專利名稱：雙激波變聲速增壓熱交換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于熱交換技術(shù)領(lǐng)域，主要提出一種雙激波變聲速增壓熱交換器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的射流式汽、水混合換熱器大都沒有增壓功能，在使用時需另外配置相當(dāng)數(shù)量的驅(qū)動泵等設(shè)施才能實現(xiàn)熱循環(huán)，不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、使用成本高，而且汽水混合速度慢、熱能損耗大，不利于節(jié)約電能和熱能。為此，本發(fā)明人已申請的“變聲速增壓節(jié)能汽水直接熱交換器”從根本解決了汽、水混合器無增壓功能的弊端，使其具有了熱交換器和傳輸泵的功能，起到了節(jié)約熱能和電能、減少驅(qū)動泵的數(shù)量和配備功率，降低使用費用的目的。但由于其汽、水兩相流體是在無任何壓力變化的圓柱形混合室內(nèi)進行混合的(如圖2所示)，因而在混合過程中的增壓效果就會受到較大的影響，其輸出混合物的壓力只能達到汽(或水)輸入的壓力，在使用時仍需要一定功率的循環(huán)泵參與運行，節(jié)能效果不明顯，運行成本相對較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的即由此產(chǎn)生，提出一種雙激波變聲速增壓熱交換器。該熱交換器在使用時具有顯著的增壓和瞬時加熱的效果，從而起到節(jié)約電能、熱能、降低使用費用的作用。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的；其由管體、蒸汽噴管、增壓混合管、混合室及擴壓管組成，管體上設(shè)有進口、出口、進水口及輔助進水口，增壓混合管和混合室均設(shè)在管體內(nèi)的進水口與輔助進水口之間，增壓混合管的管徑為漸縮結(jié)構(gòu)，其小口徑端與混合室連通；蒸汽噴管設(shè)在管體的進口端，其管徑為漸縮結(jié)構(gòu)，小口徑端與增壓混合管的大口徑端連通；擴壓管設(shè)在管體的出口端，其管徑為漸擴結(jié)構(gòu)，小口徑端與混合室連通。
本發(fā)明的工作原理是基于兩相流體理論的最新成果，將進入該熱交換器內(nèi)的蒸汽在蒸汽噴管中進行絕熱膨脹后，以很高的流速從蒸汽噴管中噴出，在增壓混合管與進水相混合后又進入混合室內(nèi)與輔助進水形成二次混合，于是產(chǎn)生具有一定計算容積比的蒸汽和水的混合物。該混合物的壓縮系數(shù)大大超過了構(gòu)成該混合物的兩種介質(zhì)的壓縮系數(shù)，由于壓縮系數(shù)與液壓介質(zhì)的干擾速度(聲速)有直接關(guān)系，在混合物中的聲速可達很低值，低于這種混合物的流動速度，所以能在收縮段窄的截面克服音障，繼而在不變截面的管道中流動速度完成了向亞聲速的轉(zhuǎn)變。此時，產(chǎn)生的兩次壓力“激波”可以使壓力急劇增大。其結(jié)合是輸出混合物的壓力極大地超過驅(qū)動匯體的輸入壓力(汽、水輸入壓力之和)，達到高效增壓和瞬時加熱的效果。
本發(fā)明具有以下特點1、節(jié)約蒸汽充分利用蒸汽的熱能，蒸汽冷凝水同時參與循環(huán)系統(tǒng)，其熱交換率高達99.2％。與間接熱交換器相比，節(jié)約蒸汽10％以上。
2、節(jié)約電能其較理想的增壓功能可替代傳統(tǒng)的循環(huán)泵或減少循環(huán)泵的數(shù)量與功率，與傳統(tǒng)的熱交換器相比，節(jié)電50-95％。
3、降低基建投入該換熱器體積小、重量輕、占地空間只有傳統(tǒng)換熱系數(shù)的20％以下，減少了建筑面積和安裝費用。
4、啟動快瞬間將冷水加熱到設(shè)計溫度，達到即供即熱效果。
5、環(huán)保噪音低于傳統(tǒng)換熱器的噪音，減少了噪音污染，降低了燃料的消耗量，污染氣體的排放量，起到環(huán)保作用。


附圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)原理圖。
附圖2為現(xiàn)有熱交換器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中，1、蒸汽噴管，2、管體，3、進水口，4、輔助進水口，5、混合室，6、增壓混合管，7、法蘭，8、銅墊片，9、擴壓管。
具體實施例方式
結(jié)合附圖，給出本發(fā)明的實施例如下如圖1所示，本實施例主要由蒸汽噴管1、管體2、混合室5、增壓混合管6及擴壓管9組成，管體2上設(shè)有進口、出口、進水口3和輔助進水口4，可采用二個三通管通過法蘭7固定聯(lián)接后形成。在管體2內(nèi)的進水口3與輔助進水口4之間設(shè)有增壓混合管6和混合室5，增壓混合管6的管徑為漸縮結(jié)構(gòu)，其大口徑端與進水口3和蒸汽噴管1連通，小口徑端與混合室5的一端連通，混合室5的另一端與輔助進水口4和擴壓管9連通。蒸汽噴管1采用的是文丘利管，其通過法蘭7與管體2的進口端固定連接，蒸汽噴管1的管徑為漸縮結(jié)構(gòu)，其小口徑端與混合室內(nèi)增壓混合管6的大口徑端連通。擴壓管9通過法蘭7與管體2的出口端連通，該擴壓管9的管徑為漸擴結(jié)構(gòu)，其小口徑端與混合室5連通。本實施例在使用時，當(dāng)具有一定壓力、流速的蒸汽進入蒸汽噴管后，由于管徑變小、蒸汽的壓力降低，流速急劇增大，形成高速氣流噴入增壓混合管內(nèi)進口進入的水并在該增壓混合管內(nèi)與進口進入的水發(fā)生動能和熱量的交換(即高溫蒸汽遇冷凝結(jié)，釋放出大量熱能，最終和給水迅速發(fā)生速度交換，使汽水混合物的流速急劇增加)，產(chǎn)生第一次激波，進入混合室內(nèi)的混合物在混合室內(nèi)與輔助進水口進入的水再次發(fā)生動能和熱量的交換，產(chǎn)生第二次激波，形成高溫、高速水流流向擴壓段，受擴壓管管徑的變化，水流流速逐漸減少至外界循環(huán)網(wǎng)正常流速，這樣部分功能轉(zhuǎn)化為壓力能，使壓力升高，從而代替循環(huán)泵，實現(xiàn)系統(tǒng)的循環(huán)。為增加進水量和進汽量，在法蘭7的連接部位均設(shè)有銅墊片8，以提高熱水流量。
本實施例所設(shè)計的輔助進水口4還具有以下作用1、可以檢測本熱交換器的工作狀態(tài)。
2、可用做“雙激波”，熱交換器中產(chǎn)生第二個激波時與水混合用，使增壓效果得到了很大的提高。
3、還可以在系統(tǒng)中起到貯水箱作用，使熱交換器換熱水流量明顯增加。
4、可用來調(diào)整啟動熱交換器。
權(quán)利要求
1.一種雙激波變聲速增壓熱交換器，包括管體(2)，該管體(2)上設(shè)有進口、出口、進水口(3)和輔助進水口(4)，在管體(2)的進口端連接有管徑漸縮的蒸汽噴管(1)、出口端連接有管徑漸擴的擴壓管(9)，管體(2)內(nèi)設(shè)有混合室(5)，其特征在于在所述管體(2)內(nèi)的進水口(3)部位設(shè)有增壓混合管(6)，該增壓混合管(6)的管徑為漸縮結(jié)構(gòu)，其大口徑端與蒸汽噴管(1)的小口徑端和進水口(3)端連通，小口徑端與所述混合室(5)連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙激波變聲速增壓熱交換器，其特征在于所述的管體(2)由兩個三通管通過法蘭(7)固定聯(lián)結(jié)而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙激波變聲速增壓熱交換器，其特征在于所述法蘭(7)的連接部位設(shè)有銅墊片(8)。
全文摘要
本發(fā)明屬于熱交換技術(shù)。提出的雙激波變聲速增壓熱交換器由管體、蒸汽噴管、增壓混合管、混合室及擴壓管組成，管體上設(shè)有進口、出口、進水口及輔助進水口，增壓混合管和混合室均設(shè)在管體內(nèi)的進水口與輔助進水口之間，增壓混合管的管徑為漸縮結(jié)構(gòu)，其小口徑端與混合室連通；蒸汽噴管設(shè)在管體的進口端，其管徑為漸縮結(jié)構(gòu)，小口徑端與增壓混合管的大口徑端連通；擴壓管設(shè)在管體的出口端，其管徑為漸擴結(jié)構(gòu)，小口徑端與混合室連通。本發(fā)明在在使用時具有顯著的增壓和瞬時加熱的效果，從而起到節(jié)約電能、熱能，降低使用費用的作用。
文檔編號F28C3/00GK1490588SQ02135640
公開日2004年4月21日 申請日期2002年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月17日
發(fā)明者曹輝, 田明善, 曹 輝 申請人:洛陽藍海實業(yè)有限公司