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发表于 2013-11-17 11:00:57
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狗搜的.
热力泵 2004/09/01
热力泵
热力泵是一种由热能直接转换为液压能的装置。它的工作原理不仅区别于热泵、热管、热机，而且还区别于所有的机械泵类。
热力泵涉及的主要领域是热学中的分子物理和统计物理学，其次还有流体力学和阻力学等。其主要理论根据是：任何形式的能量都可以相互转换。
热力泵与热管一样都可以做为节能的传热元件，但是热管具有成本高、介质不能采用化学性质稳定的水、介质易泄漏造成化学污染，应用领域局限等缺点，因此，热管不能替代热力泵。例如：热管就不能应用在要求条件甚严的人类睡眠使用的床具上等场合。热力泵可以采用水做介质，并且运行中无任何机械性摩擦，即无任何噪音。所以热力泵可以应用在不允许有机械性摩擦和化学污染的场合，例如床具上等。另外水因其化学及其物理性质的优越性，以及价廉物丰等因素，所以决定热力泵的应用范围要比热管、热泵等更广泛。这其中包括工业、农业，甚至航天工业等行业当中。
本发明的目的是为人类提供一种高效节能、结构简单、成本低廉、使用安全卫生方便，无机械性摩擦和噪音、自身自动控制流量的热交换元件，且性能稳定、不用维修、可涉足热泵和热管等热交换装置不能运用的领域。
另外，因为世界上的能量大半是以热能的形式转变和耗散，以及在热交换过程中采用的介质绝大部分是水，在热能耗散前的充分利用是人类有史以来始终研究的永恒课题。因此，热力泵的运用范围不仅可用于热管的运用领域，而且还能运用于其不能染指的地方。所以，热力泵的应用前景和范围是十分广阔的，就目前我国能源利用状况，若部分领域运用此项技术而言，据粗略统计每年可节约标准煤只少以亿吨计，而其衍生的社会持久效应更是不可用金钱来衡量的。
上世纪末，本人发现了在热功能转换过程中，用人为制作的特殊装置可以利用流体物质分子的内能产生泵吸的效果，在流体微观中由无序向有序方向改变，也即产生了减少能量的耗散，达到节能的有利因素，并可自行控制压力流速等。极为重要的是发现了由热能直接产生液压能的条件。
原有热力泵定名为涡流导向泵（专利号：92211202、9），其热量载体介质虽然从无序及较为有序，但是通过实验证明，这种有序的装置还存在着效率上的不足，新的结构形式可提高热力泵的有序化程度，并把外加热式改为内加热式。这样以来，在许多应用场合，减少了泵体的制作成本，以及外加热因绝热效果而产生的热量耗散的不利因素。
由于以上原因而采取以下措施：
1、改外热式为内热式，因此保证热能的高位性，即热能几乎全部被外部介质吸收和利用。因而，避免了许多场合因绝热层的效率产生的热能耗损。
2、增设径向涡流发生装置，因而增加了轴向吸引力，自动加大轴向流速。
图1：是热力泵的一种结构示意图。(暂无)
图2：是图1中径向导流元件4的主视图。(暂无)
图3：是图2的左视图。(暂无)
图4：是图2的A-A的剖面图。(暂无)
在结构示意图1中，件1为介质入口，件5为径向导流外壳，件7为介质出口，件10为端螺孔元件，它们按图1所示依次焊接而成一体。件3为轴向导流元件，它们套装在电热管件2上。件4为径向导流元件，它装在径向导流外壳5内。件8为橡胶密封垫。件9为背帽。它与端螺孔元件10形成螺纹连接。以上10种元件组成了图1所示热力泵的完整结构。
图2所示：在同径向截面中有4个小孔，这4个小孔为一组与轴向导流元件3组成一级复合涡流泵流区3-1、上级复合涡流区。根据具体应用情况，复合涡流泵流区可以为一级，也可以为多级。图1所示为2级复合涡流泵流区和2级轴向泵流区。
如图2 、4所示，件体上有8个3-6mm的小孔。每个小孔在X和Y向与中心线都有一个夹角α和β，∠α一般在30°-58°之间，∠β一般在15°-30°之间。关于小孔的数量和孔径要根据具体的型号进行设计。因此，一般孔数在2-12之间。同样小孔的直径也要根据具体情况进行设计的，一般情况下小孔的直径就＞2mm以上。
当介质入口和出口与散热板等部件连接后，就形成了一个封闭的水平回路（水平回路消除自然循环因素）。当回路中的温度在平衡状态时，回路中的介质处于非循环状态；当电热管开启时，介质的分子运动发生了剧烈地变化。此时，在轴向导流元件3之间，因其几何形状迫使介质产生轴向涡流。并且出现其轴向正负（左右）方向上的阻尼产生了明显差异。因此发生了由图1所示从右向左的方向流动。再由于一部分介质从径向导流元件4的小孔进入复合涡流泵流区，因小孔的特殊角度产生了径向涡流。轴向涡流受径向涡流的外力作用，就形成了类似于龙卷风状的螺旋涡流。因此，径向导流元件4加大了轴向吸力。当加热管或热源与介质温差变大时，介质流速越大，即泵吸与温差成正比。
专利种类: 实用新型
法律状况: 已授权
专利号: 200420053050.8
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