專利名稱：熱力過程采用噴射抽氣節(jié)能方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于熱能動(dòng)力及制冷領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在熱能動(dòng)力領(lǐng)域總是追求大容量高參數(shù)機(jī)組的開發(fā)以追求高效率，但是溫度與壓力兩個(gè)參數(shù)總是難以同時(shí)滿足這一目的。內(nèi)燃機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)以及火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒溫度度高但是煙氣壓力有限導(dǎo)致工作時(shí)排煙溫度太高，燃煤發(fā)電廠的蒸汽輪機(jī)組可獲得超臨界壓力，雖然溫度壓力在汽輪機(jī)實(shí)現(xiàn)了同步降低達(dá)到低參數(shù)排放，但是蒸汽溫度初參數(shù)僅550°C左右，目前先進(jìn)的大型熱力機(jī)組單機(jī)熱效率都不超過50%，內(nèi)燃機(jī)與燃?xì)廨啓C(jī)熱效率甚至不到40%，因此還有很大節(jié)能空間。一種解決辦法是采用了燃?xì)廨啓C(jī)與蒸汽循環(huán)聯(lián)合發(fā)電，將燃?xì)廨啓C(jī)的排出的高溫?zé)煔庠偻ㄟ^蒸汽循環(huán)發(fā)電，總熱效率可達(dá)55%左右，但是這種動(dòng)力過程直接組合使得系統(tǒng)復(fù)雜問題疊加導(dǎo)致投資成本與運(yùn)行成本很大，應(yīng)用并不廣泛。 在噴射抽氣技術(shù)領(lǐng)域，一般采用單級(jí)噴射實(shí)現(xiàn)真空抽氣或幾個(gè)單級(jí)噴射抽氣器“串聯(lián)”(所謂“串連”是從抽氣流程而言，是目前業(yè)內(nèi)習(xí)慣說法，從動(dòng)力氣源流程看實(shí)際為并聯(lián))實(shí)現(xiàn)更高真空抽氣。目前單級(jí)噴嘴噴射抽氣器常用于余熱利用，如蒸汽噴射制冷、蒸發(fā)式海水淡化及其它熱力系統(tǒng)的蒸汽回收等節(jié)能領(lǐng)域，但是其單級(jí)噴射結(jié)構(gòu)決定其只能使用中低參數(shù)氣源(高參數(shù)高效率汽輪機(jī)都是多級(jí)噴嘴串聯(lián)做功)，其最大的問題是熱效率很低，目前還沒有實(shí)現(xiàn)從動(dòng)力氣源流程看實(shí)現(xiàn)多級(jí)串聯(lián)噴射結(jié)構(gòu)的報(bào)道。單級(jí)噴射抽氣的低效率特點(diǎn)使其應(yīng)用受到局限，而優(yōu)點(diǎn)是抽氣壓氣過程中無需轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械。另外，微網(wǎng)分布式發(fā)電在電力安全、可再生能源利用及用戶采用熱電冷聯(lián)產(chǎn)實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能方面有重要意義迫切需要小機(jī)組發(fā)電實(shí)現(xiàn)高效率，但是小型熱力機(jī)組最大的問題是很難實(shí)現(xiàn)高參數(shù)，尤其壓力參數(shù)很難上去。專利申請(qǐng)CN200810182738. 9提出了熱力升壓式熱力循環(huán)方法，是一種有效的小型蒸汽機(jī)組實(shí)現(xiàn)高參數(shù)蒸汽的解決方案，但是需要的小型汽輪發(fā)電機(jī)卻很難有對(duì)應(yīng)的高參數(shù)型號(hào)，目前因小機(jī)組熱效率低而嚴(yán)重制約其廣泛發(fā)展。在制冷與熱泵領(lǐng)域，制冷循環(huán)中工質(zhì)膨脹制冷都是通過節(jié)流閥或細(xì)微管實(shí)現(xiàn)降壓膨脹，放棄利用膨脹功，有資料提出采用液壓馬達(dá)等設(shè)備回收膨脹功但投資成本與效率都比較差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的大幅度提高熱力過程的熱效率，降低投資成本。本發(fā)明的技術(shù)方案在熱力過程中采用高參數(shù)動(dòng)力氣源經(jīng)過復(fù)合噴射抽氣系統(tǒng)產(chǎn)生射流抽吸其它氣源混合減速后為熱功轉(zhuǎn)換裝置提供動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)對(duì)被抽吸氣源的無轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械的壓縮做功，所謂復(fù)合噴射抽氣方式是指噴射抽氣系統(tǒng)采用了一級(jí)或多級(jí)循環(huán)噴射抽氣方式，或者是采用了串聯(lián)與并聯(lián)與循環(huán)三種噴射抽氣方式之中的兩種或三種結(jié)合的方式，多級(jí)循環(huán)噴射抽氣是指兩級(jí)或者兩級(jí)以上的循環(huán)噴射抽氣方式。所謂的循環(huán)噴射抽氣是指噴射抽氣過程中每級(jí)抽氣抽取的是下級(jí)抽氣壓縮做功后的氣源，末級(jí)抽氣抽取的是熱功轉(zhuǎn)換裝置經(jīng)膨脹做功后的尾氣或其它氣源，實(shí)現(xiàn)逐步循環(huán)抽氣逐步增大循環(huán)流量到末級(jí)集中膨脹做功，單級(jí)循環(huán)噴射抽氣直接抽取熱功轉(zhuǎn)換裝置膨脹做功后的尾氣。復(fù)合噴射抽氣動(dòng)力系統(tǒng)原理的實(shí)質(zhì)是，無論是循環(huán)抽取本系統(tǒng)排氣還是抽取其它氣源，都是動(dòng)力氣源抽入被抽氣源并對(duì)被抽入氣源壓縮做功的過程，高參數(shù)動(dòng)力氣源在做功過程中參數(shù)降低換來質(zhì)量流量增加，噴射抽氣裝置串聯(lián)可使高壓氣源不斷膨脹到需要的低壓參數(shù)，而并聯(lián)可使高溫氣源多次壓縮多次膨脹到需要的低溫參數(shù)，通過串聯(lián)與并聯(lián)及循環(huán)抽氣的靈活組合，只要散熱系統(tǒng)能保護(hù)高溫設(shè)備正常工作，理論上可實(shí)現(xiàn)任何高溫?zé)煔庾龉Φ浇咏h(huán)境溫度排放，實(shí)現(xiàn)高參數(shù)高效率運(yùn)行。采用復(fù)合噴射抽氣系統(tǒng)為實(shí)現(xiàn)高溫高參數(shù)動(dòng)力系統(tǒng)創(chuàng)造了非常有利的條件，可以適應(yīng)燃燒室產(chǎn)生的任何高溫?zé)煔?，如由液化空氣或液氧與液態(tài)燃料甚至固體燃料燃燒而成 動(dòng)力氣源，有利于熱力過程高參數(shù)高效率運(yùn)行。也為靈活利用各種熱源做功節(jié)能創(chuàng)造了有利條件，如工質(zhì)氣體被壓縮機(jī)壓縮升壓或者被液化后通過熱力升壓并蒸發(fā)成為動(dòng)力氣源；低溫動(dòng)力氣源通過有壓燃燒室燃燒升溫，或者通過噴射抽氣系統(tǒng)抽吸燃?xì)饣蚱渌鼰釟馍郎?。在太陽能或風(fēng)力發(fā)電儲(chǔ)能方面，甚至可以利用高溫空氣成為等離子態(tài)具有導(dǎo)電特點(diǎn)，通過電力實(shí)現(xiàn)等離子放電或等離子電磁渦流效應(yīng)加熱獲得超高溫空氣，為熱力噴射制冷空氣液化系統(tǒng)提供動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)高效率無轉(zhuǎn)到機(jī)械儲(chǔ)能；以及通過換熱器利用中低溫?zé)嵩瓷郎?，或者采用上述兩種或多種升溫。另外，提出一種旋流噴射式制冷方法，低溫工質(zhì)氣源通過膨脹減壓制冷，其特征是動(dòng)力系統(tǒng)采用噴射抽氣系統(tǒng)或者壓縮機(jī)或者風(fēng)機(jī)使低溫氣源與旋流式氣液分離器之間產(chǎn)生壓力差，低溫氣源經(jīng)噴嘴進(jìn)入旋流式氣液分離器內(nèi)膨脹霧化并沿切向產(chǎn)生射流形成旋流實(shí)現(xiàn)氣液分離后，冷凝液體留在氣液分離器內(nèi)剩余氣體從排氣管排出，導(dǎo)流器安裝在排氣管內(nèi)或排氣管口。動(dòng)力系統(tǒng)為制冷系統(tǒng)排氣管提供抽氣動(dòng)力，或者為噴嘴提供有壓氣源，或者同時(shí)為排氣管提供抽氣動(dòng)力為噴嘴提供有壓氣源，可實(shí)現(xiàn)抽氣制冷或噴射制冷過程中減小或避免節(jié)流損失。該方案為熱力或電力空調(diào)、空氣液化、海水淡化及空氣除濕等熱力或制冷過程減小節(jié)流損失利用膨脹功提供新低成本方案。這里涉及到的氣的概念是包括空氣、煙氣、蒸汽及濕空氣等各種氣源或氣態(tài)工質(zhì)的廣義概念，以下同。本發(fā)明具體解決方案靈活多樣，將結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說明。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)I.復(fù)合噴射抽氣系統(tǒng)與空氣液化及熱力升壓方法結(jié)合，避免了氣輪機(jī)直接接觸高溫?zé)煔?，可以很好解決熱動(dòng)力過程高參數(shù)運(yùn)行低參數(shù)排放，可充分發(fā)揮高效率優(yōu)勢。2.多孔噴射可簡化噴射裝置縮短射流長度，不僅很好適應(yīng)多級(jí)串并聯(lián)復(fù)合循環(huán)結(jié)構(gòu)需要而且也可以在用于單級(jí)噴射抽氣器時(shí)發(fā)揮優(yōu)勢。3.旋流噴射式制冷，可以避免節(jié)流損失，可實(shí)現(xiàn)無轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械制冷式空氣液化，在制冷、儲(chǔ)能、海水淡化煙氣凈化等領(lǐng)域廣泛發(fā)揮低成本高效率的優(yōu)勢。4.復(fù)合噴射抽氣熱力循環(huán)與熱力升壓系統(tǒng)結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)無轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)解決了發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)高參數(shù)運(yùn)行的必須克服耐高溫的瓶頸。5.空氣液化與熱力升壓結(jié)合方便燃燒系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)富氧或純氧燃燒以及液氧與液態(tài)燃料直接燃燒。
6.可用于小型微型熱電冷儲(chǔ)聯(lián)產(chǎn)熱力系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)液化空氣不僅可以實(shí)現(xiàn)低成本儲(chǔ)能，而且系統(tǒng)發(fā)電運(yùn)行時(shí)蒸發(fā)升壓可順便為空調(diào)提供冷源不消耗能源，高效節(jié)能。7.高效率的復(fù)合噴射熱力系統(tǒng)可為噴管提供低溫動(dòng)力氣源，為翼板表面噴射空氣動(dòng)力系統(tǒng)創(chuàng)造了有利條件，與導(dǎo)流彎板組合有利于使各種移動(dòng)設(shè)備使用空氣動(dòng)力成為普遍。8.利用高效的熱力循環(huán)方案可實(shí)現(xiàn)熱動(dòng)力引風(fēng)機(jī)及鼓風(fēng)機(jī)，采用氣壓水的方式可替代水泵，也可以推動(dòng)液態(tài)磁流體發(fā)電，可實(shí)現(xiàn)無轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械的高效發(fā)電。 9.有利于太陽能、生物能及各種余熱通過空氣液化實(shí)現(xiàn)高效儲(chǔ)能及發(fā)電。10.本發(fā)明為基礎(chǔ)創(chuàng)新，適用面廣，必將會(huì)在更多領(lǐng)域發(fā)揮節(jié)能作用。


圖I是三級(jí)串連噴射抽氣過程簡圖。圖2是三級(jí)串聯(lián)循環(huán)噴射抽氣過程簡圖，圖2A為分體循環(huán)噴射器結(jié)構(gòu)。圖3是單級(jí)循環(huán)噴射抽氣過程簡圖。圖4是多噴嘴噴射抽氣結(jié)構(gòu)簡圖。圖5是噴嘴按斜向形成旋流方式分布的原理示意圖。圖6是旋流式噴射抽氣器分體布置方式示意圖。圖7是多級(jí)串連真空抽氣器結(jié)構(gòu)簡圖。圖8是水源熱泵或制冷系統(tǒng)示意圖。圖9是一種蒸汽壓縮式海淡化系統(tǒng)示意圖。圖10是復(fù)合噴射抽氣式燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)示意圖。圖11是復(fù)合噴射抽氣式無壓燃燒燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)不意圖。圖12是空氣壓縮機(jī)和氣輪機(jī)同軸布置的兩層復(fù)合噴射抽氣燃?xì)廨啓C(jī)。圖13是采用了空氣液化及熱力升壓的復(fù)合噴射抽氣氣輪機(jī)循環(huán)系統(tǒng)。圖14是采用了復(fù)合噴射抽氣系統(tǒng)的多噴管噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)示意圖。圖15是采用了空氣液化與熱力升壓系統(tǒng)的噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)示意圖。
圖16是灌裝液化氣為動(dòng)力的燃?xì)鈴?fù)式噴射噴氣動(dòng)力系統(tǒng)示意圖。圖17是灌裝液化氣為動(dòng)力的外熱式噴氣動(dòng)力系統(tǒng)示意圖。圖18是空心套管結(jié)構(gòu)液化氣防霜加熱管路。圖19是表面噴射空氣動(dòng)力裝置示意圖。圖20是表面噴射空氣動(dòng)力裝置用于地面移動(dòng)設(shè)備示意圖。圖21是表面噴射空氣動(dòng)力裝置用于空中移動(dòng)設(shè)備示意圖。圖22是噴射抽氣熱力系統(tǒng)用于氣壓容積水泵系統(tǒng)簡圖。圖23是用于液下或深井的氣壓容積水泵系統(tǒng)簡圖。
圖24是液態(tài)磁流體發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖。圖25是復(fù)合噴射抽氣系統(tǒng)用于噴射抽氣制冷示意圖。圖26A是旋流式噴射制冷，圖26B是導(dǎo)流器展開圖。圖27是復(fù)合噴射抽氣動(dòng)力系統(tǒng)正壓氣源噴射制冷方式不意圖。圖28是壓縮機(jī)或風(fēng)機(jī)動(dòng)力方式噴射抽氣方式示意圖。
圖29是熱力噴射抽氣制冷機(jī)或熱泵的示意圖。圖30是壓縮機(jī)壓縮與噴射抽氣液化聯(lián)合制冷系統(tǒng)示意圖。圖31是采用旋流式噴射制冷與旋流分離器結(jié)合的液體凈化系統(tǒng)示意圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1，復(fù)合噴射抽氣結(jié)構(gòu)與原理如附圖I所示的噴射抽氣器三級(jí)串連結(jié)構(gòu)，高參數(shù)動(dòng)力氣源經(jīng)管路I進(jìn)入抽氣器主氣入口，通過噴嘴2噴射后由抽氣管路4抽入低參數(shù)氣源，經(jīng)喉管3共同進(jìn)入減速擴(kuò)壓室混合完成一級(jí)抽氣，接著進(jìn)入第二級(jí)第三級(jí)抽氣過程，最后進(jìn)入氣輪發(fā)電機(jī)組5膨脹做功后經(jīng)管路6排出尾氣，圖中箭頭表示氣流流動(dòng)方向。附圖2是三級(jí)串聯(lián)同時(shí)采用循環(huán)噴射抽氣結(jié)構(gòu)，每級(jí)抽氣抽取的是下級(jí)抽氣混合擴(kuò)壓后的氣源，末級(jí)抽取經(jīng)氣輪機(jī)膨脹做功后的排氣，經(jīng)過循環(huán)抽氣管8連接。附圖2A分體結(jié)構(gòu)的三級(jí)循環(huán)噴射抽氣結(jié)構(gòu)，方便在管路 上增加加熱器，附圖3是最簡單的單級(jí)循環(huán)抽氣系統(tǒng)簡圖，循環(huán)抽氣抽取氣輪機(jī)排氣。一般根據(jù)動(dòng)力氣源參數(shù)與氣輪機(jī)入口額定參數(shù)的差別決定采用一級(jí)或一級(jí)以上的多級(jí)抽氣，被抽氣源可以是其它設(shè)備來源或者選擇循環(huán)抽氣或者直接抽大氣。在噴射抽氣熱力過程中動(dòng)力氣源參數(shù)逐漸降低質(zhì)量流量逐步增加，每級(jí)噴射抽氣循環(huán)類似于回?zé)徇^程，因此是高效節(jié)能熱力過程。附圖4是多噴嘴單級(jí)噴射抽氣器裝置，由氣源室11、噴嘴12、抽氣室13及混合管14組成，放棄傳統(tǒng)喉管式縮放結(jié)構(gòu)，采用混合與擴(kuò)壓過程合二為一的直管結(jié)構(gòu)可大幅度縮短噴射器長度減小流動(dòng)阻力，需要時(shí)也可以采用角度不大的漸開管或漸縮管。附圖5的A、B圖是從兩個(gè)不同方向表示多噴嘴組合按斜向形成旋流方式分布，混合管末端分布了導(dǎo)流葉片使汽流從旋流變?yōu)橹绷髟黾訅毫?。附圖6是旋流式噴射抽氣器分體布置方式，排氣管路內(nèi)或出口也有導(dǎo)流葉片或?qū)Я髌?。附圖5多噴嘴分布工作方式與附圖6的旋流式噴射方式都是為縮短射流長度并實(shí)現(xiàn)兩種汽流迅速深度擴(kuò)散混合以提高抽氣效率，不僅很好適應(yīng)多級(jí)串并聯(lián)復(fù)合結(jié)構(gòu)需要而且也可以在用于單級(jí)噴射抽氣器時(shí)發(fā)揮優(yōu)勢。實(shí)施例2，熱力風(fēng)機(jī)如附圖7所示的多級(jí)循環(huán)復(fù)合噴射抽氣器，一般情況用于真空抽氣，當(dāng)動(dòng)力氣源是空氣或煙氣時(shí)也可以用于熱力引風(fēng)或熱力鼓風(fēng)尤其用于大型風(fēng)機(jī)，避免了電力過程及風(fēng)輪等效率損失，可充分發(fā)揮節(jié)能作用。實(shí)施例3，噴射抽氣式水源熱泵如附圖8所示的水源熱泵或制冷系統(tǒng)，采用熱壓空氣為動(dòng)力氣源的復(fù)合噴射抽氣系統(tǒng)抽取原水水箱17內(nèi)蒸汽混合壓縮后獲得蒸汽凝結(jié)熱氣溫升高，為熱用戶供熱后，氣流中蒸汽進(jìn)一步冷凝為水進(jìn)入凝水水箱19中經(jīng)氣水分離，空氣排出，冷凝水收集回用。運(yùn)行中原水水箱中一般需要有較大流量維持穩(wěn)定的溫度和液位，原水排出水箱后可直接供冷或者增加換熱器18間接供冷。實(shí)施例4，單效或多效蒸餾如附圖9所示的一種蒸汽壓縮式海淡化系統(tǒng)，在排空空氣狀態(tài)下工作，原水從閥21進(jìn)入蒸發(fā)器23受熱產(chǎn)生蒸汽被抽入復(fù)合噴射抽氣器22壓縮升溫后進(jìn)入冷凝器24內(nèi)放熱冷凝，凝結(jié)水由水泵26向系統(tǒng)外供水。在蒸餾過程中，由控制閥21和泵25控制系統(tǒng)的真空度和流量，由復(fù)合噴射抽氣器22使冷凝器24內(nèi)外保持足夠壓力差發(fā)生蒸發(fā)冷凝反應(yīng)。附圖中只顯示了單效蒸發(fā)原理，同樣適用于多效蒸發(fā)，因?yàn)閱渭?jí)噴射抽氣壓縮式在海水淡化、蒸餾水生產(chǎn)等領(lǐng)域已為生產(chǎn)應(yīng)用的公知技術(shù)，本實(shí)施例只是說明采用多級(jí)復(fù)合噴射抽氣取代單級(jí)噴射抽氣壓縮將更適應(yīng)高參數(shù)蒸汽動(dòng)力，更適合獨(dú)立熱力蒸餾系統(tǒng)，更節(jié)能高效。實(shí)施例5，氣輪機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)或燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)如附圖1、2、3及附圖4所示的配置了復(fù)合噴射抽氣器的氣輪機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)，容易適合蒸汽動(dòng)力氣源或其它中低溫氣源的系統(tǒng)，可滿足小微機(jī)組高參數(shù)蒸汽發(fā)電。如附圖10所示為復(fù)合噴射抽氣式燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)，為了使高溫?zé)煔鉄崮鼙M可能多做功降低排煙溫度，采用了兩層復(fù)合噴射抽氣并聯(lián)與氣輪機(jī)組組成的串并聯(lián)復(fù)合噴射抽氣動(dòng)力系統(tǒng)。系統(tǒng)由空氣壓縮機(jī)32為燃燒室31提供壓縮空氣，使燃料在燃燒室內(nèi)燃燒產(chǎn)生燃?xì)獬蔀楦邷馗邏簞?dòng)力氣源進(jìn)入復(fù)合噴射抽氣系統(tǒng)中膨脹并增加質(zhì)量流量，然后先進(jìn)入前置氣輪機(jī)33再進(jìn)入末級(jí)氣輪機(jī)做功后成為低參數(shù)尾氣后排出，氣輪機(jī)分前后兩級(jí)避免低壓循環(huán)噴射可減少復(fù)合噴射循環(huán)體積流量，減小流動(dòng)損失。
附圖11是采用了三層復(fù)合噴射抽氣并聯(lián)過程的無壓燃燒燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)，由空氣壓縮機(jī)35提供壓縮氣源成為初始動(dòng)力氣源進(jìn)入復(fù)合噴射抽氣系統(tǒng)，先抽吸無壓燃燒室34內(nèi)高溫燃?xì)鉃閯?dòng)力氣源升溫達(dá)到合適參數(shù)后開始降溫降壓膨脹做功，最后通過氣輪機(jī)輸出軸功。雖然無壓燃燒室比附圖10所示同功率的高壓燃燒燃燒室的壓力參數(shù)低體積大，但是無壓燃燒室更適合大容量發(fā)電機(jī)組而不受燃燒室為高溫壓力容器的限制，可以是燃油、燃?xì)馊济?，也可以是純氧或富氧燃燒，另外無壓熱氣源方案有利于許多工業(yè)余熱尾氣利用的節(jié)能工程。附圖12也是兩層復(fù)合噴射抽氣并聯(lián)方式，空氣壓縮機(jī)和氣輪機(jī)同軸布置，熱力過程與附圖10區(qū)別是，加熱器37的熱源來自燃燒室及噴射器高溫段的散熱保護(hù)或抽取煙氣加熱，第一層復(fù)合噴射抽氣系統(tǒng)的排氣直接進(jìn)入前置氣輪機(jī)36(按氣流方向定義)，因減少了循環(huán)量而減少了流動(dòng)損失，但是增加了設(shè)備成本，實(shí)際應(yīng)用可根據(jù)具體設(shè)計(jì)要求選擇。附圖13是采用了空氣液化及熱力升壓的復(fù)合噴射抽氣氣輪機(jī)循環(huán)系統(tǒng)，所謂熱力升壓是將工質(zhì)在壓力容器54內(nèi)封閉加熱的過程，加熱升壓直到需要的壓力與溫度再供給蒸發(fā)器46，由蒸發(fā)器產(chǎn)生蒸汽再經(jīng)過熱加熱器加熱后成為動(dòng)力氣源為復(fù)合噴射抽氣系統(tǒng)49及40(這種圖示方式表示任何需要的噴射抽氣形式，以下同)提供動(dòng)力。熱力升壓與空氣液化組合間斷式工作，其過程如下A，熱力升壓器54內(nèi)補(bǔ)充液化空氣后受加熱器55加熱升壓，直到與蒸發(fā)器46平衡后下面單向閥45自動(dòng)導(dǎo)通輸出液化空氣進(jìn)入蒸發(fā)器，熱力升壓器液體排空后打開閥44，單向閥45自動(dòng)關(guān)閉，余氣經(jīng)噴射抽氣器42抽吸部分空氣后進(jìn)入復(fù)合噴射抽氣器40直到壓力平衡。B，在上述A過程進(jìn)行的同時(shí)打開控制閥41動(dòng)力氣源進(jìn)入復(fù)合噴射抽氣系統(tǒng)40為噴射旋流式空氣液化器50提供抽氣動(dòng)力，空氣從換熱器48與55降溫除濕后通過管路51及噴嘴沿切向進(jìn)入液化器內(nèi)部低溫真空環(huán)境，膨脹降溫霧化后隨旋流作用氣液分離，氣流經(jīng)排氣管被復(fù)合噴射抽氣器40抽走，液化空氣沉降后被收集到到底部容器52內(nèi)，當(dāng)容器52液位達(dá)到上位后關(guān)閉閥41液化空氣過程完成。C，當(dāng)A、B過程都完成后容器52與熱力升壓器54成為連通器，單向閥53自動(dòng)導(dǎo)通，熱力升壓器開始補(bǔ)充液化空氣，補(bǔ)充完成后關(guān)閉閥44開啟閥41，A、B過程重新開始。一般相對(duì)蒸發(fā)器熱力升壓器容積設(shè)計(jì)的較小，使蒸發(fā)器在工作過程中有液位波動(dòng)但不影響系統(tǒng)穩(wěn)定工作，在實(shí)際應(yīng)用中為解決熱力升壓器在急冷急熱交替變化中工作，可以采用雙熱力升壓器方式，可確保有足夠的溫度適應(yīng)時(shí)間，也可以采用容器內(nèi)設(shè)薄壁罐中間保溫層的方法。過熱加熱器43的熱源可以是鍋爐加熱、太陽能高溫集熱、鍋爐或發(fā)動(dòng)機(jī)或其它生產(chǎn)系統(tǒng)余熱以及電熱等，也可以直接采用燃?xì)廨啓C(jī)。另外，將開式循環(huán)改為閉式循環(huán)，將空氣液化改為蒸汽冷凝器，熱力升壓系統(tǒng)就可以用于水蒸汽循環(huán)。熱力升壓的特點(diǎn)是工質(zhì)容易獲得高壓參數(shù)而不受機(jī)組容量大小影響，并且可以是不用水或蒸汽的開式循環(huán)。熱力升壓加熱可以象圖中虛線箭頭(用虛線表示可有可無，以下同)所示采用直接吸收空氣溫度并為空氣液化系統(tǒng)預(yù)冷空氣，也可以采用動(dòng)力系統(tǒng)如氣輪機(jī)排氣余熱加熱。實(shí)施例6，噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)如附圖14所示的采用了復(fù)合噴射抽氣系統(tǒng)的多噴管噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)，螺旋槳、壓縮機(jī)與前置氣輪機(jī)63同軸安裝，燃燒室61產(chǎn)生有壓燃?xì)饨?jīng)過噴射抽氣器62向前置氣輪機(jī)63 提供動(dòng)力，前置氣輪機(jī)的排氣一部分被噴射抽氣器62抽走，一部分被噴射抽氣器64抽走并在其噴管出口產(chǎn)生噴射動(dòng)力。如附圖15所示的采用了空氣液化與熱力升壓系統(tǒng)的噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，通過燃燒室66及熱力升壓系統(tǒng)為循環(huán)系統(tǒng)提供動(dòng)力氣源最后轉(zhuǎn)化為合適的溫度壓力參數(shù)為噴管組68提供動(dòng)力，噴管組通過母管67互相聯(lián)通，可以按需要自由設(shè)計(jì)噴管數(shù)量與安裝位置。熱力循環(huán)過程與附圖13基本類似，不同的是復(fù)合噴射抽氣循環(huán)的抽氣管路69抽取的是空氣液化系統(tǒng)的排氣而不是噴管尾氣，事實(shí)上也可以直接抽取大氣但會(huì)影響循環(huán)效率。如附圖16所示的灌裝液化氣復(fù)合噴射抽氣動(dòng)力系統(tǒng)，燃料罐71與液化空氣(或液氧)罐72分別安裝了加熱器，為燃?xì)鈴?fù)合噴射抽氣動(dòng)力系統(tǒng)76提供燃料與氧化劑，液化空氣罐72同時(shí)為復(fù)合噴射抽氣系統(tǒng)75提供動(dòng)力氣源，采用噴管74為熱功轉(zhuǎn)換裝置，也可以是氣輪機(jī)。附圖17是采用了外熱或外燃系統(tǒng)為加熱器77或78提供熱源的罐裝液化氣動(dòng)力系統(tǒng)，兩套蒸發(fā)噴射抽氣系統(tǒng)之間有抽氣管路互相連接，可按互為抽氣與被抽氣的方式構(gòu)成互為備用或補(bǔ)充的動(dòng)力系統(tǒng)，用于小型系統(tǒng)時(shí)可以只采用一套液化氣系統(tǒng)，即可以是獨(dú)立動(dòng)力系統(tǒng)也可以是余熱利用系統(tǒng)。實(shí)施例7，液化氣管路或容器采用防霜加熱器液化氣在熱力升壓成為動(dòng)力氣源系統(tǒng)中，一個(gè)常見問題是蒸發(fā)器在加熱中容易結(jié)霜影響系統(tǒng)正常工作，附圖18所示為一種液化氣防霜加熱管路，由內(nèi)外管套裝組成，內(nèi)管78和79內(nèi)部通液態(tài)工質(zhì)，內(nèi)外管夾層之間封存有氣體，通過控制系統(tǒng)改變封存氣體的壓力或者控制其流速控制加熱器換熱系數(shù)，因?yàn)檫@種加熱管路換熱系數(shù)可調(diào)因此可適應(yīng)環(huán)境變化盡可能在不結(jié)霜的前提下隨時(shí)獲得最大換熱效率。類似的液化氣容器也可以采用這種方法做成內(nèi)外層防霜可加熱型，在壓力容器存放液化氣體時(shí)夾層抽真空保溫，當(dāng)壓力容器加熱使液化氣產(chǎn)生動(dòng)力時(shí)夾層充壓增加換熱系數(shù)，可很好適應(yīng)儲(chǔ)能動(dòng)力系統(tǒng)的需要。實(shí)施例8，空氣動(dòng)力裝置如附圖19所示，噴管由復(fù)合噴射熱力系統(tǒng)提供動(dòng)力氣源，高溫動(dòng)力氣源經(jīng)過復(fù)合噴射抽氣系統(tǒng)增加質(zhì)量流量后溫度大幅度下降，用于空氣動(dòng)力系統(tǒng)時(shí)通過噴管81可直接噴射到移動(dòng)設(shè)備機(jī)翼型表面或?qū)ｉT的翼板表面而不至于把表面燒壞，因?yàn)閲姽車娚淞魉倏偸潜纫苿?dòng)設(shè)備周圍空氣流速大的多在產(chǎn)生反推力的同時(shí)會(huì)產(chǎn)生更大升力，構(gòu)成一種節(jié)能的表面噴射空氣動(dòng)力系統(tǒng)。如附圖20所示,表面噴射動(dòng)力系統(tǒng)增加了控制噴射氣流經(jīng)過噴射表面后的流動(dòng)方向的導(dǎo)流彎板82組成表面噴射與導(dǎo)流件組合系統(tǒng)，將噴射氣流在經(jīng)過翼板表面產(chǎn)生的升力和反推力控制到同一方向成為移動(dòng)設(shè)備前進(jìn)動(dòng)力。附圖21是表不一對(duì)表面噴射與導(dǎo)流組合系統(tǒng)組合而成空氣動(dòng)力系統(tǒng),動(dòng)力氣源開關(guān)與流量由控制閥系統(tǒng)分配，其中圖A表示左右兩側(cè)導(dǎo)流板使氣流一致向下使空氣動(dòng)力系統(tǒng)產(chǎn)生向上升力，圖B表示右邊導(dǎo)流板下移退出導(dǎo)流使右側(cè)射流方向改為向右直射，控制閥系統(tǒng)重新分配氣流使升力與重力平衡并向左產(chǎn)生需要強(qiáng)度的推動(dòng)力，圖C與圖B所示的作用相反，左邊直射而右邊向下導(dǎo)流，系統(tǒng)產(chǎn)生向右推動(dòng)力。這樣，空氣動(dòng)力移動(dòng)設(shè)備由一組或者多組表面噴射與導(dǎo)流組合系統(tǒng)提供動(dòng)力并且通過控制系統(tǒng)對(duì)動(dòng)力氣源分布及導(dǎo)流彎板的控制進(jìn)而控制移動(dòng)設(shè)備移動(dòng)狀態(tài)，可實(shí)現(xiàn)起飛、降落、前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)向及空中懸停等移動(dòng)狀態(tài)。導(dǎo)流件除采用導(dǎo)流彎板結(jié)構(gòu)外也可以根據(jù)具體需要采用其它結(jié)構(gòu)方式，表面噴射 與導(dǎo)流件組合的空氣動(dòng)力系統(tǒng)同時(shí)利用了升力與反推力產(chǎn)生動(dòng)力，節(jié)能高效而且使用方式靈活可靠。實(shí)施例9，容積式氣壓水泵液化空氣或者液氮復(fù)合噴射動(dòng)力系統(tǒng)可以為隔膜泵提供動(dòng)力氣源，也可以為附圖22所示的容積式氣壓水泵提供動(dòng)力氣源。動(dòng)力氣源經(jīng)過復(fù)合噴射系統(tǒng)91為壓水容器93供氣，從排氣管92排放最后余氣，水源從管路95經(jīng)逆止閥進(jìn)入壓水容器后升壓成給水進(jìn)入給水管94。通過控制系統(tǒng)控制閥門使兩組壓水系統(tǒng)交替工作，由復(fù)合噴射抽氣系統(tǒng)交替供氣交替抽吸壓水容器余氣，壓水容器交替排氣并通過單向閥自動(dòng)進(jìn)水出水。如附圖23所示的用于液下或深井的容積式氣壓水泵，工作原理與附圖22—樣，兩組壓水容器適應(yīng)工作環(huán)境改為同軸圓桶套裝結(jié)構(gòu)，每個(gè)壓水容器都有一個(gè)管路升出地面后通過控制閥分別與進(jìn)氣管排氣管及余氣回收管連接。容積式氣壓水泵不僅省掉了發(fā)電與電動(dòng)環(huán)節(jié)，而且也省掉了普通水泵低效率的渦輪轉(zhuǎn)子，采用高效率的復(fù)合噴射動(dòng)力系統(tǒng)提供動(dòng)力氣源，可以無級(jí)調(diào)節(jié)流量，節(jié)能效果顯著。類似的，容積式氣泵還可以用于其它容積式氣動(dòng)系統(tǒng)代替普通氣泵為氣動(dòng)設(shè)備供氣，例如，壓水容器改為壓氣容器而成為氣泵。實(shí)施例10，磁流體發(fā)電按照容積式氣壓水泵原理，可以壓動(dòng)水銀等液態(tài)金屬或其它磁流體通過磁流體發(fā)電機(jī)發(fā)電。附圖24是一種磁流體發(fā)電機(jī)，導(dǎo)磁外殼101與鐵心104組成導(dǎo)磁回路，由勵(lì)磁線圈102勵(lì)磁產(chǎn)生磁場，磁流體從管路103進(jìn)入螺旋管路中高速流動(dòng)切割磁力線使電樞線圈105產(chǎn)生電流，電樞線圈按不同的纏繞分布方式可以產(chǎn)生直流或交流電，磁流體發(fā)電最大優(yōu)勢是沒有轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械，而且在液氮復(fù)合噴射熱力系統(tǒng)環(huán)境下磁流體發(fā)電機(jī)很方便采用超導(dǎo)線圈，進(jìn)而可以采用導(dǎo)電率較差的電解質(zhì)溶液做磁流體取代液態(tài)金屬。實(shí)施例11，旋流噴射式制冷方法與空氣液化如附圖25所示的一種復(fù)合噴射抽氣系統(tǒng)，用于深度抽氣制冷，空氣動(dòng)力氣源進(jìn)入復(fù)合式噴射系統(tǒng)119從抽氣管路118抽吸空氣或者按虛線所示抽取末級(jí)排氣，增加流量后進(jìn)入三租并聯(lián)的抽氣系統(tǒng)，最終從蒸發(fā)器112內(nèi)通過排氣管111抽氣，從出口 117排到大氣，抽氣過程使蒸發(fā)器112內(nèi)維持足夠壓力差使空氣從節(jié)流閥115進(jìn)入后膨脹降溫，部分冷凝液化沉降到底部液化空氣中其余從排氣管111被抽走，液化空氣通過閥113控制排出。這種制冷或空氣液化技術(shù)無轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械簡單低成本，但是節(jié)流閥115產(chǎn)生了節(jié)流損失(或稱損失了膨脹功)。如附圖26A所示，為避免或減小噴射制冷過程中節(jié)流損失，低溫氣源(這里低溫是指氣源進(jìn)入旋流噴射式制冷系統(tǒng)后可產(chǎn)生冷凝現(xiàn)象的適宜溫度)經(jīng)噴嘴123沿切向噴射進(jìn)入旋流式氣液分離器內(nèi)部膨脹霧化同時(shí)形成旋流(類似于附圖5B所示)實(shí)現(xiàn)氣液分離后，液體留在氣液分離器底部容器內(nèi)剩余氣體從排氣管122排出，導(dǎo)流器121安裝在排氣管中也可以安裝在管口，導(dǎo)流器導(dǎo)流葉片平面展開如附圖26B所示使旋轉(zhuǎn)流動(dòng)的氣流引導(dǎo)為直流向上，并通過排氣管擴(kuò)壓回收旋流動(dòng)力。這種旋流式分離器用于制冷時(shí)可以采用如附圖25所示的復(fù)合噴射抽氣深度抽真空的動(dòng)力方式，也可以采用如附圖27所示的復(fù)合噴射抽氣動(dòng)力系統(tǒng)正壓氣源噴射制冷方式。采用正壓噴射不僅可簡化復(fù)合噴射抽氣系統(tǒng)，而且當(dāng)多級(jí)噴射抽氣系統(tǒng)以空氣或煙氣為動(dòng)力氣源時(shí)可以同時(shí)帶動(dòng)多級(jí)旋流噴射式制冷裝置，可實(shí)現(xiàn)隨著壓力參數(shù)逐級(jí)下降實(shí)現(xiàn)逐級(jí)液化空氣或煙氣。
原理上任何噴射抽氣動(dòng)力制冷系統(tǒng)都可以采用壓縮機(jī)或風(fēng)機(jī)(風(fēng)機(jī)一般用于濕空氣制冷)動(dòng)力方式取代實(shí)現(xiàn)機(jī)械式氣源液化，如附圖28所示的以壓縮機(jī)124提供的正壓系統(tǒng)簡單使用方便，可以用于氣體液化也可以用于空氣除濕，但壓縮機(jī)類轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備投資大運(yùn)行維護(hù)成本高噪音大，兩種動(dòng)力模式在工程應(yīng)用中可合適選型各自發(fā)揮優(yōu)勢。實(shí)施例12，電力儲(chǔ)能無論熱力還是電力都可以通過旋流式噴射制冷空氣液化實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能，附圖28所示可以實(shí)現(xiàn)較高效率的利用電力實(shí)現(xiàn)空氣液化儲(chǔ)能。在太陽能或風(fēng)力發(fā)電方面儲(chǔ)能具有更要的意義，為實(shí)現(xiàn)高效低成本儲(chǔ)能，可以利用高溫空氣在等離子態(tài)具有導(dǎo)電特點(diǎn)，通過電力等離子發(fā)生設(shè)備實(shí)現(xiàn)等離子放電或等離子電磁渦流效應(yīng)加熱獲得超高溫空氣，為熱力噴射制冷空氣液化系統(tǒng)提供熱動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)高效率無轉(zhuǎn)到機(jī)械儲(chǔ)能。目前等離子燃燒器應(yīng)用較多，高溫?zé)煔獾入x子態(tài)磁流體發(fā)電理論也比較成熟，因此利用電力產(chǎn)生等離子放電或磁感應(yīng)產(chǎn)生熱力是可行的。實(shí)施例13，制冷或熱泵循環(huán)如附圖29所示的開式制冷或熱泵循環(huán)示意圖，空氣做為低溫氣源通過噴嘴進(jìn)入旋流噴射式制冷系統(tǒng)128產(chǎn)生液化空氣，由液化空氣在熱力升壓系統(tǒng)內(nèi)受熱蒸發(fā)升壓成為噴射抽氣系統(tǒng)的初始動(dòng)力氣源，熱力升壓系統(tǒng)中的熱力升壓器及蒸發(fā)器實(shí)質(zhì)上都是蒸發(fā)換熱器，由噴射抽氣系統(tǒng)為旋流噴射制冷系統(tǒng)128的排氣管129提供抽氣動(dòng)力產(chǎn)生液化空氣形成循環(huán)工作系統(tǒng)，由蒸發(fā)器加熱器為外界提供冷源(如圖中虛線所示)由噴射抽氣器出口排氣向外界提供熱源。一般情況系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)由加熱器127為初始動(dòng)力氣源提供熱動(dòng)力過程只需間斷運(yùn)行即可，隨著系統(tǒng)內(nèi)液化空氣儲(chǔ)存量的變化而定，可通過閥125與閥126控制是否加熱運(yùn)行。加熱器127可以采用換熱器或者燃燒室等各種熱力方式使系統(tǒng)成為熱力制冷或熱泵，也可以用壓縮機(jī)取代加熱式熱力系統(tǒng)成為機(jī)械式或電力制冷與熱泵。如附圖30所示，用于閉式制冷或熱泵循環(huán)，噴射抽氣系統(tǒng)的排出的氣體工質(zhì)一部分進(jìn)入旋流式制冷系統(tǒng)，另一部分進(jìn)入壓縮機(jī)132被壓縮后進(jìn)入冷凝換熱器131，將旋流式制冷系統(tǒng)與冷凝換熱器產(chǎn)生的液化工質(zhì)進(jìn)入蒸發(fā)換熱器，液化工質(zhì)受熱蒸發(fā)升壓成為噴射抽氣系統(tǒng)的動(dòng)力氣源，由蒸發(fā)換熱器為外界提供冷源由冷凝換熱器為外界提供熱源。實(shí)施例14，海水淡化或液體凈化附圖31所示的液體凈化過程，采用氣源噴射制冷與旋流分離器結(jié)合方式實(shí)現(xiàn)液體蒸發(fā)冷凝式凈化，動(dòng)力氣源先進(jìn)入旋流分離器136產(chǎn)生旋流，并增加原液噴淋系統(tǒng)135向旋流分離器內(nèi)部噴入原液進(jìn)入旋流，原液受熱后部分蒸發(fā)其余保留液態(tài)，受旋流分離作用原液蒸汽隨氣流一起成為混合氣流通過排氣管及導(dǎo)流器到出口，未蒸發(fā)的原液被旋流分離沉降到底部排出。從旋流分離器分離出來的混合氣流通過噴嘴進(jìn)入旋流噴射式制冷系統(tǒng)137，使原液蒸汽冷凝分離收集為凈化液，其余氣流排出。這種液體凈化過程實(shí)質(zhì)是利用了濕空氣旋流噴射制冷原理。實(shí)施例15，煙氣減排采用附圖31方案還可以用于煙氣凈化，煙氣進(jìn)入旋流噴射制冷系統(tǒng)經(jīng)過適度制 冷實(shí)現(xiàn)煙氣除濕、除塵以及使氣態(tài)氧化物以冷凝液化或固化方式實(shí)現(xiàn)脫硫、脫硝或收集二氧化碳，采用單級(jí)系統(tǒng)混合處理或采用多級(jí)系統(tǒng)分別按煙氣中各成分不同凝點(diǎn)不同物理特性依次去除。實(shí)施例16，噴射抽氣動(dòng)力系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)節(jié)噴射抽氣動(dòng)力系統(tǒng)可以通過閥門調(diào)節(jié)負(fù)荷，或者末級(jí)噴射采用可調(diào)噴嘴，可調(diào)噴嘴至少在噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域比較成熟，也可以遇到燃?xì)廨啓C(jī)。也可以采用兩組大小不同容量噴射抽氣動(dòng)力系統(tǒng)為一個(gè)氣輪機(jī)提供熱動(dòng)力，通過兩組噴射抽氣動(dòng)力系統(tǒng)啟停狀態(tài)實(shí)現(xiàn)粗調(diào)，加上末級(jí)可調(diào)噴嘴以及燃料調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)細(xì)調(diào)，可基本實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)大范圍高效率調(diào)節(jié)運(yùn)行。本發(fā)明為基礎(chǔ)創(chuàng)新，適用范圍廣，不局限于實(shí)施例所述范圍。
權(quán)利要求
1.一種熱力過程采用噴射抽氣節(jié)能方法，屬于熱能與流體動(dòng)力過程，動(dòng)力氣源通過噴射抽氣系統(tǒng)抽吸氣流后實(shí)現(xiàn)混合流動(dòng)，其特征是噴射抽氣系統(tǒng)采用了單級(jí)噴射抽氣方式或者復(fù)合噴射抽氣方式；所謂復(fù)合噴射抽氣方式是指噴射抽氣系統(tǒng)采用了一級(jí)或多級(jí)循環(huán)噴射抽氣方式，或者采用了串聯(lián)和并聯(lián)以及循環(huán)三種噴射抽氣方式中的兩種或三種結(jié)合的方式。
2.如權(quán)利要求I所述的一種熱力過程采用噴射抽氣節(jié)能方法，其特征是單級(jí)噴射器或者復(fù)合噴射器中的單級(jí)噴射采用了以下結(jié)構(gòu)之一， (1)多噴嘴結(jié)構(gòu)； (2)混合與擴(kuò)壓過程采用直管結(jié)構(gòu)取代喉管式縮放結(jié)構(gòu)； (3)旋流式噴射抽氣結(jié)構(gòu)，并增加導(dǎo)流葉片； (4)以上三種結(jié)構(gòu)中任意兩種或三種結(jié)合的結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求I所述的一種熱力過程采用噴射抽氣節(jié)能方法，其特征是由液化空氣或液氧與液態(tài)燃料燃燒而成動(dòng)力氣源，或者工質(zhì)氣體被壓縮機(jī)壓縮升壓或者被液化后通過熱力升壓并蒸發(fā)成為動(dòng)力氣源；或者低溫動(dòng)力氣源通過有壓燃燒室燃燒升溫，或者通過噴射抽氣系統(tǒng)抽吸燃?xì)饣蚱渌鼰釟馍郎?；或者通過電力實(shí)現(xiàn)等離子放電或等離子電磁渦流效應(yīng)加熱升溫；或者采用換熱器加熱升溫，或者同時(shí)采用了兩種或多種上述升溫方法。
4.如權(quán)利要求I所述的一種熱力過程采用噴射抽氣節(jié)能方法，其特征是動(dòng)力氣源通過噴射抽氣系統(tǒng)至少實(shí)現(xiàn)以下用途之一 (1)用于熱力引風(fēng)或熱力鼓風(fēng)； (2)為水源熱泵或制冷系統(tǒng)提供抽氣動(dòng)力，噴射抽氣系統(tǒng)抽取水源容器內(nèi)的蒸汽與動(dòng)力氣流混合擴(kuò)壓后為用戶供熱，或者抽出水源容器內(nèi)蒸汽使水源降溫成為冷水為用戶提供冷源； (3)為單效或多效蒸餾系統(tǒng)提供噴射抽氣壓縮動(dòng)力； (4)為氣輪機(jī)組提供動(dòng)力氣源,末級(jí)循環(huán)噴射抽氣抽取大氣或氣輪機(jī)尾氣或前置氣輪機(jī)排氣，或者抽取其它系統(tǒng)來氣； (5)為噴管提供氣源成為噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，末級(jí)循環(huán)噴射抽氣抽取大氣或前置渦輪機(jī)排氣或抽取空氣液化系統(tǒng)排氣，或者抽取其它系統(tǒng)來氣。
5.如權(quán)利要求I所述的一種熱力過程采用噴射抽氣節(jié)能方法，其特征是液化的工質(zhì)氣管路或容器采用了防霜加熱器，其加熱管路或容器由內(nèi)外管或容器套裝組成，內(nèi)外夾層之間封存有氣體，通過控制系統(tǒng)改變封存氣體的壓力或流速控制其換熱系數(shù)。
6.如權(quán)利要求I所述的一種熱力過程采用噴射抽氣節(jié)能方法，用于噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)為移動(dòng)設(shè)備提供動(dòng)力，其特征是噴射抽氣式噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的噴管噴射方向布置在移動(dòng)設(shè)備的表面或布置在翼板表面組成表面噴射空氣動(dòng)力系統(tǒng)。
7.如權(quán)利要求6所述的一種熱力過程采用噴射抽氣節(jié)能方法，其特征是表面噴射動(dòng)力系統(tǒng)增加了控制噴射氣流經(jīng)過噴射表面后的流動(dòng)方向的導(dǎo)流件組成表面噴射與導(dǎo)流組合系統(tǒng)。
8.如權(quán)利要求6所述的一種熱力過程采用噴射抽氣節(jié)能方法，其特征是移動(dòng)設(shè)備由一組或者多組表面噴射與導(dǎo)流件系統(tǒng)提供動(dòng)力并且通過控制系統(tǒng)對(duì)動(dòng)力氣源分布及導(dǎo)流件的控制進(jìn)而控制移動(dòng)設(shè)備的移動(dòng)狀態(tài)。
9.如權(quán)利要求I所述的一種熱力過程采用噴射抽氣節(jié)能方法，用于容積式氣動(dòng)水泵或其它容積式氣動(dòng)系統(tǒng)，其特征是噴射抽氣系統(tǒng)通過閥門控制為隔膜泵或者其它雙容器或多容器容積式氣動(dòng)系統(tǒng)交替供氣，并且交替抽取容器余氣。
10.如權(quán)利要求9所述的一種熱力過程采用噴射抽氣節(jié)能方法，其特征是通過噴射抽氣式氣動(dòng)水泵或氣泵系統(tǒng)壓動(dòng)液態(tài)金屬或其它磁流體進(jìn)入磁流體發(fā)電機(jī)發(fā)電。
11.一種旋流噴射式制冷方法，低溫工質(zhì)氣源通過膨脹減壓制冷，其特征是:動(dòng)力系統(tǒng)采用熱力噴射抽氣方式或者機(jī)械方式或者二者結(jié)合的方式使低溫氣源與旋流式氣液分離器之間產(chǎn)生壓力差，低溫氣源經(jīng)噴嘴沿切向射流進(jìn)入旋流式氣液分離器內(nèi)膨脹霧化，同時(shí)形成旋流實(shí)現(xiàn)氣液分離后冷凝液體留在氣液分離器內(nèi)剩余氣體從排氣管排出，在排氣管內(nèi)或排氣管口安裝了引導(dǎo)旋流為直流的導(dǎo)流器或?qū)Я魅~片，至少實(shí)現(xiàn)了以下用途之一 (1)用于低溫氣源液化或除濕，采用單級(jí)或在動(dòng)力系統(tǒng)不同壓力段多級(jí)制冷液化； (2)用于電力儲(chǔ)能，采用電動(dòng)壓縮機(jī)為旋流噴射制冷式空氣液化系統(tǒng)提供動(dòng)力，或者采用電力等離子放電或等離子電磁渦流效應(yīng)加熱為噴射抽氣系統(tǒng)提供熱動(dòng)力進(jìn)而為旋流噴射制冷式空氣液化系統(tǒng)提供動(dòng)力，通過生產(chǎn)液化空氣實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能。
(3)用于開式制冷或熱泵循環(huán)，空氣做為低溫氣源通過噴嘴進(jìn)入旋流噴射式制冷系統(tǒng)產(chǎn)生液化空氣，由液化空氣受熱蒸發(fā)升壓成為噴射抽氣系統(tǒng)的初始動(dòng)力氣源，由液化空氣蒸發(fā)換熱器為外界提供冷源由噴射抽氣器出口排氣為外界提供熱源； (4)用于閉式制冷或熱泵循環(huán)，噴射抽氣系統(tǒng)的排出的氣體工質(zhì)一部分做為低溫氣源進(jìn)入旋流噴射式制冷系統(tǒng)，另一部分進(jìn)入壓縮機(jī)被壓縮后進(jìn)入冷凝換熱器，將旋流式制冷系統(tǒng)與冷凝換熱器產(chǎn)生的液化工質(zhì)進(jìn)入蒸發(fā)換熱器，液化工質(zhì)受熱蒸發(fā)升壓成為噴射抽氣系統(tǒng)的動(dòng)力氣源，由蒸發(fā)換熱器為外界提供冷源由冷凝換熱器為外界提供熱源； (5)用于海水淡化或者其它液體凈化，采用旋流噴射式制冷與旋流分離器結(jié)合方式實(shí)現(xiàn)液體蒸發(fā)冷凝式凈化，動(dòng)力氣源先進(jìn)入旋流分離器產(chǎn)生旋流，增加原液噴淋系統(tǒng)向旋流分離器內(nèi)噴入原液進(jìn)入旋流，從旋流分離器分離出來的混合氣流通過噴嘴進(jìn)入旋流噴射制冷系統(tǒng)，使混合氣流中原液蒸汽冷凝分離收集為凈化液； (6)用于煙氣凈化，煙氣進(jìn)入旋流噴射制冷系統(tǒng)經(jīng)過適度制冷實(shí)現(xiàn)煙氣除濕、除塵以及使氣態(tài)氧化物以冷凝液化或固化方式實(shí)現(xiàn)脫硫、脫硝或收集二氧化碳，采用單級(jí)系統(tǒng)混合處理或采用多級(jí)系統(tǒng)分別處理。
全文摘要
一種熱力過程采用噴射抽氣節(jié)能方法，屬于熱能動(dòng)力領(lǐng)域。為了提高熱效率采用高參數(shù)動(dòng)力氣源，噴射抽氣熱力系統(tǒng)采用了循環(huán)抽氣的方式，或者一級(jí)以上的多級(jí)噴射抽氣裝置采用了串連與并聯(lián)與循環(huán)相結(jié)合的方式組成復(fù)合噴射系統(tǒng)，通過噴射抽氣系統(tǒng)與氣輪機(jī)等熱功轉(zhuǎn)換沒備結(jié)合，使高參數(shù)氣源先進(jìn)入噴射抽氣系統(tǒng)再進(jìn)入氣輪機(jī)充分做功實(shí)現(xiàn)高效率運(yùn)行。另外提出了減小節(jié)流損失的噴射制冷方案，這種節(jié)能方法可以推廣到各種熱能與動(dòng)力過程及海水或其它水質(zhì)熱力凈化系統(tǒng)等廣泛節(jié)能領(lǐng)域，高效率低成本。
文檔編號(hào)C02F1/06GK102797515SQ20121016582
公開日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2012年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月27日
發(fā)明者張玉良 申請(qǐng)人:張玉良