面對的表面部分地相互靠在一起，在這樣的所說相互靠在一起的那部分表面之間存在有氣隙。富氧空氣經(jīng)由該氣隙進入環(huán)節(jié)通道，以此路徑被提取。觀測表明，在以上述方式裝設(shè)的磁極表面及其附近，磁場強度與磁場梯度的乘積值仍有可觀的數(shù)值，并且，該乘積值是沿著磁極表面逐漸增大，直到在所說氣隙處達到最大值，被吸引的氧氣分子主要也是沿著磁極表面向所說氣隙方向運動，所說層流邊界層抗氣流沖擊的特性在該方案中依然可以發(fā)揮作用。
在本發(fā)明所說空氣磁力分離裝置中，當相鄰永久磁鐵的相互面對的表面是磁極性相同的磁極面時，如果在相鄰永磁鐵之間既不裝設(shè)所說遮蔽物，也不裝設(shè)所說聚磁件，也是可以的；在該情形下，最好是使相鄰永久磁鐵的相互面對的表面部分地相互靠在一起，并使所說相互靠在一起的那部分表面之間存有氣隙。富氧空氣經(jīng)由所說氣隙進入環(huán)節(jié)通道，以此路徑被提取。
本發(fā)明所說各種氣隙大小不限。所說氣隙可以小到僅由相互靠在一起的兩個物件因物件表面上固有的凹凸不平所造成的微小氣隙。另一方面，為形成大小適宜的氣隙，也可以人為地設(shè)計使永久磁鐵表面或遮蔽物表面或聚磁件表面含有一些凸點或凸紋。
在本發(fā)明所說的各種類型的氣隙位置，當然可以允許裝設(shè)用于支撐氣隙、維持氣隙大小的墊件。所說墊件也可以同時兼有濾塵功能。所說墊件還可以用導(dǎo)磁性材料制成，這樣的墊件還具有調(diào)整氣隙內(nèi)磁場分布狀況的功能。
在本發(fā)明所說空氣磁力分離裝置中，所含有的所說環(huán)節(jié)通道的數(shù)量不限；在大多數(shù)的應(yīng)用情形中，要求在所說裝置內(nèi)同時含有許多個所說環(huán)節(jié)通道；但是對于用氣流量小的應(yīng)用場合，可以使用小型的裝置，裝置內(nèi)所含有的環(huán)節(jié)通道數(shù)量可以是少的，例如，可以少至僅含有一個、二個、三個或四個的環(huán)節(jié)通道。當然，小型的裝置內(nèi)所含有的環(huán)節(jié)通道數(shù)量不一定就只能是少數(shù)量，大數(shù)量也是可以的，例如可以采用按照一定比例縮小尺寸的方式，在小型裝置內(nèi)構(gòu)造出大數(shù)量的小號的環(huán)節(jié)通道。另外，所說環(huán)節(jié)通道的橫截面形狀不限。
前文已述及，如果將所說環(huán)節(jié)通道與用于輸送富氧空氣的壓氣機的進氣通道連通，啟動該壓氣機，就可以從該壓氣機的出氣通道中輸出富氧空氣；所說永久磁鐵簇應(yīng)暴露于含氧源空氣中。本發(fā)明所說壓氣機指的是用于抽吸、加壓、輸送氣體的機械，例如，空氣壓縮機、鼓風機、通風機、真空泵、空氣泵等等均是壓氣機。含有用于輸送富氧空氣的壓氣機的空氣磁力分離裝置是本發(fā)明所說空氣磁力分離裝置的一種裝置形式。
本發(fā)明所說空氣磁力分離裝置，無論是否含有專門配置的用于輸送富氧空氣的壓氣機，都可以將所說永久磁鐵簇直接安置于自然流通的含氧源空氣中；即便所說含氧源空氣處于自然流動速率接近于零的似靜止狀態(tài)，由于濃差擴散的因素，含氧源空氣中的氧氣分子仍會源源不斷地向所說永久磁鐵簇的方向移動，以彌補所說永久磁鐵簇周圍的因被吸取而導(dǎo)致的偏低的含氧量。但是，為了充分發(fā)揮所說空氣磁力分離裝置的供氧能力，最好是將所說許多的含有孔洞的永久磁鐵裝設(shè)在容器內(nèi)，所說容器是含三種氣體通道的容器，所說三種氣體通道是新鮮空氣輸入通道、富氧空氣輸出通道和富氮空氣輸出通道，所說環(huán)節(jié)通道與所說容器的所說富氧空氣輸出通道連通，在上述情形下，如果使所說容器的所說新鮮空氣輸入通道與用于輸送新鮮空氣的壓氣機的出氣通道連通，啟動該壓氣機，就可以驅(qū)使含氧源空氣以設(shè)定的流量及流速掠過所說永久磁鐵簇；另一種驅(qū)動含氧源空氣流動并掠過所說永久磁鐵簇的實施方案，是使所說容器的所說富氮空氣輸出通道與用于輸送富氮空氣的壓氣機的進氣通道連通。由所說容器的所說富氮空氣輸出通道輸出的富氮空氣或者說是缺氧的空氣，可以根據(jù)應(yīng)用的要求收集或者放空。
在含有所說容器的情況下，所說夾架當然也是一并裝設(shè)在所說容器內(nèi)；所說夾架還可以部分地與所說容器融合在一起，例如，所說夾板在該情形下可以是所說容器的容器壁的一個結(jié)構(gòu)組成部分，當然，所說夾板也可以不與容器壁融合為一體，而僅以氣流通道進行相互關(guān)聯(lián)。
為了使所說空氣磁力分離裝置能夠長期高效率運行，應(yīng)防止所說環(huán)節(jié)通道側(cè)壁上的縫隙受到臟物阻塞；尤其是當所說空氣磁力分離裝置是含有小的氣隙的裝置時，更應(yīng)仔細防止所說氣隙受到臟物阻塞。如果所說空氣磁分離裝置是含有所說容器的裝置，那么，為解決上述問題，可以在所說容器的所說新鮮空氣輸入通道上裝設(shè)空氣過濾器；如果所說空氣磁力分離裝置是含有用于輸送新鮮空氣的壓氣機的裝置，那么，所說用于輸送新鮮空氣的壓氣機的進氣通道也可以視為所說新鮮空氣輸入通道的特殊部分，所說空氣過濾器可以裝設(shè)在所說壓氣機的進氣通道上。已知空氣過濾器品種繁多，例如金屬絲網(wǎng)、纖維網(wǎng)、纖維紙、纖維布以及多孔泡沫塑料等材料制成的空氣過濾器；所說空氣過濾器也可以是離心式除塵過濾器、浸油式空氣過濾器，等等。
本發(fā)明所說空氣磁力分離裝置還可以包括一些密封件，所說密封件的裝設(shè)位置可以是在所說環(huán)節(jié)通道的端部以及氣流通道的各個接口處等等需要密封的位置。
本發(fā)明所說空氣磁力分離裝置作為一個整體而言，所涉及的空氣流動通道，也可以分成三種裝置的新鮮空氣輸入通道、裝置的富氧空氣輸出通道以及裝置的富氮空氣輸出通道。作為一種特殊情形，當所說永久磁鐵簇是直接地安放在自然流動的正?？諝庵袝r，可以明確界定的空氣流動通道就只有裝置的富氧空氣輸出通道。
當所說空氣磁力分離裝置是含有所說容器的裝置時，采用另一種氣體流路聯(lián)接方式，雖然并非理想方案，但也是可以允許的。所說另一種氣體流路聯(lián)接方式是使裝設(shè)在容器內(nèi)的所說永久磁鐵簇的所說環(huán)節(jié)通道的兩端端口分別地與所說容器的新鮮空氣輸入通道以及富氮空氣輸出通道連通。在該情形下，所說環(huán)節(jié)通道的內(nèi)壁表面是用于吸附氧分子的表面，氧分子在經(jīng)過所說環(huán)節(jié)通道的途中，被吸附向環(huán)節(jié)通道內(nèi)壁表面，并在外界負壓力的作用下，經(jīng)由環(huán)節(jié)通道側(cè)壁上的縫隙向外滲出，以此路徑被提取。在該情形下，所說永久磁鐵的厚薄變化方式以及所說聚磁件或遮蔽物的裝設(shè)設(shè)計方向正好與前文所述的方案中的設(shè)計方向相反。
當實際應(yīng)用中對富氧空氣的含氧量的有更高的要求時，可以通過多級富集的方式，逐級增加氧氣含量；本發(fā)明中將服務(wù)于這一目的的裝置稱為緊湊式高效低能耗氧氣多級富集系統(tǒng)，所說氧氣多級富集系統(tǒng)包括多個所說空氣磁力分離裝置，其中，前置級的空氣磁力分離裝置的富氧空氣輸出通道與后置級的空氣磁力分離裝置的新鮮空氣輸入通道連通。富集的級數(shù)越多，所獲得的富氧空氣的含氧量越高，通過這樣的方式可以獲取純氧氣。
當實際應(yīng)用中所需求的是高含氮的富氮空氣時，也可以通過多級富集氮氣的方式，逐級除氧、增加氮氣含量；在本發(fā)明中，將服務(wù)于這一目的的裝置稱為緊湊式高效低能耗氮氣多級富集系統(tǒng)，所說氮氣多級富集系統(tǒng)包括多個所說空氣磁力分離裝置，其中，前置級的空氣磁力分離裝置的富氮空氣輸出通道與后置級的空氣磁力分離裝置的新鮮空氣輸入通道連通。富集的級數(shù)越多，所獲得的富氮空氣的含氮量越高；通過這樣的方式可以獲取純氮氣。
在本發(fā)明所涉及的各種含有壓氣機的裝置中，各臺壓氣機既可以獨立運行，也可以聯(lián)動運行。
本發(fā)明所說含有三種氣體通道的容器，可以是專門制造的專用容器，也可以是帳篷或適當分隔的建筑物之類的東西。
本發(fā)明所說含氧源空氣意指含有氧氣成份的混合氣體，例如人們?nèi)粘＝佑|的含氧的正常的新鮮空氣。
使用多個的所述空氣磁力分離裝置，通過變換氣體流路的連接方式，可以容易地變換功能，既可以組裝成所述氧氣多級富集系統(tǒng)，也可以組裝成所述氮氣多級富集系統(tǒng)。
富氧空氣以及純氧氣的廣泛用途是眾所周知的，由于本發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)簡單的、緊湊的、低能耗的、在十分接近于常溫常壓條件下運行的能夠大流量地獲取富氧空氣以及純氧氣的技術(shù)，將使得富氧空氣以及氧氣的用途進一步大范圍地擴展，例如，所述空氣磁力分離裝置可以用于為建筑物、醫(yī)院、家庭居室以及個人提供保健和醫(yī)療用的富氧空氣，供氧裝置可以隨時啟動，可以長期低能耗運行；所述空氣磁力分離裝置以及所述氧氣多級富集系統(tǒng)還可以應(yīng)用于制氧工廠以及氧氣消耗量大的各種場合，例如冶煉廠、化工廠以及涉及燃燒設(shè)備的場合；所述空氣磁力分離裝置與換氣機或者保溫換氣機進行組合，可以構(gòu)成富氧換氣機或富氧保溫換氣機；所述空氣磁力分離裝置與空調(diào)機組進行組合，可以構(gòu)成富氧空調(diào)機；所述空氣磁力裝置與燃燒設(shè)備進行組合，可以構(gòu)成富氧燃燒器；所述空氣磁力分離裝置與發(fā)動機組合，可以構(gòu)成富氧發(fā)動機，所述發(fā)動機例如車、船用的各種消耗燃料和氧氣的內(nèi)燃機；除了上述各例之外，本發(fā)明所述空氣磁力分離裝置以及所述氧氣多級富集系統(tǒng)還可以有許多的其它用途，例如，可以用于高山或高原地區(qū)的呼吸用氧的保障；由所說空氣磁力分離裝置或氮氣多級富集系統(tǒng)輸出的富氮空氣或純氮氣還可以用于糧食、食品以及其它生物制品的氮氣氛保鮮貯存；本發(fā)明技術(shù)恰能適應(yīng)所說氮氣氛保鮮貯存所特有的對供氮裝置運行的長期性以及運行的低能耗的要求，等等。
本發(fā)明包括緊湊式高效低能耗富氧保溫換氣機。在現(xiàn)有技術(shù)中，已知有多種可用于建筑物、醫(yī)院、家庭居室等場合的保溫換氣機。本發(fā)明所說富氧保溫換氣機是所說空氣磁力分離裝置或所說氧氣多級富集系統(tǒng)與所說保溫換氣機的技術(shù)組合。所說富氧保溫換氣機包括所述空氣磁力分離裝置或所說氧氣多級富集系統(tǒng)，以及，氣體換熱器，該氣體換熱器是用于富氧新空氣與污濁舊空氣之間的熱量交換，該氣體換熱器含有用于輸送富氧新空氣的通道以及用于輸送污濁舊空氣的通道，所述空氣磁力分離裝置或所說氧氣多級富集系統(tǒng)的富氧空氣輸出通道與所述氣體換熱器的用于輸送富氧新空氣的通道連通。所述富氧保溫換氣機當然可以包括用于輸送富氧空氣的壓氣機，該壓氣機的裝設(shè)位置可以是在所述富氧新空氣輸送通道上的任何位置，該壓氣機可以視為所述空氣磁力分離裝置的一部分；所述富氧保溫換氣機當然還可以包括用于輸送污濁舊空氣的壓氣機，該壓氣機的裝設(shè)位置可以是在所述污濁舊空氣輸送通道上的任何位置。已知氣體換熱器的品種繁多，例如，板式氣體換熱器、熱管式氣體換熱器、全熱交換式氣體換熱器以及肋片式或翅片式氣體換熱器，等等。利用本發(fā)明所述空氣分離技術(shù)獲取富氧空氣，并使該富氧新空氣經(jīng)由氣體換熱器保溫置換污濁舊空氣，這對于保健以及節(jié)能都是有益的。所述富氧保溫換氣機特別適合應(yīng)用于裝設(shè)有空調(diào)機的建筑物、醫(yī)院以及家庭居室等場合。
不含有氣體換熱器的富氧換氣機是空氣磁力分離裝置與簡單換氣機的簡單組合，它可視為所說空氣磁力分離裝置的一種簡單應(yīng)用裝置形式。
本發(fā)明包括緊湊式高效低能耗富氧空調(diào)機，所說富氧空調(diào)機含有所述空氣磁力分離裝置以及空調(diào)機組。所述空調(diào)機組是用于調(diào)節(jié)空氣的溫度以及濕度的裝置，所述空調(diào)機組內(nèi)含有制冷系統(tǒng)，所說空調(diào)機組內(nèi)還可以含有加熱器，所說加熱器例如電熱器、熱泵系統(tǒng)。一般說來，普通空調(diào)機在進行制冷或者制熱運行時，為節(jié)省能量，是不允許大流量通新風來更換空調(diào)場所的空氣；有些種類的空調(diào)機甚至根本就沒有開設(shè)新風通道；即使是含有新風通道的空調(diào)機，也只能小流量地引入新風；在新風引入量不足的情況下，空調(diào)場所的空氣品質(zhì)變壞；雖然許多品種的空調(diào)機含有空氣過濾器，但該裝置并無增氧功能；另處一些常見的空氣凈化裝置如空氣臭氧凈化器以及負離子發(fā)生器等等裝置均無增氧功能；對于有人員活動的空調(diào)場所，無增氧功能的裝置只能除塵和殺菌，而不能改變空氣中氧含量下降的趨勢；氧含量不足的危害是眾所周知的，長時間在空調(diào)場所居住或者活動所產(chǎn)生的身體不適反應(yīng)統(tǒng)稱為空調(diào)病，究其根本原因，是空氣品質(zhì)變壞造成的，這其中有空氣含塵量以及含菌量偏高的因素，然而，更重要的因素，是含氧量偏低。用現(xiàn)有技術(shù)中的保溫換氣機可以更新空調(diào)場所的污濁空氣，但是，僅在換氣流量很大時，才有可能使有人員活動的場所中空氣含氧量與正?？諝夂趿肯嗟?。采用本發(fā)明所述富氧保溫換氣機進行雙向保溫富氧換氣，可以達到實質(zhì)性增氧和節(jié)能的目的。為實現(xiàn)空調(diào)場所的增氧目的，還可以直接用所述空氣磁力分離裝置或所說氧氣多級富集系統(tǒng)向空調(diào)場所持續(xù)地輸送富氧空氣。將所述空氣磁力分離裝置或所說氧氣多級富集系統(tǒng)或者富氧換氣機或者所述富氧保溫換氣機與所述空調(diào)機組裝設(shè)在一起，構(gòu)成富氧空調(diào)機，也是有益的實施方案，當這樣的富氧空調(diào)機在進行制冷或者制熱運行時，其中含有的空氣磁力分離裝置或所說氧氣多級富集系統(tǒng)可以同時地持續(xù)地向空調(diào)場所輸入富氧空氣。當所說空氣磁力分離裝置或所說氧氣多級富集系統(tǒng)輸出的富氧空氣是經(jīng)由氣體換熱器輸入空調(diào)場所時，則可以在調(diào)節(jié)空氣的溫度以及濕度的同時，達到富氧保溫節(jié)能換氣目的。當所述空氣磁力分離裝置或所說氧氣多級富集系統(tǒng)或者富氧換氣機或者富氧保溫換氣機是與風冷式空調(diào)機組裝設(shè)在一起時，所述空調(diào)機組的用于向制冷系統(tǒng)的冷凝器通風的通風機可以同時為空氣磁力分離裝置中的永久磁鐵簇通風。當與所述空氣磁力分離裝置或所說氧氣多級富集系統(tǒng)或富氧換氣機或富氧保溫換氣機裝設(shè)在一起的空調(diào)機組是分體式空調(diào)機組時，用于輸送富氧空氣的輸氣管道可以與制冷劑循環(huán)管道并行安裝。
本發(fā)明所說空氣磁力分離裝置、富氧保溫換氣機以及富氧空調(diào)機等裝置，根據(jù)具體應(yīng)用要求，顯然還可以包括裝設(shè)于氣流通道上的消聲器、流量計、流量調(diào)節(jié)器、氧含量檢測顯示器、臭氧發(fā)生器、負離子發(fā)生器、紫外光照射裝置、空氣加濕器、超聲波霧化器、輔助營養(yǎng)藥物或輔助治療藥物霧化噴射裝置、空氣加熱器、空氣加香裝置、富氧空氣精細除塵過濾器、電池架、蓄電池、太陽能電板、電源變壓器、富氧空氣呼吸面具以及氧氣帳等等附加小裝置。
本發(fā)明包括富氧燃燒系統(tǒng)，所說富氧燃燒系統(tǒng)包括燃燒系統(tǒng)，所說燃燒系統(tǒng)是以含有氧氣的空氣作為氧化劑來源，所說燃燒系統(tǒng)含有空氣輸入通道，以及，富氧空氣供給裝置，所說富氧空氣供給裝置是所說空氣磁力分離裝置或所說氧氣多級富集系統(tǒng)，所說富氧空氣供給裝置的富氧空氣輸出通道與所說燃燒系統(tǒng)的空氣輸入通道連通。所說燃燒系統(tǒng)既可以是單純的供熱燃燒系統(tǒng)，也可以是由燃燒反應(yīng)提供熱能的熱功轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，還可以是化學(xué)工業(yè)氧化反應(yīng)器系統(tǒng)。所說燃燒系統(tǒng)例如大、中、小型鍋爐、石油加熱爐、金屬加熱爐、焦爐、水泥窯、玻璃熔煉爐、耐火磚煅燒爐、燒結(jié)爐、硫酸生產(chǎn)裝置、硝酸生產(chǎn)裝置以及家用燃煤、燃油、煤氣爐具。所說燃燒系統(tǒng)包括發(fā)動機系統(tǒng)。所說發(fā)動機包括各類車用、船用發(fā)電機用、空調(diào)機組用發(fā)動機。所說發(fā)動機例如汽油發(fā)動機、柴油發(fā)動機、煤氣發(fā)動機、混合燃料發(fā)動機等等。所說發(fā)動機的空氣輸入通道也可以包括發(fā)動機排氣歧管熱反應(yīng)器的空氣輸入通道以及發(fā)動機廢氣催化氧化凈化裝置的空氣輸入通道。以富氧空氣作為發(fā)動機的氧化劑來源，對于提高燃料利用率以及減少有害廢氣排放量是十分有益的，對于提高發(fā)動機功率以及減小發(fā)動機體積也是有益的。最常見的發(fā)動機是汽車發(fā)動機，眾所周知，地球上現(xiàn)有幾億輛各類汽車，由汽車發(fā)動機排放的未燃盡廢氣是造成環(huán)境污染的重要因素，燃料的未完全燃燒同時也造成能源的不必要的浪費；采用本發(fā)明技術(shù)有益于解決上述問題。
本發(fā)明包括含氮氧化物燃燒廢氣磁力分離再循環(huán)系統(tǒng)。燃燒系統(tǒng)以及發(fā)動機系統(tǒng)在工作中釋放出的氮氧化物，一直是人們努力地試圖根治或消除的污染物種?，F(xiàn)有技術(shù)中，為消除或減少氮氧化物的排放量，主要采用降低燃燒溫度、兩級燃燒室設(shè)計、加水汽稀釋空氣以及催化還原的方法，雖收到一定的效果，但還不理想。降低氮氧化物排放的另一種方法是將部分燃燒廢氣用于再循環(huán)，但在這種方法中，只能將燃燒廢氣的一部分用于再循環(huán)，其余大部分還是直接進入大氣層，氮氧化物排放量雖有所降低，但降低的幅度仍不夠大。盡管在正常的大氣環(huán)境中氮氧化物的含量微乎其微，但在燃燒系統(tǒng)以及發(fā)動機系統(tǒng)的排氣管道中卻有比較高的濃度，如何消除包括氮氧化物在內(nèi)的燃燒廢氣污染物，是人們每年耗費巨資研究的課題。本發(fā)明提供一種新的解決上述問題的技術(shù)。已知氣態(tài)單質(zhì)或化合物中，只有氧氣和氮氧化物具有被不均勻磁場強烈吸引的特殊性質(zhì)，其中，尤其是氧氣分子對磁場吸引力的響應(yīng)最為強烈，氮氧化物受磁場吸引的強烈程度僅次于氧氣分子，這一性質(zhì)對于解決燃燒廢氣中的氮氧化物污染控制問題，有重要意義。本發(fā)明所說含氮氧化物燃燒廢氣磁力分離再循環(huán)系統(tǒng)包括含氮氧化物燃燒廢氣磁力分離裝置，所說含氮氧化物燃燒廢氣磁力分離裝置是功能變化之后的所說空氣磁力分離裝置或者氧氣多級富集系統(tǒng)，所說空氣磁力分離裝置或氧氣多級富集系統(tǒng)的原新鮮空氣輸入通道轉(zhuǎn)用為含氮氧化物燃燒廢氣輸入通道，原富氧空氣輸出通道轉(zhuǎn)用為氮氧化物增濃廢氣輸出通道，原富氮空氣輸出通道轉(zhuǎn)用為脫氮氧化物廢氣輸出通道，以及，燃燒系統(tǒng)或發(fā)動機系統(tǒng)，所說燃燒系統(tǒng)或發(fā)動機系統(tǒng)含有空氣輸入通道，以及含氮氧化物燃燒廢氣輸出通道，所說燃燒系統(tǒng)或發(fā)動機系統(tǒng)的含氮氧化物燃燒廢氣輸出通道與所說含氮氧化物燃燒廢氣磁力分離裝置的含氮氧化物燃燒廢氣輸入通道，所說含氮氧化物燃燒廢氣磁力分離裝置的氮氧化物增濃廢氣輸出通道經(jīng)由流量控制裝置與所說燃燒系統(tǒng)或發(fā)動機系統(tǒng)的燃燒室連通。當所說燃燒系統(tǒng)或發(fā)動機系統(tǒng)是采用了兩級燃燒技術(shù)的系統(tǒng)時，也就是說，如果所說燃燒系統(tǒng)或發(fā)動機系統(tǒng)的燃燒室是分成富燃料燃燒區(qū)和富空氣燃燒區(qū)，那么，最好是使本發(fā)明所說含氮氧化物燃燒廢氣磁力分離裝置的氮氧化物增濃廢氣輸出通道經(jīng)由流量控制裝置與所說燃燒系統(tǒng)或發(fā)動機系統(tǒng)的燃燒室的富燃料燃燒區(qū)連通。在高溫條件下，氮氧化物在富燃料的氛圍中可以被還原，這是專家們所共知的事實。本發(fā)明中，是將氮氧化物通過磁力分離增濃之后，將增濃的氮氧化物廢氣送回所說富燃料燃燒區(qū)進行高溫還原，消除氮氧化物，如此地周而復(fù)始，循環(huán)不息。所說燃燒系統(tǒng)或發(fā)動機系統(tǒng)還可以是富氧燃燒系統(tǒng)或富氧發(fā)動機系統(tǒng)，在以富氧空氣作為氧化劑來源的情形下，由于富氧空氣中氮氣含量較少，更有利于抑制氮氧化物的生成。已知減少氮氣含量對降低氮氧化物的生成速率十分有利。富氧空氣中的高含氧狀況可以用所說氮氧化物增濃廢氣來沖淡或調(diào)節(jié)，以調(diào)整至適宜的的含氧濃度。為防止所說含氮氧化物燃燒廢氣磁力分離裝置中的永久磁鐵簇受高溫沖擊而使性能下降，以及，其它考慮，最好是在該裝置的所說含氮氧化物燃燒廢氣輸入通道上裝設(shè)用于高速降溫的板翅式氣體換熱器或其它高速降溫裝置。
在燃燒系統(tǒng)中，特別是在發(fā)動機系統(tǒng)中，聯(lián)合使用本發(fā)明所說富氧空氣供給技術(shù)以及含氮氧化物燃燒廢氣磁力分離再循環(huán)技術(shù)，可以接近零污染排放的目標。
與現(xiàn)有的各種從空氣中獲取氧氣以及氮氣的技術(shù)相比較，本發(fā)明裝置的工作原理以及裝置的技術(shù)特點決定了本發(fā)明具有下述優(yōu)點結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，能夠大流量地供氧，能量消耗特別低，是在常溫常壓或十分接近于常溫常壓的條件下運行，所涉及的各類裝置使用安全，操作簡便，裝置的維護以及保養(yǎng)簡便，組合應(yīng)用方便。當本發(fā)明技術(shù)被應(yīng)用于為建筑物、醫(yī)院、家庭居室、需氧個人以及車、船的駕駛倉或乘員倉以及其它有人員在其間活動的場所供給富氧空氣時，有利于提高空氣品質(zhì)，有利于保健，也有利于提高人們的工作效率和工作的安全性；當本發(fā)明被應(yīng)用于制造氧氣、氮氣的工廠以及在大量使用氧氣或使用氮氣的工廠等場合時，有利于大幅度降低制氣能耗，還有利于提高制氣生產(chǎn)安全性；當本發(fā)明技術(shù)被應(yīng)用于各類消耗燃料和氧氣的燃燒設(shè)備以及各類消耗燃料和氧氣的發(fā)動機時，有利于提高燃料利用率，減少有害廢氣排放量，還有利于提高燃燒設(shè)備以及所說發(fā)動機的工作性能。
當本發(fā)明技術(shù)被應(yīng)用于糧食以及其它各類食品或生物制品的氮氣氛保鮮貯存目的時，其重要意義顯而易見；眾所周知，氮氣保護氣氛具有抗氧化、抗老化、抗變質(zhì)、驅(qū)蟲、驅(qū)鼠、阻燃、抗火災(zāi)等作用。


圖1、圖2是所說空氣磁力分離裝置的二種關(guān)鍵組件實施例的示意圖，標記1是夾板，標記2是一種桿狀夾板連接件，標記3是用導(dǎo)磁性材料制成的聚磁件，標記4是所說環(huán)節(jié)通道，標記5是一種含有開設(shè)在側(cè)壁上的吸氣用的孔洞的管狀夾板連接件，該管狀夾板連接件穿透所說環(huán)節(jié)通道，標記6是螺帽。圖3是用圖1或圖2所示的關(guān)鍵組件組裝起來的空氣磁力分離裝置的內(nèi)部排列形式的一個實施例的透視示意圖，圖中沒有繪出夾板連接件。圖4是所說空氣磁力分離裝置的一種實施例的外形以及工作方式示意圖，標記2是桿狀夾板連接件，標記7是一種含有許多個孔洞的夾板的實施例。圖5是如圖1、圖2、圖3、圖4所示的關(guān)鍵組件的縱向剖面的局部放大形狀以及工作方式示意圖，標記3是用導(dǎo)磁性材料制成的聚磁件，標記8是含有單個孔洞的永久磁鐵。圖6是具有如圖5所示的局部結(jié)構(gòu)的空氣磁力分離裝置內(nèi)的磁力線分布狀況以及工作方式的局部再放大示意圖，標記含義與圖5中的標記含義相同。圖7是另一種空氣磁力分離裝置的實施例的示意圖，標記5、6含義與圖2相同，標記9是含有許多個孔洞的夾板的實施例，標記10是一種含有單個孔洞的有厚度變化的板狀永久磁鐵。圖8是如圖7所示的空氣磁力分離裝置內(nèi)的關(guān)鍵組件的縱向剖面形狀示意圖，標記5、6、9、10含義與圖2以及圖7內(nèi)的標記含義相同，標記11是所說遮蔽物，標記12是密封件，標記13是一種開設(shè)在管壁上的孔洞的實施例。圖9是如圖7以及圖8所示的空氣磁力分離裝置內(nèi)相鄰永久磁鐵的相對位置以及工作方式的局部放大示意圖，標記5、10、11的含義與圖7以及圖8內(nèi)的標記含義相同。圖10是用如圖8所示的關(guān)鍵組件組裝起來的一種含有容器的空氣磁力分離裝置的剖面形狀示意圖，標記14是一種容器實施例，標記15是容器的富氧空氣輸出通道，標記16是容器的富氮空氣輸出通道，標記17是裝設(shè)在容器的含氧源空氣輸入通道上的空氣過濾器，標記9是含有許多個孔洞的夾板，該夾板可以與容器融為一體。圖11是另一種空氣磁力分離裝置實施例的形狀以及工作方式示意圖，標記2是桿狀夾板連接件，標記4是環(huán)節(jié)通道，標記18是一種含有許多個孔洞的夾板，標記19是一種含有許多個孔洞的有厚度變化的板狀永久磁鐵實施例。圖12是如圖11所示的空氣磁力分離裝置內(nèi)的相鄰永久磁鐵的相對位置以及工作方式的局部截面放大示意圖。圖13至圖18是另外6種空氣磁力分離裝置的關(guān)鍵組件的縱向剖面的局部形狀示意圖，標記20至25是6種用導(dǎo)磁性材料制成的聚磁件的實施例。
說明書附圖1至18展示了屬于同一發(fā)明構(gòu)思的涉及所述空氣磁力分離裝置的一系列實施例，附圖具體說明了部分實施例涉及的裝置的主體形狀、散件形狀以及工作原理和工作狀態(tài)。
所說空氣磁力分離裝置可以根據(jù)需要進行并聯(lián)、串聯(lián)組合，通過這樣的組合，可以進行裝置規(guī)模的調(diào)整；在進行并聯(lián)、串聯(lián)組合時，相鄰的空氣磁力分離裝置的相同種類的氣體流動通道可以共用，這有利于進一步縮小氣體流動通道占用的空間；在進行上述組合之后所構(gòu)成的裝置仍是本發(fā)明所述空氣磁力分離裝置，因為必要技術(shù)特征相同，只不過是在裝置的規(guī)模大小方面有一些區(qū)別。說明書附圖中的圖3、圖4、圖7、圖10、圖11所展示的空氣磁力分離裝置的實施例在形式上具有箱形結(jié)構(gòu)，這樣的箱形結(jié)構(gòu)尤其有利于進行所說并聯(lián)、串聯(lián)的自由組合，有利于根據(jù)應(yīng)用要求進行整個裝置規(guī)模大小的調(diào)節(jié)、控制；對于大規(guī)模的裝置，這樣的箱形結(jié)構(gòu)的組合還有利于拆修、搬運、組裝。
另一方面，雖然在附圖中展示了含氧源空氣的一些最佳流動方向或者說最佳流動角度，但是，實際上，在本發(fā)明所涉及的各類裝置中，可以允許含氧源空氣用任意角度流動、掠過永久磁鐵簇。
在本發(fā)明所涉及的各類裝置中，為獲取富氧空氣所消耗的能量，主要是用于把被磁場吸附的富氧空氣重新從磁場中抽吸出來；另一部分的能量消耗是用于驅(qū)使含氧源空氣更新、流動、掠過永久磁鐵簇；總的說來，所消耗的能量是小的。
實際應(yīng)用中所采用的空氣磁力分離裝置的大小規(guī)模，可以根據(jù)實際需要進行設(shè)計。當所說裝置是被用于居室、家庭以及個人的保健、醫(yī)療等目的時，可以相應(yīng)地采用較小的裝置規(guī)模，例如，可以采用尺寸為長約15厘米、寬約15厘米、高約15厘米的箱形肋片管組式裝置，這樣的裝置每分鐘可以提供富氧空氣約8升至80升，該例裝置能耗功率估計約為1瓦至10瓦。小的空氣磁力分離裝置適宜于家庭使用、個人使用，包括在居室使用、在工作室使用、在高原、高山等缺氧地區(qū)使用，裝置中所附設(shè)的小型壓氣機既可以用民用電力驅(qū)動，也可以用電池電力驅(qū)動，還可以用人工的手搖動的方式驅(qū)動，等等。微型空氣磁力分離裝置可作為便攜式保健氧氣機使用。當所說空氣磁力分離裝置是被用于和保溫換氣機或空調(diào)機組或發(fā)動機或燃燒設(shè)備進行技術(shù)組合時，裝置的規(guī)模就可以相應(yīng)地大一些，例如，與空調(diào)機組匹配的空氣磁力分離裝置的適宜的規(guī)模在體積上估計與所說空調(diào)機組的制冷系統(tǒng)的冷凝器大小相仿；與保溫換氣機匹配的空氣磁力分離裝置的適宜的規(guī)模在體積上估計約與保溫換氣機的氣體換熱器大小相仿；與燃油汽車發(fā)動機匹配的空氣磁力分離裝置的適宜的規(guī)模在體積上估計約與汽車燃料箱大小相仿。
本發(fā)明所說空氣磁力分離裝置大量使用永磁材料，因而，永久磁鐵材料的不同選擇，對裝置的體積、重量以及制造成本有影響，例如，以廉價的鐵氧體永磁材料與價格中等的釹鐵硼永磁材料進行比較，在空氣分離能力相當?shù)那疤嵯拢f空氣磁力分離裝置的體積以及重量都相差約一至三倍，用于制造所說裝置的永磁材料的價格成本總值相差約幾十倍。選擇使用何種永磁材料來制造所說空氣磁力分離裝置，可以根據(jù)具體的應(yīng)用環(huán)境、應(yīng)用場合等條件來綜合考慮決定。
本發(fā)明所說用導(dǎo)磁性材料制成的聚磁件，既可以整體成型，也可以由裝設(shè)位置相互鄰近的一個以上的導(dǎo)磁性配件組成，例如在圖16、圖17和圖18內(nèi)數(shù)字標記23、24和25所示的裝配形式。
權(quán)利要求
1·一種緊湊式高效低能耗空氣磁力分離裝置，該空氣磁力分離裝置包括許多的永久磁鐵，所說永久磁鐵是含有孔洞的永久磁鐵，所說含有孔洞的永久磁鐵是作小間隔排列，許多的作小間隔排列的永久磁鐵形成肋組狀結(jié)構(gòu)、肋組群狀結(jié)構(gòu)、翅組狀結(jié)構(gòu)、翅組群狀結(jié)構(gòu)、簇狀結(jié)構(gòu)、柵欄狀結(jié)構(gòu)或?qū)訝罱Y(jié)構(gòu)，其中，相鄰永久磁鐵的孔洞的裝設(shè)位置相互對應(yīng)，許多的所說裝設(shè)位置相互對應(yīng)的孔洞連續(xù)重疊構(gòu)成環(huán)節(jié)通道，以及，夾架，所說排列成肋組狀結(jié)構(gòu)、肋組群狀結(jié)構(gòu)、翅組狀結(jié)構(gòu)、翅組群狀結(jié)構(gòu)、簇狀結(jié)構(gòu)、柵欄狀結(jié)構(gòu)或?qū)訝罱Y(jié)構(gòu)的永久磁鐵是用所說夾架固定。
2·根據(jù)權(quán)利要求1所說的空氣磁力分離裝置，其特征在于，所說夾架主要是由夾板和夾板連接件構(gòu)成。
3·根據(jù)權(quán)利要求2所說空氣磁力分離裝置，其特征在于，所說夾板是平板狀夾板、板面呈曲面形狀的夾板、板面曲折的夾板、盤狀夾板、盆狀夾板或板面邊緣彎曲的槽形夾板。
4·根據(jù)權(quán)利要求2所述的空氣磁力分離裝置，其特征在于，所說夾板連接件是橫截面呈任意形狀的桿形、板形、管形、桿組形、板組形、管組形夾板連接件或所說桿形、板形、管形夾板連接件的混雜組合件。
5·根據(jù)權(quán)利要求2所述的空氣磁力分離裝置，其特征在于，在所說夾板中，至少有一個夾板是含有孔洞的夾板，以及，所說環(huán)節(jié)通道與所說含有孔洞的夾板的孔洞連通。
6·根據(jù)權(quán)利要求5所說的空氣磁力分離裝置，其特征在于，所說含有孔洞的夾板的孔洞數(shù)量在一個以上。
7·根據(jù)權(quán)利要求1所說的空氣磁力分離裝置，其特征在于，所說永久磁鐵是含有孔洞的板狀永久磁鐵。
8·根據(jù)權(quán)利要求7所述的空氣磁力分離裝置，其特征在于，所說含有孔洞的板狀永久磁鐵是有厚度變化的板狀永久磁鐵，以及，所說板狀永久磁鐵的厚度變化方式是使鄰近孔洞邊緣的位置有逐漸增大的厚度。
9·根據(jù)權(quán)利要求1或7或8所說的空氣磁力分離裝置，其特征在于，所說含有孔洞的永久磁鐵的孔洞數(shù)量在一個以上。
10·根據(jù)權(quán)利要求1或7或8所述的空氣磁力分離裝置，其特征在于，所說永久磁鐵是粘結(jié)的永久磁鐵，所說粘結(jié)的永久磁鐵主要是用粘結(jié)劑與磁粉混合粘結(jié)加工制成。
11·根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的空氣磁力分離裝置，其特征在于，相鄰永久磁鐵的相互面對的表面是磁極性相同的磁極面。
12·根據(jù)權(quán)利要求11所述的空氣磁力分離裝置，其特征在于，在相鄰永久磁鐵之間裝設(shè)有遮蔽物，以及，所說遮蔽物與鄰近的永久磁鐵表面之間存在有氣隙。
13·根據(jù)權(quán)利要求11所述的空氣磁力分離裝置，其特征在于，在相鄰永久磁鐵之間裝設(shè)有用導(dǎo)磁性材料制成的聚磁件，以及，在所說聚磁件與相鄰的永久磁鐵之間存在有氣隙。
14·根據(jù)權(quán)利要求13所述的空氣磁力分離裝置，其特征在于，所說聚磁件的周圍邊緣凸出在相鄰永久磁鐵的周圍邊緣之外。
15·根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的空氣磁力分離裝置，其特征在于，所說聚磁件是橫截面呈箭頭形、錨形、鉚釘形、丁字尺形、啞鈴形、L字形或鉤形的聚磁件。
16·根據(jù)權(quán)利要求11所述的空氣磁力分離裝置，其特征在于，相鄰永久磁鐵的相互面對的表面部分地相互靠在一起，以及相鄰永久磁鐵的所說相互靠在一起的那部分表面之間存在有氣隙。
17·根據(jù)權(quán)利要求1或7或8所述的空氣磁力分離裝置，其特征在于，相鄰永久磁鐵的相互面對的表面是磁極性不同的磁極面，以及，相鄰永久磁鐵的相互面對的表面部分地相互靠在一起，以及，相鄰永久磁鐵的所說相互靠在一起的那部分表面之間存在有氣隙。
18·根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣磁力分離裝置，其特征在于，該空氣磁力分離裝置包括用于輸送富氧空氣的壓氣機，該壓氣機的進氣通道與所說環(huán)節(jié)通道連通。
19·根據(jù)權(quán)利要求1或18所述空氣磁力分離裝置，其特征在于，該空氣磁力分離裝置包括容器，所說許多的含有孔洞的永久磁鐵是被裝設(shè)在所說容器內(nèi)，所說容器含有三種氣體通道，所說三種氣體通道是新鮮空氣輸入通道、富氧空氣輸出通道以及富氮空氣輸出通道，所說容器的所說富氧空氣輸出通道與所說環(huán)節(jié)通道連通。
20·根據(jù)權(quán)利要求19所述的空氣磁力分離裝置，其特征在于，該空氣磁力分離裝置包括用于輸送新鮮空氣的壓氣機，該壓氣機的出氣通道與所說容器的所說新鮮空氣輸入通道連通。
21·根據(jù)權(quán)利要求19所述的空氣磁力分離裝置，其特征在于，該空氣磁力分離裝置包括用于輸送富氮空氣的壓氣機，該壓氣機的進氣通道與所說容器的所說富氮空氣輸出通道連通。
22·根據(jù)權(quán)利要求19所述的空氣磁力分離裝置，其特征在于，在所說容器的所說新鮮空氣輸入通道上裝設(shè)有空氣過濾器。
23·根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5或6或7或12或13或16所說的空氣磁力分離裝置，其特征在于，該空氣磁力分離裝置包括容器，所說容器含有三種氣體通道，所說三種氣體通道是新鮮空氣輸入通道、富氧空氣輸出通道以及富氮空氣輸出通道，所說許多的含有孔洞的永久磁鐵是被裝設(shè)在所說容器內(nèi)，所說環(huán)節(jié)通道的兩端端口分別地與所說容器的新鮮空氣輸入通道以及富氮空氣輸出通道連通。
24·一種緊湊式高效低能耗氧氣多級富集系統(tǒng)，該氧氣多級富集系統(tǒng)包括多個空氣磁力分離裝置，其中，前置級的空氣磁力分離裝置的富氧空氣輸出通道與后置級的空氣磁力分離裝置的新鮮空氣輸入通道連通，所說空氣磁力分離裝置是權(quán)利要求1所述的空氣磁力分離裝置。
25·一種緊湊式高效低能耗氮氣多級富集系統(tǒng)，該氮氣多級富集系統(tǒng)包括多個空氣磁力分離裝置，其中，前置級的空氣磁力分離裝置的富氮空氣輸出通道與后置級的空氣磁力分離裝置的新鮮空氣輸入通道連通，所說空氣磁力分離裝置是權(quán)利要1所說的空氣磁力分離裝置。
26·一種緊湊式高效低能耗富氧保溫換氣機，該富氧保溫換氣機包括氣體換熱器，該氣體換熱器是用于富氧新空氣與污濁舊空氣之間的熱量交換，該氣體換熱器含有用于輸送富氧新空氣的通道以及用于輸送污濁舊空氣的通道，以及，富氧空氣供給裝置，所說富氧空氣供給裝置是權(quán)利要求1所說的空氣磁力分離裝置或權(quán)利要求24所說的氧氣多級富集系統(tǒng)，所說富氧空氣供給裝置的富氧空氣輸出通道與所說氣體換熱器的用于輸送富氧新空氣的通道連通。
27·一種緊湊式高效低能耗富氧空調(diào)機，該富氧空調(diào)機含有用于調(diào)節(jié)空氣的溫度以及濕度的空調(diào)機組，以及，富氧空氣供給裝置，所說富氧空氣供給裝置是權(quán)利要求1所說的空氣磁力分離裝置或權(quán)利要求24所說的氧氣多級富集系統(tǒng)，所說富氧空氣供給裝置與所說空調(diào)機組裝設(shè)在一起。
28·根據(jù)權(quán)利要求27所述的富氧空調(diào)機，其特征在于，該富氧空調(diào)機含有氣體換熱器，所述氣體換熱器是用于富氧新空氣與污濁舊空氣之間的熱量交換，所說富氧空氣供給裝置的富氧空氣輸出通道與所說氣體換熱器的富氧空氣輸送通道連通。
29·一種富氧燃燒系統(tǒng)，該富氧燃燒系統(tǒng)包括燃燒系統(tǒng)，所說燃燒系統(tǒng)是以含有氧氣的空氣作為氧化劑來源，所說燃燒系統(tǒng)含有空氣輸入通道，以及，富氧空氣供給裝置，所說富氧空氣供給裝置是權(quán)利要求1所說的空氣磁力分離裝置或權(quán)利要求24所述的氧氣多級富集系統(tǒng)，所說富氧空氣供給裝置的富氧空氣輸出通道與所說燃燒系統(tǒng)的空氣輸入通道連通。
30·根據(jù)權(quán)利要求29所述的富氧燃燒系統(tǒng)，其特征在于，所說燃燒系統(tǒng)是發(fā)動機系統(tǒng)。
31·一種含氮氧化物燃燒廢氣磁力分離再循環(huán)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括含氮氧化物燃燒廢氣磁力分離裝置，所說含氮氧化物燃燒廢氣磁力分離裝置是功能變化之后的權(quán)利要求1所說的空氣磁力分離裝置或權(quán)利要求24所述的氧氣多級富集系統(tǒng)，所說空氣磁力分離裝置或氧氣多級富集系統(tǒng)的原新鮮空氣輸入通道轉(zhuǎn)用為含氮氧化物燃燒廢氣輸入通道，所說空氣磁力分離裝置或氧氣多級富集系統(tǒng)的原富氧空氣輸出通道轉(zhuǎn)用為氮氧化物增濃廢氣輸出通道，所說空氣磁力分離裝置或氧氣多級富集系統(tǒng)的原富氮空氣輸出通道轉(zhuǎn)用為脫氮氧化物廢氣輸出通道，以及，燃燒系統(tǒng)，所說燃燒系統(tǒng)是以含有氧氣的空氣作為氧化劑來源，所說燃燒系統(tǒng)含有空氣輸入通道以及含氮氧化物燃燒廢氣輸出通道，所說燃燒系統(tǒng)的含氮氧化物燃燒廢氣輸出通道與所說含氮氧化物燃燒廢氣磁力分離裝置的含氮氧化物燃燒廢氣輸入通道連通，所說含氮氧化物燃燒廢氣磁力分離裝置的氮氧化物增濃廢氣輸出通道經(jīng)由流量控制裝置與所說燃燒系統(tǒng)的燃燒室連通。
32·根據(jù)權(quán)利要求31所述的含氮氧化物燃燒廢氣磁力分離再循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所說燃燒系統(tǒng)的燃燒室分為富燃料燃燒區(qū)和富空氣燃燒區(qū)，所說含氮氧化物燃燒廢氣磁力分離裝置的氮氧化物增濃廢氣輸出通道經(jīng)由流量控制裝置與所說燃燒系統(tǒng)的燃燒室的富燃料燃燒區(qū)連通。
33.根據(jù)權(quán)利要求31所述的含氮氧化物燃燒廢氣磁力分離再循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所說燃燒系統(tǒng)的空氣輸入通道與富氧空氣供給裝置的富氧空氣輸出通道連通，所說富氧空氣供給裝置是權(quán)利要求1所述的空氣磁力分離裝置或權(quán)利要求24所述的氧氣多級富集系統(tǒng)。
34.根據(jù)權(quán)利要求31所述的含氮氧化物燃燒廢氣磁力分離再循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，在所說含氮氧化物燃燒廢氣磁力分離裝置的所說含氮氧化物燃燒廢氣輸入通道上裝設(shè)有板翅式氣體換熱器。
35·根據(jù)權(quán)利要求31或32或33或34所述的含氮氧化物燃燒廢氣磁力分離再循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所說燃燒系統(tǒng)是發(fā)動機系統(tǒng)。
36·根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的空氣磁力分離裝置，其特征在于，所說聚磁件是由裝設(shè)位置相互鄰近的一個以上的導(dǎo)磁性配件組成。
全文摘要
本發(fā)明涉及從空氣中獲取氧氣和氮氣的技術(shù)。本發(fā)明的主要目的在于低能耗地、緊湊地、高效地獲取氧氣和氮氣。本發(fā)明利用氧氣分子在不均勻磁場中會受到強的吸引力以及該吸引力隨磁場強度與磁場梯度的乘積的增大而增強的特殊性質(zhì),特別強調(diào)在有限空間內(nèi)大幅度地擴展高吸引力磁場與空氣之間的有效作用界面。本發(fā)明的許多用途中包括組成保健氧氣機、富氧空調(diào)機、富氧保溫換氣機、富氧發(fā)動機系統(tǒng)以及含氮氧化物燃燒廢氣磁力分離再循環(huán)系統(tǒng)。
文檔編號B01D53/56GK1183998SQ97119750
公開日1998年6月10日 申請日期1997年10月22日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月22日
發(fā)明者李榕生 申請人:李榕生