空化供热装置的制作方法

1.本公开涉及供热技术领域，尤其涉及一种空化供热装置。


背景技术：

2.液体在流经具有特殊结构的通道时，由于压力的急剧下降与快速恢复，从而会产生空化效应，在局部产生高温、高压和每秒百米的冲击射流，从而产生各种空化效应，如机械剪切与扰动效应、热效应、化学效应等，利用空化效应可以对流体加热，用于供暖或提供生活用热水。
3.相关技术表明空化效应的存在可以有效抑制高温热水的结垢过程，并且可以有效降解微生物与杀菌。因此利用空化效应提供高温热水，较常规的电加锅炉供热以及燃料锅炉供热等方式具有一定的优势，例如：空化效应供热装置可以做到小型化，使用方便灵活，适于分布式供热，运行过程不受环境温度影响，无排放和污染，管路不易结垢等。目前虽已有相关空化供热装置，但普遍存在热损失大，供热效率不高，空化强度不高等问题。


技术实现要素：

4.(一)要解决的技术问题
5.本公开提出了一种空化供热装置，以至少解决上述现有技术中存在的问题。
6.(二)技术方案
7.为达到上述目的，本公开提供了一种空化供热装置，包括：
8.动力模块，用于通过动力模块的输出轴输出转矩；
9.泵体，与所述动力模块相连，所述泵体为密闭的腔体结构，所述泵体包括回液口和出液口的，所述回液口用于输入所述空化供热装置的供热介质，所述出液口用于排出所述空化供热装置的供热介质；
10.从动轴，与所述动力模块的输出轴固连，所述从动轴的两端旋转固定于所述泵体内部；
11.离心轮，与所述从动轴同轴固连，所述离心轮内部开设有管道，所述管道的入口位于所述离心轮的第一端面上，所述管道的出口位于所述离心轮的侧壁上；所述离心轮用于产生离心力，并通过所述离心力将所述供热介质由所述管道输出；
12.空化结构，套设于所述从动轴上，所述空化结构固定于所述泵体的所述腔体结构内；所述空化结构与所述离心轮的第二端面相邻，其中，所述离心轮的第二端面为与所述离心轮的第一端面相对的面；所述空化结构上设有空化孔，所述空化孔用于将由所述管道输出的所述供热介质输出至所述泵体的所述腔体结构中；
13.挡板，套设于所述离心轮的第一端面的外径上，所述挡板固定于所述泵体的所述腔体结构内。
14.在本公开的一些实施例中，所述空化结构包括：
15.空化板，中心处开设有过孔，所述空化板通过所述过孔套设于所述从动轴上，所述
空化板边缘处开设有安装孔，所述空化板的第一端面与所述离心轮的第二端面相邻；
16.空化套筒，内部开设有所述空化孔，所述空化孔两端部的直径大于所述空化孔中部的直径，所述空化套筒固连于所述安装孔上。
17.在本公开的一些实施例中，所述空化套筒固连于所述安装孔上包括：
18.所述空化套筒的一端面与所述空化板的第一端面相平齐，所述空化套筒的另一端面与突出于所述空化板的第二端面；其中，所述空化板的第二端面与所述空化板的第一端面相对。
19.在本公开的一些实施例中，所述空化结构包括：
20.空化板，中心处开设有过孔，所述空化板通过所述过孔套设于所述从动轴上，所述空化板边缘处开设有空化孔，所述空化孔两端部的直径大于所述空化孔中部的直径。
21.在本公开的一些实施例中，所述空化供热装置还包括：
22.第一旋转密封结构，固定于所述空化结构的过孔上，所述第一旋转密封结构与所述从动轴旋转连接，所述第一旋转密封结构用于密封所述空化结构与所述从动轴之间的间隙；
23.第二旋转密封结构，固定于所述泵体的所述腔体结构上，所述第二旋转密封结构与所述离心轮旋转连接，所述第二旋转密封结构用于密封所述挡板与所述离心轮之间的间隙。
24.本公开的一种空化供热装置，还包括：
25.供热区域，包括回液管路901和出液管路，所述供热区域通过所述回液管路和所述出液管路分别与所述泵体的回液口和出液口相连，所述供热区域用于通入所述供热介质对外界供热，并将对外界供热后的所述供热介质输入至所述泵体的回液口。
26.在本公开的一些实施例中，所述回液管路上开设有分支出液口和分支回液口，所述分支出液口与所述供热区域之间的距离小于所述分支回液口与所述供热区域之间的距离。
27.在本公开的一些实施例中，所述动力模块包括：
28.电机；
29.水冷套，包覆于所述电机上，所述水冷套用于为所述电机散热。
30.在本公开的一些实施例中，所述水冷套包括：第一分支管路和第二分支管路，所述第一分支管路与所述分支出液口相连，所述第二分支管路与所述分支回液口相连。
31.本公开的一种空化供热装置，还包括：
32.保温层，包覆于所述水冷套和所述泵体上。
33.(三)有益效果
34.从上述技术方案可以看出，本公开的空化供热装置至少具有以下有益效果其中之一或其中一部分：
35.(1)本公开中的空化供热装置通过空化结构的设置使供热介质在空化供热装置的泵体内部产生空化热效应，进而对供热介质加热，该空化过程产生的热量高，且整体的运行过程不受环境温度影响，无排放、无污染，且该空化供热装置的热能损失小、供热效率高；
36.(2)本公开中的空化供热装置采用多级同步增压空化结构的方式可有效提高空化强度；以及
37.(3)本公开中的空化供热装置采用水冷结构对电机进行散热，同时对散发的热量进行回收，提高了空化供热装置的输出热效率。
附图说明
38.图1是本公开实施例中的空化供热装置的结构示意图；
39.图2是本公开实施例中的离心轮的俯视图；
40.图3是图2沿a
‑
a方向的剖视图；
41.图4是本公开实施例中的空化结构的主视图；
42.图5是图4沿b
‑
b方向的剖视图；
43.图6是本公开实施例中的空化套筒的剖视图；
44.图7是本公开实施例中的一体成型的空化结构示意图。
45.【附图中本公开实施例主要元件符号说明】
46.10
‑
动力模块；
47.101
‑
输出轴；
48.102
‑
电机；
49.103
‑
水冷套；
50.104
‑
第一分支管路；
51.105
‑
第二分支管路；
52.20
‑
泵体；
53.201
‑
出液口；
54.202
‑
回液口；
55.30
‑
从动轴；
56.40
‑
离心轮；
57.401
‑
管道；
58.402
‑
管道的入口；
59.403
‑
管道的出口；
60.50
‑
空化结构；
61.501
‑
空化板；
62.502
‑
空化套筒；
63.503
‑
安装孔；
64.504
‑
空化孔；
65.505
‑
过孔；
66.60
‑
挡板；
67.70
‑
第一旋转密封结构；
68.80
‑
第二旋转密封结构；
69.90
‑
供热区域；
70.901
‑
回液管路；
71.902
‑
出液管路；
72.903
‑
分支出液口；
73.904
‑
分支回液口；
74.100
‑
保温层。
具体实施方式
75.本公开提供了一种空化供热装置，包括：动力模块用于输出转矩；泵体与动力模块相连，用于输入并排出空化供热装置的供热介质；从动轴与动力模块的输出轴固连，从动轴的两端旋转固定于泵体内部；离心轮与从动轴同轴固连，离心轮内部开设有管道，管道的入口位于离心轮的第一端面上，管道的出口位于离心轮的侧壁上；离心轮用于产生离心力，并通过离心力将供热介质由管道输出；空化结构套设于从动轴上，且固定于泵体内；空化结构与离心轮的第二端面相邻；空化结构上设有空化孔，空化孔用于将由管道输出的供热介质输出至泵体中；挡板套设于离心轮的第一端面的外径上，且挡板固定于泵体内。本公开的空化供热装置通过空化结构的设置使供热介质在空化供热装置的泵体内部产生空化热效应，进而对供热介质加热，该空化过程产生的热量高，且整体的运行过程不受环境温度影响，无排放、无污染，且该空化供热装置的热能损失小、供热效率高。
76.为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开作进一步的详细说明。但是，本公开能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本公开的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大，自始至终相同附图标记表示相同元件。
77.以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本公开实施例的全面理解。然而，明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。
78.在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本公开。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。
79.在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。
80.在使用类似于“a、b和c等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如，“具有a、b和c中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有a、单独具有b、单独具有c、具有a和b、具有a和c、具有b和c、和/或具有a、b、c的系统等)。在使用类似于“a、b或c等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如，“具有a、b或℃中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有a、单独具有b、单独具有c、具有a和b、具有a和c、具有b和c、和/或具有a、b、c的系统等)。
81.本公开提供了一种空化供热装置，如图1所示，包括：动力模块10、泵体20、从动轴30、离心轮40、空化结构50和挡板60。动力模块10用于通过该动力模块10的输出轴101输出
转矩。泵体20与动力模块10相连，该泵体20为密闭的腔体结构，可作为供热介质的容纳腔室。上述泵体20还包括：回液口202和出液口201，该回液口202用于输入空化供热装置的供热介质，出液口201用于排出空化供热装置的供热介质。
82.从动轴30与动力模块10的输出轴101固连，从动轴30的两端旋转固定于泵体20内部，例如：该从动轴30的两端可通过安装轴承及轴承座的方式，将从动轴30旋转固定于泵体20上。
83.图2和图3示出了离心轮40的外部及内部结构形式，其中，图2为离心轮40的俯视图，图3为图2沿a
‑
a方向的剖视图。
84.如图2和图3所示，离心轮40为叶轮式结构，该离心轮40与从动轴30同轴固连。如图3所示，离心轮40内部开设有管道401，管道的入口402位于离心轮40的第一端面上，管道的出口403位于离心轮40的侧壁上。本实施例中的离心轮40具有四个管道401，在此管道401数目不做限定。
85.空化结构50套设于从动轴30上后，再固定于泵体20的腔体结构内；该空化结构50与离心轮40的第二端面相邻。其中，离心轮40的第二端面为与离心轮40的第一端面相对的面。此外，该空化结构5()上设有空化孔504，空化孔504可将由管道401输出的供热介质输出至泵体20的腔体结构中。
86.挡板60套设于离心轮40的第一端面的外径上，挡板60固定于泵体20的腔体结构内。
87.如图1所示，动力模块10由输出轴101输出转矩，该输出轴101带动从动轴30旋转同步旋转。离心轮40置于挡板60及空化结构50之间，因此，挡板60、离心轮40和空化结构50可形成一封闭的空化室结构。当供热介质由离心轮40的管道的入口402进入离心轮40内后，离心轮40由从动轴30带动实现与从动轮的同步旋转。转动过程中，该离心轮40产生的离心力将供热介质由管道的出口403甩出至空化室结构内。上述甩出的供热介质再由空化结构50的空化孔504由空化室结构输出至泵体20的腔体结构中。本实施例中将该过程称为空化过程，该空化过程可使供热介质在空化供热装置的泵体20内部产生空化热效应。
88.本公开的空化供热装置还包括供热区域90，供热区域90包括回液管路901和出液管路902，该供热区域90通过回液管路901和出液管路902分别与泵体20的回液口202和出液口201相连。该供热区域90用于将空化供热装置内供热介质产生的热量传递至外部设备，完成外部设备的供热。
89.上述空化供热装置使供热介质在的泵体20内部产生空化热效应，进而对供热介质加热，该空化过程产生的热量高，且整体的运行过程不受环境温度影响，无排放、无污染。
90.为了有效增加热效应，可在泵体20的腔体结构中间隔设置多级空化室结构。本实施例中在腔体结构中间隔设置了四级空化室结构，如图1所示，四级空化室结构由左至右分别为第一级空化室结构、第二级空化室结构、第三级空化室结构和第四级空化室结构。
91.第一级空化室结构与腔体的最左端之间的间隙构成进液腔，该进液腔与回液口202相通。第一级空化室结构与第二级空化室结构之间的间隙构成一级空化腔，第二级空化室结构与第三级空化室结构之间的间隙构成二级空化腔，第三级空化室结构与第四级空化室结构之间的间隙构成三级空化腔，第四级空化室结构与腔体的最右端之间的间隙构成出口空化腔，其中，该第四级空化室结构的结构可根据外接设备的压力综合设计，当外接设备
的需求压力范围为0.3mpa～1.0mpa时，也可不设置空化结构50，即此时第四级空化室结构包括挡板60和离心轮40。
92.由图1可以看出，该空化供热装置包括了一个进液腔和四级空化腔，该四级空化腔分别为：一级空化腔、二级空化腔、三级空化腔和出口空化腔。
93.实施例一：
94.本实施例公开了供热介质在泵体20和热区域中的循环过程(如图1中的实心箭头所示)及空化供热过程。以下通过如下步骤一至步骤四来详细介绍本公开的空化供热装置的供热原理与供热过程。
95.步骤一，动力模块10通过输出轴101输出转矩带动从动轴30旋转，同时固连在从动轴30上的离心轮40随从动轴30同步旋转。离心轮40在旋转过程中，进液腔内产生负压，将供热区域90的供热介质经回液管路901泵入进液腔内。
96.步骤二，进液腔内的供热介质进入第一级空化室结构中。即，进液腔内的供热介质由第一级空化室结构中离心轮40的管道的入口402进入离心轮40内，该管道401内的供热介质随离心轮40的旋转而产生离心力，由于离心力的作用，管道401内部的供热介质从管道的出口403甩出至第一级空化室结构中。甩出至第一级空化室结构的供热介质由第一级空化室结构中的空化孔504排出至一级空化腔内。供热介质由离心轮40的管道的入口402，经离心旋转作用后排出至一级空化腔中的过程，使供热介质在空化供热装置的泵体20内部形成空化效应产生热量。
97.步骤三，一级空化腔内的供热介质以步骤二中同样的原理及方式(此处不与赘述)依次流经二级空化腔和三级空化腔，最终流入出口空化腔内。
98.步骤四，出口空化腔内的供热介质由于经过上述步骤一至步骤三的空化效应而产生大量的热能，该具有高热能的供热介质由出液口201经出液管路902输入至热区域，进而完成对外接设备的供热。
99.该空化供热装置，可通过上述多级空化室的设置，产生多级空化效应进而使供热介质产生大量热能，可一步提高该空化供热装置对外接设备的供热效果。该采用多级同步增压空化结构50的方式可有效提高空化强度。
100.图4示意性的示出了空化结构的主视图。图5示意性的示出了图4中空化结构沿b
‑
b方向的剖视图。如图5所示，该空化结构50包括：空化板501和空化套筒502。空化板501的中心处开设有过孔505，空化板501通过过孔505套设于从动轮上，空化板501边缘处开设有安装孔503，空化板501的第一端面与离心轮40的第二端面相邻(如图1所示)。如图6所示，空化套筒502内部开设有空化孔504，空化孔504两端部的直径大于空化孔504中部的直径，该空化套筒502固连于上述空化板501的安装孔503上。为便于空化室结构内的供热介质顺利输送至各级空化腔内，上述空化套筒502可设计为：使该空化套筒502的轴向距离值大于空化板501的厚度值。如图5所示，该空化套筒502在空化板501上的安装形式为：空化套筒502的一端面与空化板501的第一端面(左侧端面)相平齐，空化套筒502的另一端面突出于所述空化板501的第二端面(右侧端面)。其中，空化板501的第一端面为与离心轮40的第二端面相邻的面，空化板501的第二端面与空化板501的第一端面相对。
101.由图5可以看出，空化套筒502的一端与空化板501的最左侧端面平齐，而空化套筒502的另一端则悬空于空化板501的最右侧端面，上述方式可使空化室结构中的供热介质更
加顺畅的输入进入空化套筒502内，供热介质经空化套筒502内部特殊结构的设置，即空化孔504两端直径大于空化孔504中部直径，可使供热介质的压力在极短的时间内迅速降低后又很快恢复，该过程可使供热介质发生空化效应，进而使供热介质产生较高的热量。
102.作为本公开的另一实施例，如图7所示，该空化结构50也可通过一体成型的方式加工而成。即，本实施例中的空化结构50可包括：空化板501，该空化板501的中心处开设过孔505，该空化板501通过过孔505套设于从动轴30上；此外，该空化板501边缘处开设有空化孔504，该空化孔504两端部的直径大于空化孔504中部的直径。
103.该空化供热装置还包括：第一旋转密封结构70和第二旋转密封结构80。第一旋转密封结构70固定于空化结构50的过孔505上，第一旋转密封结构70与从动轴30旋转连接，该第一旋转密封结构70用于密封空化结构50与从动轴30之间的间隙。第二旋转密封结构80固定于泵体20的腔体结构上，第二旋转密封结构80与离心轮40旋转连接，该第二旋转密封结构80用于密封挡板60与离心轮40之间的间隙。
104.上述第一旋转密封结构70和第二旋转密封结构80将挡板60、离心轮40和空化结构50组成的空间与泵体20内的腔体结构密闭，使挡板60、离心轮40和空化结构50三者构成的空间形成密闭空间，第一旋转密封结构70可避免该密闭空间(即前文所述的空化室结构)内供热介质由空化结构50和从动轴30之间的间隙溢出；同理，第二旋转密封结构80可避免空化室结构内供热介质由挡板60和从动轴30之间的间隙溢出。上述第一旋转密封结构70和第二旋转密封结构80可保证空化室结构内密闭空间的压力，防止压力降低，可进一步增加空化供热装置的空化效应。
105.如图1所示，回液管路901上开设有分支出液口903和分支回液口904，分支出液口903与供热区域90之间的距离小于分支回液口904与供热区域90之间的距离。
106.动力模块10包括：电机102和水冷套103。其中，水冷套103包覆与电机102外，该水冷套103用于为电机102散热；水冷套103包括：第一分支管路104和第二分支管路105，第一分支管路104与分支出液口903相连，第二分支管路105与分支回液口904相连。水冷套103、第一分支管路104和第二分支管路105共同构成了该空化供热装置中动力模块10的冷却系统。
107.实施例二：
108.本实施例公开了供热介质在动力模块10中的循环冷却过程(如图1中的空心箭头所示)。
109.步骤一，供热介质从回液管路901的分支出液口903分流后，经第一分支管路104输送至水冷套103中。
110.步骤二，步骤一中分流出的供热介质在水冷套103中循环后经第二分支管路105，从回液管路901的分支回液口904汇入回液管路901中，最终进入供热介质在泵体20和热区域中的循环过程。
111.上述从回液管路901分流出的低温供热介质不仅可用于降低动力模块10的温度，而且该部分供热介质吸收的动力模块10的热量后可汇入泵体20和热区域中。因此，通过上述循环冷却的方式将动力模块10散发的热量回收，不仅完成了对动力模块10的散热，同时还提高了空化供热装置的输出热效率。
112.此外，上述空化供热装置的水冷套103和泵体20上还可包覆于保温层100，通过保
温层100的设置可降低该空化供热装置的热能损失，提高供热效率。
113.还需要说明的是，实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本公开的保护范围。贯穿附图，相同的元素由相同或相近的附图标记来表示。在可能导致对本公开的理解造成混淆时，将省略常规结构或构造，并且图中各部件的形状和尺寸不反映真实大小和比例，而仅示意本公开实施例的内容。
114.除非有所知名为相反之意，本说明书及所附权利要求中的数值参数是近似值，能够根据通过本公开的内容所得的所需特性改变。具体而言，所有使用于说明书及权利要求中表示组成的含量、反应条件等等的数字，应理解为在所有情况中是受到“约”的用语所修饰。一般情况下，其表达的含义是指包含由特定数量在一些实施例中
±
10％的变化、在一些实施例中
±
5％的变化、在一些实施例中
±
1％的变化、在一些实施例中
±
0.5％的变化。
115.说明书与权利要求中所使用的序数例如“第一”、“第二”、“第三”等的用词，以修饰相应的元件，其本身并不意味着该元件有任何的序数，也不代表某一元件与另一元件的顺序、或是制造方法上的顺序，该些序数的使用仅用来使具有某命名的一元件得以和另一具有相同命名的元件能做出清楚区分。
116.此外，除非特别描述或必须依序发生的步骤，上述步骤的顺序并无限制于以上所列，且可根据所需设计而变化或重新安排。并且上述实施例可基于设计及可靠度的考虑，彼此混合搭配使用或与其他实施例混合搭配使用，即不同实施例中的技术特征可以自由组合形成更多的实施例。
117.以上所述的具体实施例，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。