双激波变声速增压热交换器制造技术

本发明专利技术属于热交换技术。提出的双激波变声速增压热交换器由管体、蒸汽喷管、增压混合管、混合室及扩压管组成，管体上设有进口、出口、进水口及辅助进水口，增压混合管和混合室均设在管体内的进水口与辅助进水口之间，增压混合管的管径为渐缩结构，其小口径端与混合室连通；蒸汽喷管设在管体的进口端，其管径为渐缩结构，小口径端与增压混合管的大口径端连通；扩压管设在管体的出口端，其管径为渐扩结构，小口径端与混合室连通。本发明专利技术在在使用时具有显著的增压和瞬时加热的效果，从而起到节约电能、热能，降低使用费用的作用。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于热交换
，主要提出一种双激波变声速增压热交换器。
技术介绍
现有的射流式汽、水混合换热器大都没有增压功能，在使用时需另外配置相当数量的驱动泵等设施才能实现热循环，不仅结构复杂、体积大、使用成本高，而且汽水混合速度慢、热能损耗大，不利于节约电能和热能。为此，本专利技术人已申请的“变声速增压节能汽水直接热交换器”从根本解决了汽、水混合器无增压功能的弊端，使其具有了热交换器和传输泵的功能，起到了节约热能和电能、减少驱动泵的数量和配备功率，降低使用费用的目的。但由于其汽、水两相流体是在无任何压力变化的圆柱形混合室内进行混合的(如图2所示)，因而在混合过程中的增压效果就会受到较大的影响，其输出混合物的压力只能达到汽(或水)输入的压力，在使用时仍需要一定功率的循环泵参与运行，节能效果不明显，运行成本相对较高。
技术实现思路
本专利技术的目的即由此产生，提出一种双激波变声速增压热交换器。该热交换器在使用时具有显著的增压和瞬时加热的效果，从而起到节约电能、热能、降低使用费用的作用。为实现上述目的，本专利技术是通过以下技术方案实现的；其由管体、蒸汽喷管、增压混合管、混合室及扩压管组成，管体上设有进口、出口、进水口及辅助进水口，增压混合管和混合室均设在管体内的进水口与辅助进水口之间，增压混合管的管径为渐缩结构，其小口径端与混合室连通；蒸汽喷管设在管体的进口端，其管径为渐缩结构，小口径端与增压混合管的大口径端连通；扩压管设在管体的出口端，其管径为渐扩结构，小口径端与混合室连通。本专利技术的工作原理是基于两相流体理论的最新成果，将进入该热交换器内的蒸汽在蒸汽喷管中进行绝热膨胀后，以很高的流速从蒸汽喷管中喷出，在增压混合管与进水相混合后又进入混合室内与辅助进水形成二次混合，于是产生具有一定计算容积比的蒸汽和水的混合物。该混合物的压缩系数大大超过了构成该混合物的两种介质的压缩系数，由于压缩系数与液压介质的干扰速度(声速)有直接关系，在混合物中的声速可达很低值，低于这种混合物的流动速度，所以能在收缩段窄的截面克服音障，继而在不变截面的管道中流动速度完成了向亚声速的转变。此时，产生的两次压力“激波”可以使压力急剧增大。其结合是输出混合物的压力极大地超过驱动汇体的输入压力(汽、水输入压力之和)，达到高效增压和瞬时加热的效果。本专利技术具有以下特点1、节约蒸汽充分利用蒸汽的热能，蒸汽冷凝水同时参与循环系统，其热交换率高达99.2％。与间接热交换器相比，节约蒸汽10％以上。2、节约电能其较理想的增压功能可替代传统的循环泵或减少循环泵的数量与功率，与传统的热交换器相比，节电50-95％。3、降低基建投入该换热器体积小、重量轻、占地空间只有传统换热系数的20％以下，减少了建筑面积和安装费用。4、启动快瞬间将冷水加热到设计温度，达到即供即热效果。5、环保噪音低于传统换热器的噪音，减少了噪音污染，降低了燃料的消耗量，污染气体的排放量，起到环保作用。附图说明附图1为本专利技术结构原理图。附图2为现有热交换器的结构示意图。图中，1、蒸汽喷管，2、管体，3、进水口，4、辅助进水口，5、混合室，6、增压混合管，7、法兰，8、铜垫片，9、扩压管。具体实施例方式结合附图，给出本专利技术的实施例如下如图1所示，本实施例主要由蒸汽喷管1、管体2、混合室5、增压混合管6及扩压管9组成，管体2上设有进口、出口、进水口3和辅助进水口4，可采用二个三通管通过法兰7固定联接后形成。在管体2内的进水口3与辅助进水口4之间设有增压混合管6和混合室5，增压混合管6的管径为渐缩结构，其大口径端与进水口3和蒸汽喷管1连通，小口径端与混合室5的一端连通，混合室5的另一端与辅助进水口4和扩压管9连通。蒸汽喷管1采用的是文丘利管，其通过法兰7与管体2的进口端固定连接，蒸汽喷管1的管径为渐缩结构，其小口径端与混合室内增压混合管6的大口径端连通。扩压管9通过法兰7与管体2的出口端连通，该扩压管9的管径为渐扩结构，其小口径端与混合室5连通。本实施例在使用时，当具有一定压力、流速的蒸汽进入蒸汽喷管后，由于管径变小、蒸汽的压力降低，流速急剧增大，形成高速气流喷入增压混合管内进口进入的水并在该增压混合管内与进口进入的水发生动能和热量的交换(即高温蒸汽遇冷凝结，释放出大量热能，最终和给水迅速发生速度交换，使汽水混合物的流速急剧增加)，产生第一次激波，进入混合室内的混合物在混合室内与辅助进水口进入的水再次发生动能和热量的交换，产生第二次激波，形成高温、高速水流流向扩压段，受扩压管管径的变化，水流流速逐渐减少至外界循环网正常流速，这样部分功能转化为压力能，使压力升高，从而代替循环泵，实现系统的循环。为增加进水量和进汽量，在法兰7的连接部位均设有铜垫片8，以提高热水流量。本实施例所设计的辅助进水口4还具有以下作用1、可以检测本热交换器的工作状态。2、可用做“双激波”，热交换器中产生第二个激波时与水混合用，使增压效果得到了很大的提高。3、还可以在系统中起到贮水箱作用，使热交换器换热水流量明显增加。4、可用来调整启动热交换器。权利要求1.一种双激波变声速增压热交换器，包括管体(2)，该管体(2)上设有进口、出口、进水口(3)和辅助进水口(4)，在管体(2)的进口端连接有管径渐缩的蒸汽喷管(1)、出口端连接有管径渐扩的扩压管(9)，管体(2)内设有混合室(5)，其特征在于在所述管体(2)内的进水口(3)部位设有增压混合管(6)，该增压混合管(6)的管径为渐缩结构，其大口径端与蒸汽喷管(1)的小口径端和进水口(3)端连通，小口径端与所述混合室(5)连通。2.根据权利要求1所述的双激波变声速增压热交换器，其特征在于所述的管体(2)由两个三通管通过法兰(7)固定联结而成。3.根据权利要求2所述的双激波变声速增压热交换器，其特征在于所述法兰(7)的连接部位设有铜垫片(8)。全文摘要本专利技术属于热交换技术。提出的双激波变声速增压热交换器由管体、蒸汽喷管、增压混合管、混合室及扩压管组成，管体上设有进口、出口、进水口及辅助进水口，增压混合管和混合室均设在管体内的进水口与辅助进水口之间，增压混合管的管径为渐缩结构，其小口径端与混合室连通；蒸汽喷管设在管体的进口端，其管径为渐缩结构，小口径端与增压混合管的大口径端连通；扩压管设在管体的出口端，其管径为渐扩结构，小口径端与混合室连通。本专利技术在在使用时具有显著的增压和瞬时加热的效果，从而起到节约电能、热能，降低使用费用的作用。文档编号F28C3/00GK1490588SQ02135640公开日2004年4月21日 申请日期2002年10月17日 优先权日2002年10月17日专利技术者曹辉, 田明善, 曹 辉 申请人:洛阳蓝海实业有限公司 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双激波变声速增压热交换器，包括管体（２），该管体（２）上设有进口、出口、进水口（３）和辅助进水口（４），在管体（２）的进口端连接有管径渐缩的蒸汽喷管（１）、出口端连接有管径渐扩的扩压管（９），管体（２）内设有混合室（５），其特征在于：在所述管体（２）内的进水口（３）部位设有增压混合管（６），该增压混合管（６）的管径为渐缩结构，其大口径端与蒸汽喷管（１）的小口径端和进水口（３）端连通，小口径端与所述混合室（５）连通。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曹辉，田明善，
申请(专利权)人：洛阳蓝海实业有限公司，
类型：发明
国别省市：41[中国|河南]