專(zhuān)利名稱(chēng)：一種新型產(chǎn)生高速氣流的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種新型高速氣流發(fā)生裝置，可以利用低品質(zhì)熱源將氣體的流速大幅度提尚。
背景技術(shù)：
產(chǎn)生高速氣流，傳統(tǒng)技術(shù)是對(duì)氣體增壓然后經(jīng)過(guò)膨脹噴射產(chǎn)生高速氣流，此種方法耗能較高，能源浪費(fèi)較大；并且由于機(jī)械的耐壓承受力，溫度承受力，以及機(jī)械重量或尺寸要求等的局限等，產(chǎn)生的氣流速度并不很高，可利用價(jià)值較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，利用低品質(zhì)熱源，并避開(kāi)升壓過(guò)程，將低速氣流變成利用價(jià)值較高的高速或極高速氣流。本發(fā)明的目的還在于通過(guò)本發(fā)明的新型產(chǎn)生高速氣流的方法，將自然界存在的流體攜帶的熱能高效率地轉(zhuǎn)化為機(jī)械功。本發(fā)明的目的可以通過(guò)如下措施來(lái)達(dá)到
本發(fā)明的新型產(chǎn)生高速氣流的方法，是由風(fēng)管(1)，循環(huán)管(2)，啟動(dòng)與控制系統(tǒng)(3)組成。其中工質(zhì)風(fēng)管(1)與工質(zhì)循環(huán)管(2)可以完全重合或部分重合或首尾相接；風(fēng)管 (1)與循環(huán)管(2)兩者均可以采用密閉的或開(kāi)放的循環(huán)管路，啟動(dòng)與控制系統(tǒng)(3)由制冷機(jī) (4)、循環(huán)泵(5)和換熱器(6)三者聯(lián)合或三者中任選一種或兩種組成。啟動(dòng)與控制系統(tǒng)(3) 與循環(huán)管(2)連接。其中風(fēng)管(1)是產(chǎn)生高速流體的通道，風(fēng)管(1)可以根據(jù)不同流速或流量的要求， 對(duì)管徑進(jìn)行調(diào)整。風(fēng)管(1)內(nèi)工質(zhì)如因氣體速度較高而致溫度下降有液體冷凝，風(fēng)管(1)可以通過(guò)改變形狀等方式使液體析出。循環(huán)管(2)是一種能夠滿足流體輸送的普通管道。啟動(dòng)與控制系統(tǒng)(3)中的制冷機(jī)(4)可以根據(jù)工質(zhì)沸點(diǎn)的高低與循環(huán)量的大小選擇匹配制冷機(jī)。啟動(dòng)與控制系統(tǒng)(3)中的循環(huán)泵(5)可以根據(jù)工質(zhì)氣液相狀況與循環(huán)量的大小選擇匹配循環(huán)泵。啟動(dòng)與控制系統(tǒng)(3)中的換熱器(6)可以根據(jù)工質(zhì)的蒸發(fā)需求量及與換熱源溫差工況來(lái)選擇換熱器。新型產(chǎn)生高速氣流的方法，可以用于動(dòng)力驅(qū)動(dòng)、動(dòng)力發(fā)電、氣流實(shí)驗(yàn)等任何需要?dú)饬魈貏e是極高速氣流的領(lǐng)域。本發(fā)明中所用的工質(zhì)可以是普通空氣或其組分或者是其他一種或一種以上工質(zhì)的混合。
本發(fā)明的目的可以通過(guò)如下措施來(lái)達(dá)到
狀態(tài)準(zhǔn)備風(fēng)管(1)內(nèi)及其進(jìn)出口兩端為較低沸點(diǎn)的氣態(tài)工質(zhì)，循環(huán)管(2)內(nèi)為另一種較高沸點(diǎn)的工質(zhì)；較高沸點(diǎn)工質(zhì)流經(jīng)啟動(dòng)與控制系統(tǒng)。啟動(dòng)首先將風(fēng)管(1)的外循環(huán)進(jìn)出口關(guān)閉，然后啟動(dòng)啟動(dòng)與控制系統(tǒng)(3)中的循環(huán)泵( 與制冷機(jī)G)，將循環(huán)管內(nèi)的高沸點(diǎn)工質(zhì)液化并將液體經(jīng)循環(huán)泵(5)送到換熱器 (6)中吸熱并蒸發(fā)(可從外界環(huán)境中吸熱)并進(jìn)入風(fēng)管(1)中，氣態(tài)的高沸點(diǎn)工質(zhì)在風(fēng)管(1) 中快速流動(dòng)，經(jīng)啟動(dòng)與控制系統(tǒng)(3)后重新進(jìn)入送入風(fēng)管(1)中，如此使高沸點(diǎn)工質(zhì)在循環(huán)管與風(fēng)管之間快速循環(huán)，此時(shí)可以調(diào)整風(fēng)管的口徑以便增大風(fēng)速。然后慢慢開(kāi)啟風(fēng)管(1)的外循環(huán)進(jìn)出口，讓外循環(huán)的低沸點(diǎn)工質(zhì)在高沸點(diǎn)工質(zhì)的帶動(dòng)下，定向循環(huán)，因?yàn)楦叻悬c(diǎn)工質(zhì)的質(zhì)量循環(huán)量不變，氣態(tài)低沸點(diǎn)工質(zhì)循環(huán)的加入會(huì)大大加速風(fēng)管內(nèi)流體的線速度，通過(guò)進(jìn)一步縮小風(fēng)管(1)的通風(fēng)口徑會(huì)大大加大風(fēng)管內(nèi)的流體速度。
再通過(guò)加大流速和(或)在風(fēng)管循環(huán)中植入耗能裝置(如汽輪機(jī)等)，可以使高沸點(diǎn)工質(zhì)部分或全部液化，液化的高沸點(diǎn)工質(zhì)通過(guò)在氣管(1)中增設(shè)彎道或螺旋等氣液分離裝置和導(dǎo)流裝置將高沸點(diǎn)工質(zhì)導(dǎo)入循環(huán)管(2)中，然后經(jīng)過(guò)啟動(dòng)與控制系統(tǒng)(3)吸熱后再循環(huán)進(jìn)入風(fēng)管(1)。這樣就達(dá)到了正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，在風(fēng)管(1)內(nèi)就形成了速度極高的穩(wěn)定的高速氣流。通過(guò)在風(fēng)管(1)的循環(huán)中增加動(dòng)力負(fù)載，可以部分減少或者全部免去啟動(dòng)與控制系統(tǒng)(3)中制冷機(jī)(4)的能耗，實(shí)現(xiàn)了效率極高的動(dòng)力能源系統(tǒng)。在啟動(dòng)過(guò)程中，當(dāng)制冷機(jī)的制冷量足夠大，其冷凝液體在重力或來(lái)自風(fēng)管的沖力等作用下可以自行循環(huán)的時(shí)候，循環(huán)泵(5)和吸熱器(6)均可以省略不用或兩者任選其一使用；在啟動(dòng)過(guò)程中，當(dāng)循環(huán)泵(5)的循環(huán)量足夠大，較高沸點(diǎn)的循環(huán)工質(zhì)無(wú)需被冷凝也可以將風(fēng)管(1)內(nèi)的流體帶動(dòng)的時(shí)候，制冷機(jī)(4)和吸熱器(6)均可以省略不用或兩者任選其一使用；在啟動(dòng)的時(shí)候，假設(shè)有天然氣流的存在，那么整個(gè)系統(tǒng)無(wú)需啟動(dòng)，只需控制換熱器(4)的換熱量即可控制較高沸點(diǎn)的工質(zhì)循環(huán)量，循環(huán)泵(5)和制冷機(jī)(4)均可以省略不用或兩者任選其一使用；
風(fēng)管(1)與循環(huán)管(2)有時(shí)在物理結(jié)構(gòu)上可以完全合并為一個(gè)管道，但這時(shí)管道必須同時(shí)具有風(fēng)管與循環(huán)管的雙重作用。這可以通過(guò)在風(fēng)管上設(shè)計(jì)液體導(dǎo)流槽或回流管等方式實(shí)現(xiàn)，此時(shí)的導(dǎo)流槽或回流管也可以被看做是循環(huán)管(2)；風(fēng)管(1)與循環(huán)管(2)首尾相接的情況說(shuō)明可以參照實(shí)施例2和附

圖1。本發(fā)明公開(kāi)的新型產(chǎn)生高速氣流的方法及其應(yīng)用的技術(shù)方案，相比現(xiàn)有技術(shù)具有突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的技術(shù)進(jìn)步
1.提供了一種能利用低品質(zhì)熱源，盡量避開(kāi)升壓過(guò)程，直接將不定向的氣體分子的熱運(yùn)動(dòng)定向化而轉(zhuǎn)化為高速氣流的裝置。2.可以產(chǎn)生通過(guò)增壓方法很難達(dá)到的極高速氣流。 3.通過(guò)相對(duì)簡(jiǎn)單的裝置產(chǎn)生極高的能量氣流。附圖1說(shuō)明
本發(fā)明下面將結(jié)合附圖作進(jìn)一步說(shuō)明
圖1是本發(fā)明的新型產(chǎn)生高速氣流的方法裝置原理示意圖
圖中
41 一風(fēng)管；
2一循環(huán)管；
3 —啟動(dòng)與控制系統(tǒng)(含4、5、6或其中任意組合)； 4一啟動(dòng)與控制系統(tǒng)之制冷機(jī)； 5一啟動(dòng)與控制系統(tǒng)之循環(huán)泵； 6一啟動(dòng)與控制系統(tǒng)之吸熱器。附圖2說(shuō)明
圖2是利用本發(fā)明的原理所產(chǎn)生的高速氣流進(jìn)行動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的一種原理示意圖。 圖中
1 一風(fēng)管；
2一循環(huán)管；
3 —啟動(dòng)與控制系統(tǒng)(含4、5、6或其中任意組合)； 4一啟動(dòng)與控制系統(tǒng)之制冷機(jī)； 5一啟動(dòng)與控制系統(tǒng)之循環(huán)泵； 6一啟動(dòng)與控制系統(tǒng)之吸熱器； 7 —?jiǎng)恿ο难b置。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明下面將結(jié)合實(shí)施例作進(jìn)一步詳述 實(shí)施例1
本發(fā)明的新型產(chǎn)生高速氣流的方法，由風(fēng)管(1)，循環(huán)管(2)，啟動(dòng)與控制系統(tǒng)(3)組成，其中風(fēng)管(1)充滿空氣并首尾相連(參照附圖2)，風(fēng)管(1)上安裝汽輪機(jī)，風(fēng)管內(nèi)(1)的氣體可以穿越汽輪機(jī)做功。循環(huán)管內(nèi)裝填的是制冷劑R134a (或其他常壓沸點(diǎn)低于環(huán)境溫度的工質(zhì))，通過(guò)啟動(dòng)與控制系統(tǒng)(3)的強(qiáng)制循環(huán)與液化，風(fēng)管內(nèi)產(chǎn)生高速氣流，高速氣流內(nèi)的R134a (或其他常壓沸點(diǎn)低于環(huán)境溫度的工質(zhì))因?yàn)樵诟咚贍顟B(tài)下溫度較低，導(dǎo)致部分或全部的液化而進(jìn)入循環(huán)管(2)，而風(fēng)管內(nèi)空氣因?yàn)榈玫絉134a (或其他常壓沸點(diǎn)低于環(huán)境溫度的工質(zhì))的潛熱后速度更快，并驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)而對(duì)外輸出做功，循環(huán)管內(nèi)的 R134a (或其他常壓沸點(diǎn)低于環(huán)境溫度的工質(zhì))可以通過(guò)吸熱器從自然環(huán)境中吸熱并蒸發(fā)重新進(jìn)入風(fēng)管(1)中進(jìn)行循環(huán)。通過(guò)啟動(dòng)控制系統(tǒng)(3)參數(shù)的調(diào)整可以使啟動(dòng)與控制系統(tǒng) (3)中的制冷機(jī)(4)與循環(huán)泵(5)降低工作頻率或停止工作，也可以保證整個(gè)體系的自動(dòng)循環(huán)并保證吸熱與做功過(guò)程的自動(dòng)運(yùn)行。實(shí)施例2
本發(fā)明的新型產(chǎn)生高速氣流的方法，由風(fēng)管(1)，循環(huán)管(2)，啟動(dòng)與控制系統(tǒng)(3)組成 (參照附圖1)，其中風(fēng)管(1)與循環(huán)管(2)可以首尾相互連接組成一個(gè)管路通道，即在附圖1 中將風(fēng)管(1)的進(jìn)口與出口始終封閉，管路通道中只有一種工質(zhì)，這樣也可以通過(guò)啟動(dòng)與控制系統(tǒng)(3)中的制冷機(jī)與循環(huán)泵使整個(gè)循環(huán)啟動(dòng)，但這時(shí)工質(zhì)在高速時(shí)不一定液化(或只有部分液化)，這種方式也可以達(dá)到實(shí)例1的使用效果。實(shí)施例3
本發(fā)明的新型產(chǎn)生高速氣流的方法，由風(fēng)管(1)，循環(huán)管(2)，啟動(dòng)與控制系統(tǒng)(3)組成(參照附圖1)，其中風(fēng)管(1)進(jìn)口與出口均通向大氣相連。循環(huán)管內(nèi)裝填的是RlM (或其他常壓沸點(diǎn)低于環(huán)境溫度的工質(zhì))，通過(guò)啟動(dòng)與控制系統(tǒng)(3)的強(qiáng)制循環(huán)與液化，風(fēng)管內(nèi)產(chǎn)生高速氣流，高速氣流內(nèi)的RlM因?yàn)樵诟咚贍顟B(tài)下溫度較低，導(dǎo)致全部的RlM (或其他常壓沸點(diǎn)低于環(huán)境溫度的工質(zhì))液化而進(jìn)入循環(huán)管(2)，而風(fēng)管內(nèi)空氣因?yàn)榈玫絉lM (或其他常壓沸點(diǎn)低于環(huán)境溫度的工質(zhì))的潛熱后速度更快，并向大氣中排出高速氣流，循環(huán)管內(nèi)的 R124 (或其他常壓沸點(diǎn)低于環(huán)境溫度的工質(zhì))可以通過(guò)吸熱器從自然環(huán)境中吸熱并蒸發(fā)重新進(jìn)入風(fēng)管(1)中進(jìn)行循環(huán)。
權(quán)利要求
1.一種新型產(chǎn)生高速氣流的方法，其特征在于該系統(tǒng)是由風(fēng)管(1)，循環(huán)管(2)，啟動(dòng)與控制系統(tǒng)(3)組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1新型產(chǎn)生高速氣流的方法，其特征在于所述之風(fēng)管1)與循環(huán)管2) 可以完全重合或部分重合或首尾相接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的新型產(chǎn)生高速氣流的方法，其特征在于啟動(dòng)與控制系統(tǒng)3)由制冷機(jī)(4 )、循環(huán)泵(5 )和換熱器(6 )三者聯(lián)合或三者中任選一種或兩種組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的新型產(chǎn)生高速氣流的方法，其特征在于該新型產(chǎn)生高速氣流的方法可用于發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)及其他任何使用高速氣流的領(lǐng)域。
全文摘要
本發(fā)明是一種新型高速氣流發(fā)生系統(tǒng)，可以利用低品質(zhì)熱源將氣體的流速大幅度提高，將自然界存在的流體攜帶的熱能高效率地轉(zhuǎn)化為機(jī)械功，其主要是利用一種沸點(diǎn)低于常溫的工質(zhì)從自然界中吸熱蒸發(fā)，并且強(qiáng)制其在相變狀態(tài)下定向循環(huán)，在高速循環(huán)過(guò)程中又自行降溫將工質(zhì)內(nèi)能轉(zhuǎn)換為定向動(dòng)能，此動(dòng)能既可以不向外輸出，也可以通過(guò)與更低沸點(diǎn)流體混合的辦法傳遞給其他流體以供使用方便，此方法可以獲得高速氣流對(duì)外輸出做功，也可以利用高速氣流進(jìn)行其他用途。其特征在于該系統(tǒng)是由風(fēng)管(1)，循環(huán)管(2)，啟動(dòng)與控制系統(tǒng)(3)組成。
文檔編號(hào)F01K27/00GK102562198SQ20111011694
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月8日
發(fā)明者劉昂峰 申請(qǐng)人:淄博綠能化工有限公司