一種飽和水發(fā)生裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及蒸汽動力領(lǐng)域，尤其涉及一種飽和水發(fā)生裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]對于發(fā)動機(jī)，傳統(tǒng)的汽油和柴油發(fā)動機(jī)不僅產(chǎn)生有危害的廢氣，而且燃燒過程中大約50%的燃料轉(zhuǎn)化為發(fā)動機(jī)過熱的熱量。當(dāng)將該類發(fā)動機(jī)應(yīng)用于曲柄軸、凸輪軸和閥時，技術(shù)要求也比較高，導(dǎo)致成本大幅提高，并帶來磨損及重量增加等問題；因此，現(xiàn)實中開始轉(zhuǎn)向通過水蒸汽熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械動力的動力源裝置安裝在發(fā)動機(jī)上，制備生產(chǎn)活塞式蒸汽發(fā)動機(jī)和汽輪發(fā)動機(jī)；對于活塞式蒸汽發(fā)動機(jī)，因轉(zhuǎn)化熱效率低、環(huán)境污染大，已漸被淘汰；汽輪式發(fā)動機(jī)則在火力發(fā)電廠中被大量使用。而現(xiàn)有技術(shù)中還沒有利用飽和水爆炸產(chǎn)生高溫高壓蒸汽流作為動力的方法和裝置，因此有必要對該領(lǐng)域進(jìn)行研究，設(shè)計出一種新的蒸汽動力裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種飽和水發(fā)生裝置，從而能夠?qū)崿F(xiàn)利用高溫飽和水受熱瞬間爆炸膨脹產(chǎn)生動力。
[0004]為解決上述問題，本發(fā)明的一種飽和水發(fā)生裝置，包括內(nèi)部設(shè)有腔體的受熱器、連通到受熱器腔體內(nèi)的液體入口、熱源以及受熱器腔體內(nèi)設(shè)置的柱體；所述熱源用于對受熱器的腔體進(jìn)行加熱；所述柱體上設(shè)有微小通道，所述液體在微小通道內(nèi)被加熱生成飽和水。
[0005]所述微小通道包括該柱體外表面與受熱器內(nèi)表面之間的間隙，和/或該柱體外表面上的至少一個細(xì)槽。
[0006]所述間隙的寬度為小于1mm。
[0007]所述細(xì)槽的寬度小于1mm，深度小于1mm。
[0008]所述飽和水發(fā)生裝置還包括所述柱體與高壓液體入口之間設(shè)置的分流裝置，該分流裝置設(shè)置有聯(lián)通所述間隙和/或細(xì)槽與高壓液體入口的通道。
[0009]所述飽和水發(fā)生裝置還包括導(dǎo)熱體，該導(dǎo)熱體位于所述柱體靠近所述高壓液體端，用于使飽和水受熱強(qiáng)化并且受熱均衡。
[0010]通過本發(fā)明的飽和水發(fā)生裝置，將高壓水通過加熱生成高溫高壓飽和水，再使生成的高溫高壓飽和水瞬間受熱發(fā)生爆炸，急劇汽化膨脹形成高溫高壓蒸汽流，作為動力源。通過上述方式生成的動力源，與現(xiàn)有的燃油內(nèi)燃發(fā)動機(jī)相比具有許多的優(yōu)點:
[0011]1.對燃料的種類和品質(zhì)要求不嚴(yán)格，只要提供有合格的熱源溫度在400攝氏度即可，而且熱能轉(zhuǎn)化效率高。實驗證明熱能轉(zhuǎn)化效率可達(dá)25%?35%以上，高于現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)的約20%。
[0012]2.適用的發(fā)動機(jī)范圍擴(kuò)大，該裝置比燃油內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的排氣躁音大幅降低，轉(zhuǎn)距特性好，甚至在交通動力輸出時可以不需要裝變速箱就能實現(xiàn)汽車的無級變速，排出的廢氣有害成分也少。
[0013]3.本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，體積小移動方便。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明中的蒸汽動力發(fā)生系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為本發(fā)明飽和水發(fā)生裝置中分流片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖3為本發(fā)明飽和水發(fā)生裝置中檔流片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖4為本發(fā)明飽和水發(fā)生裝置中柱體的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖5為本發(fā)明飽和水發(fā)生裝置中柱體與受熱器的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0019]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明技術(shù)方案，下面結(jié)合實施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0020]本發(fā)明公開了一種蒸汽動力發(fā)生系統(tǒng)，包括飽和水發(fā)生裝置以及飽和水爆炸裝置。如圖1所示，該系統(tǒng)包括進(jìn)水細(xì)管2、螺塞3、分流片4、擋流片5、受熱器6、柱體7、底座8、熱源10和導(dǎo)熱體11。
[0021]所述的進(jìn)水細(xì)管2嵌入在所述螺塞3中，所述螺塞3通過螺紋與所述的受熱器6連接，同時對所述的分流片4與所述的擋流片5產(chǎn)生預(yù)緊壓力，所述擋流片5的另一端面與所述的柱體7以及所述的導(dǎo)熱體11相連。
[0022]所述的導(dǎo)熱體11鑲嵌在所述的柱體7的內(nèi)部，當(dāng)然也可以緊貼于柱體7的外部。
[0023]所述的柱體7的另一端面與所述的底座8相連，所述的底座8與所述的受熱器6內(nèi)壁上的臺肩接觸起支撐作用。
[0024]所述的受熱器6外側(cè)設(shè)置有熱源10。
[0025]如圖2、3所示，所述的分流片4上設(shè)置有多個通液槽41，高壓液體從進(jìn)水細(xì)管2內(nèi)進(jìn)入該通液槽41。
[0026]所述擋流片5與所述的分流片4相接觸，其周邊設(shè)置有向外的多個凸起51以及凹進(jìn)52。
[0027]所述凸起51外緣頂在受熱器6內(nèi)壁上，通液槽41內(nèi)的液體能夠通過凹進(jìn)52進(jìn)入到柱體7 —側(cè)。
[0028]所述柱體7與所述受熱器6之間設(shè)置有微小通道，在所述微小通道內(nèi)，高壓液體被加熱生成高溫飽和水。
[0029]所述微小通道包括該柱體7外表面與受熱器6內(nèi)表面之間的間隙71，所述間隙的寬度為小于1mm。
[0030]或者所述微小通道包括該柱體7外表面上的若干細(xì)槽72，所述細(xì)槽的寬度小于1mm，深度小于1臟。
[0031]當(dāng)然，所述微小通道也可以同時包括所述間隙71與所述細(xì)槽72，并且通過多次反復(fù)實驗證明，當(dāng)微小通道同時包括間隙71與細(xì)槽72時，并且所述間隙71小于Imm時，系統(tǒng)發(fā)生蒸汽的效果最佳。
[0032]高壓液體經(jīng)液體泵I進(jìn)入進(jìn)水細(xì)管2，通過分流片4分流、擋流片5擋流后進(jìn)入所述微小通道，并在微小通道的狹小空間內(nèi)受熱而形成高溫高壓飽和水。高溫高壓飽和水形成后在微小通道內(nèi)由高壓噴出，形成微小的飽和水顆粒打在高溫狀態(tài)的飽和水爆炸裝置上進(jìn)而發(fā)生水爆炸，快速劇烈汽化形成高溫高壓蒸汽。
[0033]所述飽和水爆炸裝置包括多孔性材料體9，該多孔性材料體9位于受熱體6的腔體內(nèi)，位于靠近蒸汽出口 13—端。
[0034]所述多孔性材料體9可以是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
[0035]所述蒸汽出口 13外側(cè)連接有動力轉(zhuǎn)換裝置14，可以是汽缸或汽輪機(jī)向外做功從而產(chǎn)生動力輸出。
[0036]受熱器6外面是熱源10，熱源10可以是燃料燃燒產(chǎn)生的熱能，也可以是合適溫度的余熱能，或者是相變蓄熱器蓄的熱能等等。熱源外可包覆隔熱層15。螺塞3通過螺紋與受熱器6連接，同時對分流片4與擋流片5產(chǎn)生預(yù)緊壓力，其端面與受熱器6之間鎖緊密封。分流片4的作用是徑向分流和預(yù)熱作用。
[0037]與擋流片5相鄰的是柱體7和導(dǎo)熱體11，柱體7為實心或多孔性燒結(jié)材料，此材料為耐高溫，耐腐蝕的耐熱鋼材料，柱體7外表面有徑向或軸向分布的數(shù)條或數(shù)十條細(xì)槽，如圖4所示。
[0038]導(dǎo)熱體11可以內(nèi)嵌于柱體7中，也可以獨立在柱體7夕卜，用導(dǎo)熱和耐高溫腐蝕性能優(yōu)良的材料制造。由于柱體7靠近檔流片5的一端首先與高壓液體接觸，從而熱量會快速被高壓液體吸收而導(dǎo)致其自身溫度下降，因此導(dǎo)熱體11的設(shè)置，其作用加強(qiáng)熱量傳導(dǎo)，使柱體7的溫度下降后熱量能夠快速得到補充，保證每次脈沖產(chǎn)生的蒸汽動力都均勻平穩(wěn)，底座8與受熱器6內(nèi)壁臺肩接觸起支撐作用，多孔性材料9用良好的耐熱抗高溫氧化性材料制造。
[0039]在所述高壓液體入口前還設(shè)置有過冷裝置12，并且該過冷裝置12與動力轉(zhuǎn)換裝置14相連接，從而實現(xiàn)液體的循環(huán)利用。
[0040]本發(fā)明公開了一種蒸汽動力發(fā)生方法，包括以下步驟:
[0041 ] I)將高壓液體生成高溫飽和水；
[0042]2)使高溫飽和水瞬間受熱發(fā)生爆炸，形成高溫高壓蒸汽流。
[0043]眾所周知，水汽化的過程，例如將lkg、0°C的水裝在帶有活塞的容器中，從外界向容器加熱，同時保持容器內(nèi)的壓力為P不變。起初，水的溫度逐漸升高，比體積也稍有增加。但當(dāng)溫度升高到相應(yīng)于P的飽和溫度ts而變成飽和水以后，繼續(xù)加熱，飽和水便逐漸變成飽和水蒸汽，即所謂汽化，直到汽化完畢。在整個汽化過程中，溫度始終保持為飽和溫度ts不變。在汽化過程中，由于飽和水蒸汽的量不斷增加，比體積一般增大很多。再繼續(xù)加熱，溫度又開始上升，比體積繼續(xù)增大，飽和水蒸汽變成過熱水蒸汽。
[0044]在水遇高溫物體發(fā)生水爆炸時，由于飽和水處于高溫飽和狀態(tài)(臨界壓力P。為22.064MPa,臨界溫度t。為373.99°C )，較不飽和水具有更強(qiáng)的汽化能力，吸熱較少、汽化較快，瞬間爆炸能夠產(chǎn)生高溫高壓蒸汽流。而對于蒸汽而言，遇到高溫物體并不會發(fā)生爆炸，而僅僅是受熱膨脹。
【主權(quán)項】
1.一種飽和水發(fā)生裝置，其特征在于:包括內(nèi)部設(shè)有腔體的受熱器、連通到受熱器腔體內(nèi)的液體入口、熱源以及受熱器腔體內(nèi)設(shè)置的柱體；所述熱源用于對受熱器的腔體進(jìn)行加熱；所述柱體上設(shè)有微小通道，所述液體在微小通道內(nèi)被加熱生成飽和水。
2.如權(quán)利要求1所述的飽和水發(fā)生裝置，其特征在于:所述微小通道包括該柱體外表面與受熱器內(nèi)表面之間的間隙，和/或該柱體外表面上的至少一個細(xì)槽。
3.如權(quán)利要求2所述的飽和水發(fā)生裝置，其特征在于:所述間隙的寬度為小于1mm。
4.如權(quán)利要求2所述的飽和水發(fā)生裝置，其特征在于:所述細(xì)槽的寬度小于1mm，深度小于Imm0
5.如權(quán)利要求2所述的飽和水發(fā)生裝置，其特征在于:所述飽和水發(fā)生裝置還包括所述柱體與高壓液體入口之間設(shè)置的分流裝置，該分流裝置設(shè)置有聯(lián)通所述間隙和/或細(xì)槽與高壓液體入口的通道。
6.如權(quán)利要求2所述的飽和水發(fā)生裝置，其特征在于:所述飽和水發(fā)生裝置還包括導(dǎo)熱體，該導(dǎo)熱體位于所述柱體靠近所述高壓液體端，用于使飽和水受熱強(qiáng)化并且受熱均衡。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種飽和水發(fā)生裝置，包括內(nèi)部設(shè)有腔體的受熱器、連通到受熱器腔體內(nèi)的液體入口、熱源以及受熱器腔體內(nèi)設(shè)置的柱體；所述熱源用于對受熱器的腔體進(jìn)行加熱；所述柱體上設(shè)有微小通道，所述液體在微小通道內(nèi)被加熱生成飽和水。通過本發(fā)明的飽和水發(fā)生裝置，將高壓水通過加熱生成高溫高壓飽和水，再使生成的高溫高壓飽和水瞬間受熱發(fā)生爆炸，急劇汽化膨脹形成高溫高壓蒸汽流，作為動力源。
【IPC分類】F22B3-08
【公開號】CN104776415
【申請?zhí)枴緾N201410012022
【發(fā)明人】劉貴文, 楊明軍, 黃錦全
【申請人】臺州市大江實業(yè)有限公司
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2014年1月10日
【公告號】CA2840904A1, EP2894400A1, US20150198328, WO2015103799A1