热力过程采用喷射抽气节能方法
阅读：1026发布：2020-07-16
专利汇可以提供热力过程采用喷射抽气节能方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种热 力 过程采用喷射抽气节能方法，属于 热能 动力领域。为了提高热效率采用高参数动力气源，喷射抽气热力系统采用了循环抽气的方式，或者一级以上的多级喷射抽气装置采用了串连与并联与循环相结合的方式组成复合喷射系统，通 过喷 射抽气系统与气轮机等热功转换没备结合，使高参数气源先进入喷射抽气系统再进入气轮机充分做功实现高效率运行。另外提出了减小节流损失的喷射制冷方案，这种节能方法可以推广到各种热能与动力过程及 海 水 或其它水质热力 净化 系统等广泛节能领域，高效率低成本。，下面是热力过程采用喷射抽气节能方法专利的具体信息内容。
1.一种热力过程采用喷射抽气节能方法，属于热能与流体动力过程，动力气源通过喷射抽气系统抽吸气流后实现混合流动，其特征是：喷射抽气系统采用了单级喷射抽气方式或者复合喷射抽气方式；所谓复合喷射抽气方式是指喷射抽气系统采用了一级或多级循环喷射抽气方式，或者采用了串联和并联以及循环三种喷射抽气方式中的两种或三种结合的方式。
2.如权利要求1所述的一种热力过程采用喷射抽气节能方法，其特征是：单级喷射器或者复合喷射器中的单级喷射采用了以下结构之一，
(1)多喷嘴结构；
(2)混合与扩压过程采用直管结构取代喉管式缩放结构；
(3)旋流式喷射抽气结构，并增加导流叶片；
(4)以上三种结构中任意两种或三种结合的结构。
3.如权利要求1所述的一种热力过程采用喷射抽气节能方法，其特征是：由液化空气或液氧与液态燃料燃烧而成动力气源，或者工质气体被压缩机压缩升压或者被液化后通过热力升压并蒸发成为动力气源；或者低温动力气源通过有压燃烧室燃烧升温，或者通过喷射抽气系统抽吸燃气或其它热气升温；或者通过电力实现等离子放电或等离子电磁涡流效应加热升温；或者采用换热器加热升温，或者同时采用了两种或多种上述升温方法。
4.如权利要求1所述的一种热力过程采用喷射抽气节能方法，其特征是：动力气源通过喷射抽气系统至少实现以下用途之一：
(1)用于热力引风或热力鼓风；
(2)为水源热泵或制冷系统提供抽气动力，喷射抽气系统抽取水源容器内的蒸汽与动力气流混合扩压后为用户供热，或者抽出水源容器内蒸汽使水源降温成为冷水为用户提供冷源；
(3)为单效或多效蒸馏系统提供喷射抽气压缩动力；
(4)为气轮机组提供动力气源，末级循环喷射抽气抽取大气或气轮机尾气或前置气轮机排气，或者抽取其它系统来气；
(5)为喷管提供气源成为喷气式发动机系统，末级循环喷射抽气抽取大气或前置涡轮机排气或抽取空气液化系统排气，或者抽取其它系统来气。
5.如权利要求1所述的一种热力过程采用喷射抽气节能方法，其特征是：液化的工质气管路或容器采用了防霜加热器，其加热管路或容器由内外管或容器套装组成，内外夹层之间封存有气体，通过控制系统改变封存气体的压力或流速控制其换热系数。
6.如权利要求1所述的一种热力过程采用喷射抽气节能方法，用于喷气发动机为移动设备提供动力，其特征是：喷射抽气式喷气发动机的喷管喷射方向布置在移动设备的表面或布置在翼板表面组成表面喷射空气动力系统。
7.如权利要求6所述的一种热力过程采用喷射抽气节能方法，其特征是：表面喷射动力系统增加了控制喷射气流经过喷射表面后的流动方向的导流件组成表面喷射与导流组合系统。
8.如权利要求6所述的一种热力过程采用喷射抽气节能方法，其特征是：移动设备由一组或者多组表面喷射与导流件系统提供动力并且通过控制系统对动力气源分布及导流件的控制进而控制移动设备的移动状态。
9.如权利要求1所述的一种热力过程采用喷射抽气节能方法，用于容积式气动水泵或其它容积式气动系统，其特征是：喷射抽气系统通过阀门控制为隔膜泵或者其它双容器或多容器容积式气动系统交替供气，并且交替抽取容器余气。
10.如权利要求9所述的一种热力过程采用喷射抽气节能方法，其特征是：通过喷射抽气式气动水泵或气泵系统压动液态金属或其它磁流体进入磁流体发电机发电。
11.一种旋流喷射式制冷方法，低温工质气源通过膨胀减压制冷，其特征是：动力系统采用热力喷射抽气方式或者机械方式或者二者结合的方式使低温气源与旋流式气液分离器之间产生压力差，低温气源经喷嘴沿切向射流进入旋流式气液分离器内膨胀雾化，同时形成旋流实现气液分离后冷凝液体留在气液分离器内剩余气体从排气管排出，在排气管内或排气管口安装了引导旋流为直流的导流器或导流叶片，至少实现了以下用途之一：
(1)用于低温气源液化或除湿，采用单级或在动力系统不同压力段多级制冷液化；
(2)用于电力储能，采用电动压缩机为旋流喷射制冷式空气液化系统提供动力，或者采用电力等离子放电或等离子电磁涡流效应加热为喷射抽气系统提供热动力进而为旋流喷射制冷式空气液化系统提供动力，通过生产液化空气实现储能。
(3)用于开式制冷或热泵循环，空气做为低温气源通过喷嘴进入旋流喷射式制冷系统产生液化空气，由液化空气受热蒸发升压成为喷射抽气系统的初始动力气源，由液化空气蒸发换热器为外界提供冷源由喷射抽气器出口排气为外界提供热源；
(4)用于闭式制冷或热泵循环，喷射抽气系统的排出的气体工质一部分做为低温气源进入旋流喷射式制冷系统，另一部分进入压缩机被压缩后进入冷凝换热器，将旋流式制冷系统与冷凝换热器产生的液化工质进入蒸发换热器，液化工质受热蒸发升压成为喷射抽气系统的动力气源，由蒸发换热器为外界提供冷源由冷凝换热器为外界提供热源；
(5)用于海水淡化或者其它液体净化，采用旋流喷射式制冷与旋流分离器结合方式实现液体蒸发冷凝式净化，动力气源先进入旋流分离器产生旋流，增加原液喷淋系统向旋流分离器内喷入原液进入旋流，从旋流分离器分离出来的混合气流通过喷嘴进入旋流喷射制冷系统，使混合气流中原液蒸汽冷凝分离收集为净化液；
(6)用于烟气净化，烟气进入旋流喷射制冷系统经过适度制冷实现烟气除湿、除尘以及使气态氧化物以冷凝液化或固化方式实现脱硫、脱硝或收集二氧化碳，采用单级系统混合处理或采用多级系统分别处理。
热力过程采用喷射抽气节能方法
技术领域
背景技术
[0002] 在热能动力领域总是追求大容量高参数机组的开发以追求高效率，但是温度与压力两个参数总是难以同时满足这一目的。内燃机、燃气轮机以及火箭发动机燃烧温度度高但是烟气压力有限导致工作时排烟温度太高，燃煤发电厂的蒸汽轮机组可获得超临界压力，虽然温度压力在汽轮机实现了同步降低达到低参数排放，但是蒸汽温度初参数仅550℃左右，目前先进的大型热力机组单机热效率都不超过50％，内燃机与燃气轮机热效率甚至不到40％，因此还有很大节能空间。一种解决办法是采用了燃气轮机与蒸汽循环联合发电，将燃气轮机的排出的高温烟气再通过蒸汽循环发电，总热效率可达55％左右，但是这种动力过程直接组合使得系统复杂问题叠加导致投资成本与运行成本很大，应用并不广泛。
[0003] 在喷射抽气技术领域，一般采用单级喷射实现真空抽气或几个单级喷射抽气器“串联”(所谓“串连”是从抽气流程而言，是目前业内习惯说法，从动力气源流程看实际为并联)实现更高真空抽气。目前单级喷嘴喷射抽气器常用于余热利用，如蒸汽喷射制冷、蒸发式海水淡化及其它热力系统的蒸汽回收等节能领域，但是其单级喷射结构决定其只能使用中低参数气源(高参数高效率汽轮机都是多级喷嘴串联做功)，其最大的问题是热效率很低，目前还没有实现从动力气源流程看实现多级串联喷射结构的报道。单级喷射抽气的低效率特点使其应用受到局限，而优点是抽气压气过程中无需转动机械。
[0004] 另外，微网分布式发电在电力安全、可再生能源利用及用户采用热电冷联产实现高效节能方面有重要意义迫切需要小机组发电实现高效率，但是小型热力机组最大的问题是很难实现高参数，尤其压力参数很难上去。专利申请CN200810182738.9提出了热力升压式热力循环方法，是一种有效的小型蒸汽机组实现高参数蒸汽的解决方案，但是需要的小型汽轮发电机却很难有对应的高参数型号，目前因小机组热效率低而严重制约其广泛发展。
发明内容
[0006] 本发明的目的：大幅度提高热力过程的热效率，降低投资成本。
[0007] 本发明的技术方案：在热力过程中采用高参数动力气源经过复合喷射抽气系统产生射流抽吸其它气源混合减速后为热功转换装置提供动力，实现对被抽吸气源的无转动机械的压缩做功，所谓复合喷射抽气方式是指喷射抽气系统采用了一级或多级循环喷射抽气方式，或者是采用了串联与并联与循环三种喷射抽气方式之中的两种或三种结合的方式，多级循环喷射抽气是指两级或者两级以上的循环喷射抽气方式。所谓的循环喷射抽气是指喷射抽气过程中每级抽气抽取的是下级抽气压缩做功后的气源，末级抽气抽取的是热功转换装置经膨胀做功后的尾气或其它气源，实现逐步循环抽气逐步增大循环流量到末级集中膨胀做功，单级循环喷射抽气直接抽取热功转换装置膨胀做功后的尾气。
[0008] 复合喷射抽气动力系统原理的实质是，无论是循环抽取本系统排气还是抽取其它气源，都是动力气源抽入被抽气源并对被抽入气源压缩做功的过程，高参数动力气源在做功过程中参数降低换来质量流量增加，喷射抽气装置串联可使高压气源不断膨胀到需要的低压参数，而并联可使高温气源多次压缩多次膨胀到需要的低温参数，通过串联与并联及循环抽气的灵活组合，只要散热系统能保护高温设备正常工作，理论上可实现任何高温烟气做功到接近环境温度排放，实现高参数高效率运行。
[0009] 采用复合喷射抽气系统为实现高温高参数动力系统创造了非常有利的条件，可以适应燃烧室产生的任何高温烟气，如由液化空气或液氧与液态燃料甚至固体燃料燃烧而成动力气源，有利于热力过程高参数高效率运行。也为灵活利用各种热源做功节能创造了有利条件，如：工质气体被压缩机压缩升压或者被液化后通过热力升压并蒸发成为动力气源；低温动力气源通过有压燃烧室燃烧升温，或者通过喷射抽气系统抽吸燃气或其它热气升温。在太阳能或风力发电储能方面，甚至可以利用高温空气成为等离子态具有导电特点，通过电力实现等离子放电或等离子电磁涡流效应加热获得超高温空气，为热力喷射制冷空气液化系统提供动力，实现高效率无转到机械储能；以及通过换热器利用中低温热源升温，或者采用上述两种或多种升温。
[0010] 另外，提出一种旋流喷射式制冷方法，低温工质气源通过膨胀减压制冷，其特征是动力系统采用喷射抽气系统或者压缩机或者风机使低温气源与旋流式气液分离器之间产生压力差，低温气源经喷嘴进入旋流式气液分离器内膨胀雾化并沿切向产生射流形成旋流实现气液分离后，冷凝液体留在气液分离器内剩余气体从排气管排出，导流器安装在排气管内或排气管口。动力系统为制冷系统排气管提供抽气动力，或者为喷嘴提供有压气源，或者同时为排气管提供抽气动力为喷嘴提供有压气源，可实现抽气制冷或喷射制冷过程中减小或避免节流损失。该方案为热力或电力空调、空气液化、海水淡化及空气除湿等热力或制冷过程减小节流损失利用膨胀功提供新低成本方案。
[0011] 这里涉及到的气的概念是包括空气、烟气、蒸汽及湿空气等各种气源或气态工质的广义概念，以下同。本发明具体解决方案灵活多样，将结合实施例进一步说明。
[0012] 本发明的优点：
[0013] 1.复合喷射抽气系统与空气液化及热力升压方法结合，避免了气轮机直接接触高温烟气，可以很好解决热动力过程高参数运行低参数排放，可充分发挥高效率优势。
[0014] 2.多孔喷射可简化喷射装置缩短射流长度，不仅很好适应多级串并联复合循环结构需要而且也可以在用于单级喷射抽气器时发挥优势。
[0017] 5.空气液化与热力升压结合方便燃烧系统实现富氧或纯氧燃烧以及液氧与液态燃料直接燃烧。
[0018] 6.可用于小型微型热电冷储联产热力系统，系统内液化空气不仅可以实现低成本储能，而且系统发电运行时蒸发升压可顺便为空调提供冷源不消耗能源，高效节能。
[0020] 8.利用高效的热力循环方案可实现热动力引风机及鼓风机，采用气压水的方式可替代水泵，也可以推动液态磁流体发电，可实现无转动机械的高效发电。
[0021] 9.有利于太阳能、生物能及各种余热通过空气液化实现高效储能及发电。
[0023] 图1是三级串连喷射抽气过程简图。
[0024] 图2是三级串联循环喷射抽气过程简图，图2A为分体循环喷射器结构。
[0025] 图3是单级循环喷射抽气过程简图。
[0026] 图4是多喷嘴喷射抽气结构简图。
[0027] 图5是喷嘴按斜向形成旋流方式分布的原理示意图。
[0028] 图6是旋流式喷射抽气器分体布置方式示意图。
[0029] 图7是多级串连真空抽气器结构简图。
[0030] 图8是水源热泵或制冷系统示意图。
[0031] 图9是一种蒸汽压缩式海淡化系统示意图。
[0032] 图10是复合喷射抽气式燃气轮机系统示意图。
[0033] 图11是复合喷射抽气式无压燃烧燃气轮机系统示意图。
[0034] 图12是空气压缩机和气轮机同轴布置的两层复合喷射抽气燃气轮机。
[0035] 图13是采用了空气液化及热力升压的复合喷射抽气气轮机循环系统。
[0036] 图14是采用了复合喷射抽气系统的多喷管喷气式发动机示意图。
[0037] 图15是采用了空气液化与热力升压系统的喷气式发动机系统示意图。
[0038] 图16是灌装液化气为动力的燃气复式喷射喷气动力系统示意图。
[0039] 图17是灌装液化气为动力的外热式喷气动力系统示意图。
[0041] 图19是表面喷射空气动力装置示意图。
[0042] 图20是表面喷射空气动力装置用于地面移动设备示意图。
[0043] 图21是表面喷射空气动力装置用于空中移动设备示意图。
[0044] 图22是喷射抽气热力系统用于气压容积水泵系统简图。
[0045] 图23是用于液下或深井的气压容积水泵系统简图。
[0046] 图24是液态磁流体发电机结构简图。
[0047] 图25是复合喷射抽气系统用于喷射抽气制冷示意图。
[0048] 图26A是旋流式喷射制冷，图26B是导流器展开图。
[0050] 图28是压缩机或风机动力方式喷射抽气方式示意图。
[0051] 图29是热力喷射抽气制冷机或热泵的示意图。
[0052] 图30是压缩机压缩与喷射抽气液化联合制冷系统示意图。
[0053] 图31是采用旋流式喷射制冷与旋流分离器结合的液体净化系统示意图。
具体实施方式
[0054] 实施例1，复合喷射抽气结构与原理：
[0055] 如附图1所示的喷射抽气器三级串连结构，高参数动力气源经管路1进入抽气器主气入口，通过喷嘴2喷射后由抽气管路4抽入低参数气源，经喉管3共同进入减速扩压室混合完成一级抽气，接着进入第二级第三级抽气过程，最后进入气轮发电机组5膨胀做功后经管路6排出尾气，图中箭头表示气流流动方向。附图2是三级串联同时采用循环喷射抽气结构，每级抽气抽取的是下级抽气混合扩压后的气源，末级抽取经气轮机膨胀做功后的排气，经过循环抽气管8连接。附图2A分体结构的三级循环喷射抽气结构，方便在管路上增加加热器，附图3是最简单的单级循环抽气系统简图，循环抽气抽取气轮机排气。
[0056] 一般根据动力气源参数与气轮机入口额定参数的差别决定采用一级或一级以上的多级抽气，被抽气源可以是其它设备来源或者选择循环抽气或者直接抽大气。在喷射抽气热力过程中动力气源参数逐渐降低质量流量逐步增加，每级喷射抽气循环类似于回热过程，因此是高效节能热力过程。
[0057] 附图4是多喷嘴单级喷射抽气器装置，由气源室11、喷嘴12、抽气室13及混合管14组成，放弃传统喉管式缩放结构，采用混合与扩压过程合二为一的直管结构可大幅度缩短喷射器长度减小流动阻力，需要时也可以采用角度不大的渐开管或渐缩管。附图5的A、B图是从两个不同方向表示多喷嘴组合按斜向形成旋流方式分布，混合管末端分布了导流叶片使汽流从旋流变为直流增加压力。附图6是旋流式喷射抽气器分体布置方式，排气管路内或出口也有导流叶片或导流器。附图5多喷嘴分布工作方式与附图6的旋流式喷射方式都是为缩短射流长度并实现两种汽流迅速深度扩散混合以提高抽气效率，不仅很好适应多级串并联复合结构需要而且也可以在用于单级喷射抽气器时发挥优势。
[0058] 实施例2，热力风机：
[0059] 如附图7所示的多级循环复合喷射抽气器，一般情况用于真空抽气，当动力气源是空气或烟气时也可以用于热力引风或热力鼓风尤其用于大型风机，避免了电力过程及风轮等效率损失，可充分发挥节能作用。
[0060] 实施例3，喷射抽气式水源热泵：
[0061] 如附图8所示的水源热泵或制冷系统，采用热压空气为动力气源的复合喷射抽气系统抽取原水水箱17内蒸汽混合压缩后获得蒸汽凝结热气温升高，为热用户供热后，气流中蒸汽进一步冷凝为水进入凝水水箱19中经气水分离，空气排出，冷凝水收集回用。运行中原水水箱中一般需要有较大流量维持稳定的温度和液位，原水排出水箱后可直接供冷或者增加换热器18间接供冷。
[0063] 如附图9所示的一种蒸汽压缩式海淡化系统，在排空空气状态下工作，原水从阀21进入蒸发器23受热产生蒸汽被抽入复合喷射抽气器22压缩升温后进入冷凝器24内放热冷凝，凝结水由水泵26向系统外供水。在蒸馏过程中，由控制阀21和泵25控制系统的真空度和流量，由复合喷射抽气器22使冷凝器24内外保持足够压力差发生蒸发冷凝反应。附图中只显示了单效蒸发原理，同样适用于多效蒸发，因为单级喷射抽气压缩式在海水淡化、蒸馏水生产等领域已为生产应用的公知技术，本实施例只是说明采用多级复合喷射抽气取代单级喷射抽气压缩将更适应高参数蒸汽动力，更适合独立热力蒸馏系统，更节能高效。
[0064] 实施例5，气轮机动力系统或燃气轮机系统：
[0065] 如附图1、2、3及附图4所示的配置了复合喷射抽气器的气轮机动力系统，容易适合蒸汽动力气源或其它中低温气源的系统，可满足小微机组高参数蒸汽发电。如附图10所示为复合喷射抽气式燃气轮机系统，为了使高温烟气热能尽可能多做功降低排烟温度，采用了两层复合喷射抽气并联与气轮机组组成的串并联复合喷射抽气动力系统。系统由空气压缩机32为燃烧室31提供压缩空气，使燃料在燃烧室内燃烧产生燃气成为高温高压动力气源进入复合喷射抽气系统中膨胀并增加质量流量，然后先进入前置气轮机33再进入末级气轮机做功后成为低参数尾气后排出，气轮机分前后两级避免低压循环喷射可减少复合喷射循环体积流量，减小流动损失。
[0066] 附图11是采用了三层复合喷射抽气并联过程的无压燃烧燃气轮机系统，由空气压缩机35提供压缩气源成为初始动力气源进入复合喷射抽气系统，先抽吸无压燃烧室34内高温燃气为动力气源升温达到合适参数后开始降温降压膨胀做功，最后通过气轮机输出轴功。虽然无压燃烧室比附图10所示同功率的高压燃烧燃烧室的压力参数低体积大，但是无压燃烧室更适合大容量发电机组而不受燃烧室为高温压力容器的限制，可以是燃油、燃气燃煤，也可以是纯氧或富氧燃烧，另外无压热气源方案有利于许多工业余热尾气利用的节能工程。
[0067] 附图12也是两层复合喷射抽气并联方式，空气压缩机和气轮机同轴布置，热力过程与附图10区别是，加热器37的热源来自燃烧室及喷射器高温段的散热保护或抽取烟气加热，第一层复合喷射抽气系统的排气直接进入前置气轮机36(按气流方向定义)，因减少了循环量而减少了流动损失，但是增加了设备成本，实际应用可根据具体设计要求选择。
[0068] 附图13是采用了空气液化及热力升压的复合喷射抽气气轮机循环系统，所谓热力升压是将工质在压力容器54内封闭加热的过程，加热升压直到需要的压力与温度再供给蒸发器46，由蒸发器产生蒸汽再经过热加热器加热后成为动力气源为复合喷射抽气系统49及40(这种图示方式表示任何需要的喷射抽气形式，以下同)提供动力。热力升压与空气液化组合间断式工作，其过程如下：A，热力升压器54内补充液化空气后受加热器55加热升压，直到与蒸发器46平衡后下面单向阀45自动导通输出液化空气进入蒸发器，热力升压器液体排空后打开阀44，单向阀45自动关闭，余气经喷射抽气器42抽吸部分空气后进入复合喷射抽气器40直到压力平衡。B，在上述A过程进行的同时打开控制阀41动力气源进入复合喷射抽气系统40为喷射旋流式空气液化器50提供抽气动力，空气从换热器48与
55降温除湿后通过管路51及喷嘴沿切向进入液化器内部低温真空环境，膨胀降温雾化后随旋流作用气液分离，气流经排气管被复合喷射抽气器40抽走，液化空气沉降后被收集到到底部容器52内，当容器52液位达到上位后关闭阀41液化空气过程完成。C，当A、B过程都完成后容器52与热力升压器54成为连通器，单向阀53自动导通，热力升压器开始补充液化空气，补充完成后关闭阀44开启阀41，A、B过程重新开始。
55降温除湿后通过管路51及喷嘴沿切向进入液化器内部低温真空环境，膨胀降温雾化后随旋流作用气液分离，气流经排气管被复合喷射抽气器40抽走，液化空气沉降后被收集到到底部容器52内，当容器52液位达到上位后关闭阀41液化空气过程完成。C，当A、B过程都完成后容器52与热力升压器54成为连通器，单向阀53自动导通，热力升压器开始补充液化空气，补充完成后关闭阀44开启阀41，A、B过程重新开始。
[0069] 一般相对蒸发器热力升压器容积设计的较小，使蒸发器在工作过程中有液位波动但不影响系统稳定工作，在实际应用中为解决热力升压器在急冷急热交替变化中工作，可以采用双热力升压器方式，可确保有足够的温度适应时间，也可以采用容器内设薄壁罐中间保温层的方法。过热加热器43的热源可以是锅炉加热、太阳能高温集热、锅炉或发动机或其它生产系统余热以及电热等，也可以直接采用燃气轮机。另外，将开式循环改为闭式循环，将空气液化改为蒸汽冷凝器，热力升压系统就可以用于水蒸汽循环。
[0070] 热力升压的特点是工质容易获得高压参数而不受机组容量大小影响，并且可以是不用水或蒸汽的开式循环。热力升压加热可以象图中虚线箭头(用虚线表示可有可无，以下同)所示采用直接吸收空气温度并为空气液化系统预冷空气，也可以采用动力系统如气轮机排气余热加热。
[0071] 实施例6，喷气式发动机：
[0072] 如附图14所示的采用了复合喷射抽气系统的多喷管喷气式发动机，螺旋桨、压缩机与前置气轮机63同轴安装，燃烧室61产生有压燃气经过喷射抽气器62向前置气轮机63提供动力，前置气轮机的排气一部分被喷射抽气器62抽走，一部分被喷射抽气器64抽走并在其喷管出口产生喷射动力。
[0073] 如附图15所示的采用了空气液化与热力升压系统的喷气式发动机系统，通过燃烧室66及热力升压系统为循环系统提供动力气源最后转化为合适的温度压力参数为喷管组68提供动力，喷管组通过母管67互相联通，可以按需要自由设计喷管数量与安装位置。热力循环过程与附图13基本类似，不同的是复合喷射抽气循环的抽气管路69抽取的是空气液化系统的排气而不是喷管尾气，事实上也可以直接抽取大气但会影响循环效率。
[0074] 如附图16所示的灌装液化气复合喷射抽气动力系统，燃料罐71与液化空气(或液氧)罐72分别安装了加热器，为燃气复合喷射抽气动力系统76提供燃料与氧化剂，液化空气罐72同时为复合喷射抽气系统75提供动力气源，采用喷管74为热功转换装置，也可以是气轮机。附图17是采用了外热或外燃系统为加热器77或78提供热源的罐装液化气动力系统，两套蒸发喷射抽气系统之间有抽气管路互相连接，可按互为抽气与被抽气的方式构成互为备用或补充的动力系统，用于小型系统时可以只采用一套液化气系统，即可以是独立动力系统也可以是余热利用系统。
[0075] 实施例7，液化气管路或容器采用防霜加热器：
[0076] 液化气在热力升压成为动力气源系统中，一个常见问题是蒸发器在加热中容易结霜影响系统正常工作，附图18所示为一种液化气防霜加热管路，由内外管套装组成，内管78和79内部通液态工质，内外管夹层之间封存有气体，通过控制系统改变封存气体的压力或者控制其流速控制加热器换热系数，因为这种加热管路换热系数可调因此可适应环境变化尽可能在不结霜的前提下随时获得最大换热效率。类似的液化气容器也可以采用这种方法做成内外层防霜可加热型，在压力容器存放液化气体时夹层抽真空保温，当压力容器加热使液化气产生动力时夹层充压增加换热系数，可很好适应储能动力系统的需要。
[0077] 实施例8，空气动力装置：
[0078] 如附图19所示，喷管由复合喷射热力系统提供动力气源，高温动力气源经过复合喷射抽气系统增加质量流量后温度大幅度下降，用于空气动力系统时通过喷管81可直接喷射到移动设备机翼型表面或专门的翼板表面而不至于把表面烧坏，因为喷管喷射流速总是比移动设备周围空气流速大的多在产生反推力的同时会产生更大升力，构成一种节能的表面喷射空气动力系统。
[0079] 如附图20所示，表面喷射动力系统增加了控制喷射气流经过喷射表面后的流动方向的导流弯板82组成表面喷射与导流件组合系统，将喷射气流在经过翼板表面产生的升力和反推力控制到同一方向成为移动设备前进动力。
[0080] 附图21是表示一对表面喷射与导流组合系统组合而成空气动力系统，动力气源开关与流量由控制阀系统分配，其中图A表示左右两侧导流板使气流一致向下使空气动力系统产生向上升力，图B表示右边导流板下移退出导流使右侧射流方向改为向右直射，控制阀系统重新分配气流使升力与重力平衡并向左产生需要强度的推动力，图C与图B所示的作用相反，左边直射而右边向下导流，系统产生向右推动力。这样，空气动力移动设备由一组或者多组表面喷射与导流组合系统提供动力并且通过控制系统对动力气源分布及导流弯板的控制进而控制移动设备移动状态，可实现起飞、降落、前进、后退、转向及空中悬停等移动状态。
[0081] 导流件除采用导流弯板结构外也可以根据具体需要采用其它结构方式，表面喷射与导流件组合的空气动力系统同时利用了升力与反推力产生动力，节能高效而且使用方式灵活可靠。
[0082] 实施例9，容积式气压水泵：
[0083] 液化空气或者液氮复合喷射动力系统可以为隔膜泵提供动力气源，也可以为附图22所示的容积式气压水泵提供动力气源。动力气源经过复合喷射系统91为压水容器93供气，从排气管92排放最后余气，水源从管路95经逆止阀进入压水容器后升压成给水进入给水管94。通过控制系统控制阀门使两组压水系统交替工作，由复合喷射抽气系统交替供气交替抽吸压水容器余气，压水容器交替排气并通过单向阀自动进水出水。
[0084] 如附图23所示的用于液下或深井的容积式气压水泵，工作原理与附图22一样，两组压水容器适应工作环境改为同轴圆桶套装结构，每个压水容器都有一个管路升出地面后通过控制阀分别与进气管排气管及余气回收管连接。
[0085] 容积式气压水泵不仅省掉了发电与电动环节，而且也省掉了普通水泵低效率的涡轮转子，采用高效率的复合喷射动力系统提供动力气源，可以无级调节流量，节能效果显著。类似的，容积式气泵还可以用于其它容积式气动系统代替普通气泵为气动设备供气，例如，压水容器改为压气容器而成为气泵。
[0086] 实施例10，磁流体发电：
[0087] 按照容积式气压水泵原理，可以压动水银等液态金属或其它磁流体通过磁流体发电机发电。附图24是一种磁流体发电机，导磁外壳101与铁心104组成导磁回路，由励磁线圈102励磁产生磁场，磁流体从管路103进入螺旋管路中高速流动切割磁力线使电枢线圈105产生电流，电枢线圈按不同的缠绕分布方式可以产生直流或交流电，磁流体发电最大优势是没有转动机械，而且在液氮复合喷射热力系统环境下磁流体发电机很方便采用超导线圈，进而可以采用导电率较差的电解质溶液做磁流体取代液态金属。
[0088] 实施例11，旋流喷射式制冷方法与空气液化：
[0089] 如附图25所示的一种复合喷射抽气系统，用于深度抽气制冷，空气动力气源进入复合式喷射系统119从抽气管路118抽吸空气或者按虚线所示抽取末级排气，增加流量后进入三租并联的抽气系统，最终从蒸发器112内通过排气管111抽气，从出口117排到大气，抽气过程使蒸发器112内维持足够压力差使空气从节流阀115进入后膨胀降温，部分冷凝液化沉降到底部液化空气中其余从排气管111被抽走，液化空气通过阀113控制排出。这种制冷或空气液化技术无转动机械简单低成本，但是节流阀115产生了节流损失(或称损失了膨胀功)。
[0090] 如附图26A所示，为避免或减小喷射制冷过程中节流损失，低温气源(这里低温是指气源进入旋流喷射式制冷系统后可产生冷凝现象的适宜温度)经喷嘴123沿切向喷射进入旋流式气液分离器内部膨胀雾化同时形成旋流(类似于附图5B所示)实现气液分离后，液体留在气液分离器底部容器内剩余气体从排气管122排出，导流器121安装在排气管中也可以安装在管口，导流器导流叶片平面展开如附图26B所示使旋转流动的气流引导为直流向上，并通过排气管扩压回收旋流动力。这种旋流式分离器用于制冷时可以采用如附图25所示的复合喷射抽气深度抽真空的动力方式，也可以采用如附图27所示的复合喷射抽气动力系统正压气源喷射制冷方式。采用正压喷射不仅可简化复合喷射抽气系统，而且当多级喷射抽气系统以空气或烟气为动力气源时可以同时带动多级旋流喷射式制冷装置，可实现随着压力参数逐级下降实现逐级液化空气或烟气。
[0091] 原理上任何喷射抽气动力制冷系统都可以采用压缩机或风机(风机一般用于湿空气制冷)动力方式取代实现机械式气源液化，如附图28所示的以压缩机124提供的正压系统简单使用方便，可以用于气体液化也可以用于空气除湿，但压缩机类转动设备投资大运行维护成本高噪音大，两种动力模式在工程应用中可合适选型各自发挥优势。
[0092] 实施例12，电力储能：
[0093] 无论热力还是电力都可以通过旋流式喷射制冷空气液化实现储能，附图28所示可以实现较高效率的利用电力实现空气液化储能。在太阳能或风力发电方面储能具有更要的意义，为实现高效低成本储能，可以利用高温空气在等离子态具有导电特点，通过电力等离子发生设备实现等离子放电或等离子电磁涡流效应加热获得超高温空气，为热力喷射制冷空气液化系统提供热动力，实现高效率无转到机械储能。目前等离子燃烧器应用较多，高温烟气等离子态磁流体发电理论也比较成熟，因此利用电力产生等离子放电或磁感应产生热力是可行的。
[0094] 实施例13，制冷或热泵循环：
[0095] 如附图29所示的开式制冷或热泵循环示意图，空气做为低温气源通过喷嘴进入旋流喷射式制冷系统128产生液化空气，由液化空气在热力升压系统内受热蒸发升压成为喷射抽气系统的初始动力气源，热力升压系统中的热力升压器及蒸发器实质上都是蒸发换热器，由喷射抽气系统为旋流喷射制冷系统128的排气管129提供抽气动力产生液化空气形成循环工作系统，由蒸发器加热器为外界提供冷源(如图中虚线所示)由喷射抽气器出口排气向外界提供热源。一般情况系统运行时由加热器127为初始动力气源提供热动力过程只需间断运行即可，随着系统内液化空气储存量的变化而定，可通过阀125与阀126控制是否加热运行。加热器127可以采用换热器或者燃烧室等各种热力方式使系统成为热力制冷或热泵，也可以用压缩机取代加热式热力系统成为机械式或电力制冷与热泵。
[0096] 如附图30所示，用于闭式制冷或热泵循环，喷射抽气系统的排出的气体工质一部分进入旋流式制冷系统，另一部分进入压缩机132被压缩后进入冷凝换热器131，将旋流式制冷系统与冷凝换热器产生的液化工质进入蒸发换热器，液化工质受热蒸发升压成为喷射抽气系统的动力气源，由蒸发换热器为外界提供冷源由冷凝换热器为外界提供热源。
[0097] 实施例14，海水淡化或液体净化：
[0098] 附图31所示的液体净化过程，采用气源喷射制冷与旋流分离器结合方式实现液体蒸发冷凝式净化，动力气源先进入旋流分离器136产生旋流，并增加原液喷淋系统135向旋流分离器内部喷入原液进入旋流，原液受热后部分蒸发其余保留液态，受旋流分离作用原液蒸汽随气流一起成为混合气流通过排气管及导流器到出口，未蒸发的原液被旋流分离沉降到底部排出。从旋流分离器分离出来的混合气流通过喷嘴进入旋流喷射式制冷系统137，使原液蒸汽冷凝分离收集为净化液，其余气流排出。这种液体净化过程实质是利用了湿空气旋流喷射制冷原理。
[0099] 实施例15，烟气减排：
[0100] 采用附图31方案还可以用于烟气净化，烟气进入旋流喷射制冷系统经过适度制冷实现烟气除湿、除尘以及使气态氧化物以冷凝液化或固化方式实现脱硫、脱硝或收集二氧化碳，采用单级系统混合处理或采用多级系统分别按烟气中各成分不同凝点不同物理特性依次去除。
[0101] 实施例16，喷射抽气动力系统运行调节
[0102] 喷射抽气动力系统可以通过阀门调节负荷，或者末级喷射采用可调喷嘴，可调喷嘴至少在喷气发动机领域比较成熟，也可以遇到燃气轮机。也可以采用两组大小不同容量喷射抽气动力系统为一个气轮机提供热动力，通过两组喷射抽气动力系统启停状态实现粗调，加上末级可调喷嘴以及燃料调节实现细调，可基本实现系统大范围高效率调节运行。
[0103] 本发明为基础创新，适用范围广，不局限于实施例所述范围。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 一种霍尔型磁流体发电机 | 2020-05-17 | 414 |
| 海洋监测平台的温差能供电系统 | 2020-05-27 | 23 |
| 磁流体发电机 | 2020-05-11 | 73 |
| 一种混合型脉冲电源 | 2020-05-27 | 301 |
| 一种电磁弹射器 | 2020-05-24 | 614 |
| 一种双通道液态金属磁流体发电机 | 2020-05-13 | 920 |
| 无种子磁流体发电机 | 2020-05-11 | 321 |
| 以水为辅助燃料的磁流体发电机 | 2020-05-15 | 960 |
| 一种基于核动力的脉冲磁流体发电机 | 2020-05-19 | 658 |
| 太阳能水热循环式磁流体发电机 | 2020-05-20 | 602 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
分析报告
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
磁流体发电机热门专利
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈