專利名稱：兩相流噴射式升壓熱交換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于熱交換技術(shù)領(lǐng)域，主要提出一種兩相流噴射式升壓熱交換器。
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(shí)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，已申請的專利"雙激波變聲速增壓熱交換器"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(fèi)用的目的。但由于其汽、水兩相流體是在有壓力變化的圓柱形混合室內(nèi)進(jìn)行混合的，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(dá)到蒸汽(或水)輸入的壓力，只適用于進(jìn)汽壓力較高、進(jìn)水壓力(常壓)較低的場合使用，因此在使用時仍需要一定功率的循環(huán)泵參與運(yùn)行，節(jié)能效果不明顯，運(yùn)行成本相對較高，并且使用范圍有一定的局限性。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的即由此產(chǎn)生，提出一種兩相流噴射式升壓熱交換方法及交換器，使其既適用于進(jìn)汽壓力較低、而進(jìn)水壓力較高的場合使用，又適用于進(jìn)汽壓力較低、而進(jìn)水壓力較高的場合的場合使用。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(fèi)用的作用。 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是其由噴管、三通殼體、增壓混合腔、混合室、擴(kuò)壓腔組成，增壓混合室的腔體為漸縮結(jié)構(gòu)，其大徑與噴管相接、小口徑端與混合室連通，噴管設(shè)在管體的進(jìn)口端，小口徑端與增壓混合腔的大口徑端連通；擴(kuò)壓腔為漸擴(kuò)結(jié)構(gòu)，其小口徑端與混合室連通，增壓混合腔、混合室、擴(kuò)壓腔連為一體。 本實(shí)用新型的工作原理是基于兩相流體理論的最新成果，將進(jìn)入該熱交換器內(nèi)的蒸汽或水在噴管中進(jìn)行絕熱膨脹后，以很高的流速從蒸汽噴管中噴出，我們稱之為引射流體。由于流速的提高，物質(zhì)的壓能向動能發(fā)生了轉(zhuǎn)化，在噴嘴出口處高速流體的壓力下降，在噴嘴四周巻吸經(jīng)過膜化處理的進(jìn)水或蒸汽，并使其具有一定流速進(jìn)入混合室腔體，在這個腔體中，高速的蒸汽流和水直接接觸，在高速引射流體的沖擊力作用下均勻混合，蒸汽在膜化水的表面凝結(jié)換熱，發(fā)生由溫差引起的熱交換、由凝結(jié)引起的質(zhì)量交換以及由速度差引起的動量交換，形成具有一定計(jì)算容積比的汽水壓縮混合物，在混合噴嘴的出口處形成壓力激波，兩相流體通過激波之后，蒸汽和水的兩相混合物完全凝結(jié)，流體速度降低，壓力升高。變聲速增壓熱交換器技術(shù)是以場態(tài)激化強(qiáng)制完成瞬時換熱、無外力增壓雙效應(yīng)，其結(jié)合是輸出混合物的壓力超過驅(qū)動流體的輸入壓力(進(jìn)汽、進(jìn)水壓力)，達(dá)到高效增壓和瞬時加熱的效果。此換熱器的工作原理是引射和抽吸，即高壓力的流體通過噴嘴產(chǎn)生引射流體，在噴嘴出口處降低壓力，抽吸四周的低壓流體，并在混合室漸縮型結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生混合。當(dāng)引射流體為蒸汽時，采用拉伐爾噴嘴，當(dāng)引射流體為水時，采用漸縮型噴嘴。
3[0006] 本實(shí)用新型具有以下特點(diǎn) 1、組成零部件數(shù)量少，結(jié)構(gòu)簡單，可根據(jù)汽水壓力分為中心進(jìn)汽/環(huán)周進(jìn)水及中心進(jìn)水/環(huán)周進(jìn)汽兩種結(jié)構(gòu)。 2、在混合室上設(shè)有儀表接口 ，便于安裝儀表，觀測運(yùn)行工況。 3、在混合腔與噴管相配合處增設(shè)水平直線部分(壓力狀態(tài)調(diào)節(jié)段)，用以調(diào)節(jié)汽水混合狀態(tài)和出水壓力。 4、混合室進(jìn)口處將直線型輪廓線改為圓滑過度型輪廓線，用以減小調(diào)整流體的運(yùn)行阻力和避免渦流區(qū)的產(chǎn)生。

圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)原理圖。 圖2為本實(shí)用新型增壓混合室結(jié)構(gòu)原理圖。 圖3為本實(shí)用新型中心進(jìn)汽、環(huán)周進(jìn)水的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4為本實(shí)用新型中心進(jìn)水、環(huán)周進(jìn)汽的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中，1、噴管，2、調(diào)節(jié)墊片，3、三通殼體，4、進(jìn)水(汽)口，5、增壓混合腔，6、混合室，7、儀表連接口 ， 8、法蘭，9、擴(kuò)壓腔，10、圓滑過度型輪廓線，11、壓力狀態(tài)調(diào)節(jié)段。
具體實(shí)施方式結(jié)合附圖，給出本實(shí)用新型的實(shí)施例如下 如圖1結(jié)合圖2所示，本實(shí)施例主要由噴管1、調(diào)節(jié)墊片2、三通殼體2、增壓混合管5、混合室6、及擴(kuò)壓腔9組成，三通殼體3上設(shè)有進(jìn)汽(水)口、進(jìn)水(汽)口4、出水口，噴管1通過法蘭連接形式與三通殼體3上的進(jìn)汽(水)相連。為調(diào)節(jié)進(jìn)水量和進(jìn)汽量，在噴管1與三通殼體3之間的連接部位設(shè)有調(diào)節(jié)墊片2，以改變噴管距和調(diào)節(jié)進(jìn)水(汽)量。增壓混合室5的腔體為漸縮結(jié)構(gòu)，其大徑與噴管1相接，小口徑端與混合室6連通，增壓混合室5與噴管1相配合處為水平直線部分，即壓力狀態(tài)調(diào)節(jié)段ll，混合室的進(jìn)口處為圓滑過度型輪廓線IO，即流量調(diào)節(jié)段。噴管1設(shè)在管體的進(jìn)口端，小口徑端與增壓混合腔的大口徑端連通；擴(kuò)壓腔為漸擴(kuò)結(jié)構(gòu)，其小口徑端與混合室連通，增壓混合腔、混合室、擴(kuò)壓腔連為一體。增壓混合腔端采用法蘭連接形式與三通殼體3上的出水口相連；在混合室中部設(shè)有螺紋連接的儀表連接口。噴管l通過蒸汽時采用的是文丘里管，通過冷水時采用漸縮管。噴管1的出口端與增壓混合腔5的大口徑端連通。擴(kuò)壓腔9大口徑端、進(jìn)水(汽)口、噴管的進(jìn)入端通過法蘭8與外界管道連接。本實(shí)施例在使用時，當(dāng)具有一定壓力、流速的蒸汽或冷水進(jìn)入噴管后，由于管徑變小、流動介質(zhì)的壓力降低，流速急劇增大，形成高速射流噴入增壓混合腔內(nèi)，與三通殼體3進(jìn)口進(jìn)入的水或蒸汽發(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)生激波，進(jìn)入混合室內(nèi)形成高溫、高速水流流向擴(kuò)壓段，受擴(kuò)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(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的循環(huán)。[0018] 本實(shí)用新型有兩種工作方式 如圖3所示，其為中心進(jìn)汽、環(huán)周進(jìn)水的工作方式。蒸汽經(jīng)噴管膨脹后進(jìn)入混合
4腔，與經(jīng)進(jìn)水通道(由噴管出口外表面和混合腔進(jìn)口內(nèi)表面組成)進(jìn)入的水混合，最后從混 合腔的出口流出。中心進(jìn)汽/環(huán)周進(jìn)水結(jié)構(gòu)的兩相流噴射式升壓熱交換器可獲得較大的升 壓系數(shù)，宜用于進(jìn)汽壓力較高、而進(jìn)水壓力較低的場合。 如圖4所示，其為中心進(jìn)水、環(huán)周進(jìn)汽的工作方式。蒸汽經(jīng)由噴管出口外表面和混 合腔進(jìn)口內(nèi)表面組成的蒸汽噴管膨脹后進(jìn)入混合腔，與經(jīng)噴管進(jìn)入的水混合，最后從混合 腔的出口流出。中心進(jìn)水/環(huán)周進(jìn)汽結(jié)構(gòu)的兩相流噴射式升壓熱交換器可獲得較低的最小 加熱溫升，宜用于進(jìn)汽壓力較低、而進(jìn)水壓力較高的場合。
權(quán)利要求一種兩相流噴射式升壓熱交換方法的交換器，包括噴管(1)、三通殼體(3)、增壓混合腔(5)、混合室(6)、擴(kuò)壓腔(9)，其特征是所述的增壓混合室(5)的腔體為漸縮結(jié)構(gòu)，其大徑與噴管相接、小口徑端與混合室(6)連通，噴管(1)設(shè)在管體的進(jìn)口端，小口徑端與增壓混合腔(5)的大口徑端連通；擴(kuò)壓腔(9)為漸擴(kuò)結(jié)構(gòu)，其小口徑端與混合室(6)連通，增壓混合腔、混合室、擴(kuò)壓腔連為一體。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的兩相流噴射式升壓熱交換器，其特征是在所述的噴管(1)與三通殼體(3)之間的連接部位設(shè)有調(diào)節(jié)墊片(2)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的兩相流噴射式升壓熱交換器，其特征是在所述混合室(6)中部設(shè)有螺紋連接的儀表連接口 (7)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的兩相流噴射式升壓熱交換器，其特征是所述混合室(5)的進(jìn)口處為圓滑過度型輪廓線(10)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的兩相流噴射式升壓熱交換器，其特征是所述混合室(5)與噴管(1)相配合處為水平直線部分，即壓力狀態(tài)調(diào)節(jié)段(11)。
專利摘要本實(shí)用新型公開的一種兩相流噴射式升壓熱交換器主要由噴管(1)、三通殼體(3)、增壓混合腔(5)、混合室(6)、擴(kuò)壓腔(9)組成，增壓混合室(5)的腔體為漸縮結(jié)構(gòu)，其大徑與噴管相接、小口徑端與混合室(6)連通，噴管(1)設(shè)在管體的進(jìn)口端，小口徑端與增壓混合腔(5)的大口徑端連通；擴(kuò)壓腔(9)為漸擴(kuò)結(jié)構(gòu)，其小口徑端與混合室(6)連通，增壓混合腔、混合室、擴(kuò)壓腔連為一體。本實(shí)用新型既適用于進(jìn)汽壓力較低、而進(jìn)水壓力較高的場合使用，又適用于進(jìn)汽壓力較低、而進(jìn)水壓力較高的場合的場合使用。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(fèi)用的作用。
文檔編號F04F5/00GK201461558SQ20092009122
公開日2010年5月12日 申請日期2009年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月1日
發(fā)明者曹輝, 王龍江 申請人:洛陽藍(lán)海實(shí)業(yè)有限公司