專利名稱：激波式增壓熱交換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于工業(yè)與民用建筑熱水采暖和熱水供應(yīng)的新型汽水直接熱交換器，尤其是涉及一種新型的激波式增壓汽水直接熱交換器。
背景技術(shù)：
采用傳統(tǒng)的汽水直接熱交換器系統(tǒng)時，熱交換器在系統(tǒng)中是一個阻力元件，也就是說通過熱交換器后熱水的壓力永遠不可能高于進熱交換器前蒸汽的壓力，即沒有增壓功能。
傳統(tǒng)的汽水直接熱交換器要求的蒸汽壓力較高，噪音大，且體積龐大。美國生產(chǎn)的變聲速增壓熱交換裝置雖然克服了前兩條的弊端，但由于其工作狀態(tài)接近于臨界狀態(tài)，對工作環(huán)境(特別是蒸汽壓力)要求苛刻，在進水溫度到達70℃以上時，會因為兩相流體不能充分混合而導(dǎo)致裝置工作狀態(tài)失常，很難適應(yīng)目前國內(nèi)的條件。另該裝置在調(diào)整內(nèi)部間隙時，必須把設(shè)備拆下、解體，非常麻煩，只能是階梯式調(diào)整，無法實現(xiàn)連續(xù)調(diào)整；且該裝置無運行狀態(tài)監(jiān)視裝置，無法判斷設(shè)備的運行狀態(tài)。
現(xiàn)有的汽水直接熱交換器連接部件多，不容易密封。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服上述背景技術(shù)中的不足之處，提供一種新型的激波式增壓汽水直接熱交換器，它以蒸汽為熱源和動力，充分利用蒸汽的潛熱，使水既加熱又增壓，且調(diào)整方便，適應(yīng)范圍廣，可代替現(xiàn)有的汽水熱交換器系統(tǒng)。
為達到上述目的，本實用新型采用的技術(shù)解決方案如下一種激波式增壓汽水直接熱交換器，其特征在于包括新型蒸汽引入管1，管狀圓形外殼4，密閉的進水室3，混合增壓擴壓管5焊接在管狀圓形外殼4內(nèi)，在該混合增壓擴壓管5進口一端的管狀圓形外殼4處垂直焊接有密閉進水室3，該密閉進水室3與混合增壓擴壓管5進口一端連通，而密閉進水室3另一側(cè)的管狀圓形外殼4進口一端通過法蘭、調(diào)整螺母8與蒸汽引入管1相連接，該蒸汽引入管1通過上述調(diào)整螺母8固定蒸汽噴管2，該蒸汽噴管2的噴嘴與所述密閉進水室3和混合增壓擴壓管5進口連通。
蒸汽噴管通過其自身上的螺紋固定在蒸汽引入管1和管狀圓形外殼4上，蒸汽噴管2為漸縮再漸擴的文丘利管，混合增壓擴壓管5為一體化結(jié)構(gòu)，并在混合增壓擴壓管5上設(shè)有運行狀態(tài)檢測口6，噴嘴和混合增壓擴壓管之間的距離可通過調(diào)整螺母8解決，蒸汽引入管和外殼之間通過聚四氟乙烯墊片7密封。
上述進水室3、蒸汽引入管1、出水管都是以法蘭方式和外管道連接。蒸汽引入管和外殼之間也是以法蘭連接，混合增壓擴壓管5采用一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計。
上述噴嘴與混合管管口之間的距離是通過調(diào)整螺母8連續(xù)可調(diào)的。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有的優(yōu)點和效果如下
1、本實用新型以蒸汽為熱源和動力，充分利用蒸汽的潛熱，直接加熱并增壓熱水采暖系統(tǒng)水及生產(chǎn)、生活用熱水，因此可替代現(xiàn)有熱交換器系統(tǒng)中的汽水熱交換器、循環(huán)水泵及凝結(jié)水系統(tǒng)，不僅節(jié)省投資，而且可省去或減小原系統(tǒng)中的循環(huán)水泵，節(jié)電60-100％，提高換熱效率至99.3％以上，從節(jié)能和環(huán)保角度講意義都十分重大；2、本實用新型體積小，不需占用專用房間，安裝使用非常方便，大大減少了基建投資，并能實現(xiàn)自動化運行。
3、本實用新型沒有轉(zhuǎn)動部件，不易磨損，維修簡單；同時不結(jié)水垢，所以使用壽命長，可以連續(xù)使用10年以上；4、本實用新型使用于采暖系統(tǒng)時可達到國家規(guī)定的采暖供水和回水溫度，在自來水溫條件下，民用熱水供應(yīng)出水溫度為40℃～60℃，工業(yè)上熱水供應(yīng)出水溫度按用戶要求確定，同時本實用新型的噪聲也達到國家標(biāo)準(zhǔn)；5、本實用新型用途廣泛，不僅可用于工業(yè)與民用建筑的熱水采暖和熱水供應(yīng)，還可用于游泳池或其它建筑物，并可用于清洗車輛、油罐車、船舶外殼等設(shè)備，以及用于消防滅火等。


圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中符號說明1-蒸汽引入管 2-蒸汽噴管3-引水室 4-管狀圓形外殼
5-混合增壓擴壓管6-運行狀態(tài)檢測口7-聚四氟乙烯墊片8-調(diào)整螺母具體實施方式
本裝置的功能建立在兩相流體最新技術(shù)成果的基礎(chǔ)之上，按照流體力學(xué)的理論設(shè)計而成，因為氣體和液體兩相流體的可壓縮性大大超過液體或氣體的可壓縮性，眾所周知，聲音的傳播速度與介質(zhì)的可壓縮性成反比，即介質(zhì)的可壓縮性越大則音速越小a=dpdρ]]>聲音在液體中的速度約為1650m/s；在氣體中的速度約為340m/s；若介質(zhì)中不含有液體，比值β＝Vd/(Vf+Vd)等于1，(式中Vd為氣體中的聲速，Vf為液體中的聲速)若介質(zhì)中不含有氣體，則比值為0，因兩相流體的可壓縮性較大，所以兩相流中的音速只有5-20m/s。物理學(xué)中一般又以馬赫數(shù)來表示壓力的變化與密度變化之間的關(guān)系，它是液體可壓縮性的指標(biāo)，此壓力比與馬赫數(shù)的平方成正比P1P2=1+kβM2]]>表中P1為出口壓力，P2為進口壓力。
考慮到兩相流的這個特征，只要能做到降低聲速，即可在速度很慢的兩相流體中(意味著在很低能耗的情況下)得到馬赫數(shù)大于1的效果。
如果蒸汽和水混合的兩相流流速為50m/s，當(dāng)混合體的體積中氣體和液體的體積為一比一時，音速為5m/s，則馬赫數(shù)＝10則P1/P2≈M2≈100，即裝置的出口壓力為進口壓力的100倍。水或其它液體和蒸汽進入裝置后，直接混合形成均質(zhì)混合物，該混合物最初的聲速具有最小值，通過裝置的混合物速度遠遠大于混合物的聲速，這樣，可以用較小的能量使馬赫數(shù)達到較大值，此后，混合物的流動速度逐漸減小到低于聲速后，就會產(chǎn)生巨大的壓力變化。由此可見，本裝置不但可以起到熱交換器的作用，還可以起到給水泵的作用。
一定壓力的飽和(或過熱)蒸汽與低溫水混合后，以高于音速的速度在較窄的截面內(nèi)克服音障，經(jīng)過凝結(jié)、傳熱傳質(zhì)動量交換和擴壓的綜合過程起到對出口流體的升溫和增壓雙重作用，完成動能到勢能的轉(zhuǎn)變，產(chǎn)生高于入口的溫度和壓力，完成工作過程。
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳細的描述如圖1所示，本實用新型包括密閉的引水室3，蒸汽引入管1一端通過法蘭連接在管路上，另一端通過法蘭、調(diào)整螺母8與管狀圓形外殼4連接，蒸汽噴管2伸入引水室3內(nèi)與引水室3連通，蒸汽噴管2上設(shè)有螺絲，通過調(diào)整螺母8固定，螺母前后有聚四氟乙烯墊片7密封，混合增壓擴壓管5通過焊接連接在管狀圓形外殼4上，蒸汽噴管2與混合增壓擴壓管5之間的距離可通過調(diào)整螺母8連續(xù)可調(diào)，在各種參數(shù)下按最佳工況調(diào)整相對位置。管狀圓形外殼4通過法蘭連接在管路上。蒸汽噴管2為漸縮再漸擴的文丘利管。
正常運行時，蒸汽經(jīng)蒸汽引入管1進入蒸汽噴管2并在噴嘴出口處形成超音速蒸汽流，將水從外管道吸入引水室3，由于蒸汽和水是兩相流中的淹沒射流，進入本裝置后直接形成一勻質(zhì)蒸汽、水混合物，其速度大于混合物的聲速，當(dāng)遇到阻力時會產(chǎn)生壓力跳躍即激波，因此出口混合流體壓力大于入口流體壓力，利用蒸汽的壓力能，既加熱又增壓。
為適應(yīng)不同工況和參數(shù)要求，本實用新型蒸汽噴管2與混合增壓擴壓管5之間的距離是通過調(diào)整螺母8連續(xù)可調(diào)的，通過變換蒸汽噴管2與混合增壓擴壓管5之間的距離，可適應(yīng)不同的工況和參數(shù)要求，以達到最佳的工作狀態(tài)。
權(quán)利要求1.一種激波式增壓熱交換器，其特征在于一混合增壓擴壓管(5)焊接在管狀圓形外殼(4)內(nèi)，在該混合增壓擴壓管(5)進口一端的管狀圓形外殼(4)處垂直焊接有密閉進水室(3)，該密閉進水室(3)與混合增壓擴壓管(5)進口一端連通，而密閉進水室(3)另一側(cè)的管狀圓形外殼(4)進口一端通過法蘭、調(diào)整螺母(8)與蒸汽引入管(1)相連接，該蒸汽引入管(1)通過上述調(diào)整螺母(8)固定蒸汽噴管(2)，該蒸汽噴管(2)的噴嘴與所述密閉進水室(3)和混合增壓擴壓管(5)進口連通。
2.如權(quán)利要求1所述的激波式增壓熱交換器，其特征在于上述蒸汽噴管(2)為漸縮再漸擴的文丘利管。
3.如權(quán)利要求1所述的激波式增壓熱交換器，其特征在于上述管狀圓形外殼(4)和調(diào)整螺母(8)，以及蒸汽引入管(1)之間，通過聚四氟乙烯墊片(7)密封。
4.如權(quán)利要求1所述的激波式增壓熱交換器，其特征在于上述混合增壓擴壓管(5)為一體化結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求1所述的激波式增壓熱交換器，其特征在于上述混合增壓擴壓管(5)外側(cè)的管狀圓形外殼(4)上設(shè)有運行狀態(tài)檢測口(6)。
專利摘要本實用新型涉及一種新型的激波式增壓汽水直接熱交換器，它以蒸汽為熱源和動力，能充分利用蒸汽的潛熱。在對水加熱的同時，又可以提高熱水的壓力，是現(xiàn)有汽水直接熱交換器的更新?lián)Q代產(chǎn)品，可為用戶大大節(jié)約運行及維護費用。本實用新型包括新型蒸汽引入管和外殼、密閉的進水室、蒸汽噴管、混合增壓擴壓管、運行狀態(tài)檢測口。蒸汽引入管和外殼之間以及外殼與外管道之間均通過法蘭連接；蒸汽噴管為漸縮再漸擴的文丘利管，蒸汽噴管通過其自身上的螺紋固定在蒸汽引入管和進水室上，混合增壓擴壓管上設(shè)有運行狀態(tài)檢測口，混合增壓擴壓管為一體化結(jié)構(gòu)。
文檔編號F28C3/00GK2775582SQ200420058780
公開日2006年4月26日 申請日期2004年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月13日
發(fā)明者馮訓(xùn)華 申請人:北京普瑞林科貿(mào)發(fā)展有限公司