[实用新型]一种新型高速气流发生装置

说明书

技术领域

本实用新型是一种新型高速气流发生装置，可以利用低品质热源将气体的流速大幅度提高。 

背景技术

产生高速气流，传统技术是对气体增压然后经过膨胀喷射产生高速气流，此种方法耗能较高，能源浪费较大；并且由于机械的耐压承受力，温度承受力，以及机械重量或尺寸要求等的局限等，产生的气流速度并不很高，可利用价值较低。 

发明内容

本实用新型的目的在于避免上述现有技术中的不足之处，利用低品质热源，并避开升压过程，将低速气流变成利用价值较高的高速或极高速气流。 

本实用新型的目的还在于通过本发明的新型高速气流发生装置，将自然界存在的流体携带的热能高效率地转化为机械功。 

本实用新型的目的可以通过如下措施来达到： 

本实用新型的新型高速气流发生装置，是由风管(1)，循环管(2)，启动与控制系统(3)组成。

其中工质风管(1)与工质循环管(2)可以完全重合或部分重合或首尾相接；风管(1)与循环管(2)两者均可以采用密闭的或开放的循环管路，启动与控制系统(3)由制冷机(4)、循环泵(5)和换热器(6)三者联合或三者中任选一种或两种组成。启动与控制系统(3)与循环管(2)连接。 

其中风管(1)是产生高速流体的通道，风管(1)可以根据不同流速或流量的要求，对管径进行调整。 

风管(1)内工质如因气体速度较高而致温度下降有液体冷凝，风管(1)可以通过改变形状等方式使液体析出。 

循环管(2)是一种能够满足流体输送的普通管道。 

启动与控制系统(3)中的制冷机(4)可以根据工质沸点的高低与循环量的大小选择匹配制冷机。 

启动与控制系统(3)中的循环泵(5)可以根据工质气液相状况与循环 量的大小选择匹配循环泵。 

启动与控制系统(3)中的换热器(6)可以根据工质的蒸发需求量及与换热源温差工况来选择换热器。 

新型高速气流发生装置，可以用于动力驱动、动力发电、气流实验等任何需要气流特别是极高速气流的领域。 

本实用新型中所用的工质可以是普通空气或其组分或者是其他一种或一种以上工质的混合。 

本实用新型的目的可以通过如下措施来达到：状态准备：风管(1)内及其进出口两端为较低沸点的气态工质，循环管(2)内为另一种较高沸点的工质；较高沸点工质流经启动与控制系统。 

启动：首先将风管(1)的外循环进出口关闭，然后启动启动与控制系统(3)中的循环泵(5)与制冷机(4)，将循环管内的高沸点工质液化并将液体经循环泵(5)送到换热器(6)中吸热并蒸发(可从外界环境中吸热)并进入风管(1)中，气态的高沸点工质在风管(1)中快速流动，经启动与控制系统(3)后重新进入送入风管(1)中，如此使高沸点工质在循环管与风管之间快速循环，此时可以调整风管的口径以便增大风速。 

然后慢慢开启风管(1)的外循环进出口，让外循环的低沸点工质在高沸点工质的带动下，定向循环，因为高沸点工质的质量循环量不变，气态低沸点工质循环的加入会大大加速风管内流体的线速度，通过进一步缩小风管(1)的通风口径会大大加大风管内的流体速度。 

再通过加大流速和(或)在风管循环中植入耗能装置(如汽轮机等)，可以使高沸点工质部分或全部液化，液化的高沸点工质通过在气管(1)中增设弯道或螺旋等气液分离装置和导流装置将高沸点工质导入循环管(2)中，然后经过启动与控制系统(3)吸热后再循环进入风管(1)。

这样就达到了正常运转状态，在风管(1)内就形成了速度极高的稳定的高速气流。 

通过在风管(1)的循环中增加动力负载，可以部分减少或者全部免去启动与控制系统(3)中制冷机(4)的能耗，实现了效率极高的动力能源系统。 

在启动过程中，当制冷机(4)的制冷量足够大，其冷凝液体在重力或来自 风管的冲力等作用下可以自行循环的时候，循环泵(5)和吸热器(6)均可以省略不用或两者任选其一使用；在启动过程中，当循环泵(5)的循环量足够大，较高沸点的循环工质无需被冷凝也可以将风管(1)内的流体带动的时候，制冷机(4)和吸热器(6)均可以省略不用或两者任选其一使用；在启动的时候，假设有天然气流的存在，那么整个系统无需启动，只需控制换热器(4)的换热量即可控制较高沸点的工质循环量，循环泵(5)和制冷机(4)均可以省略不用或两者任选其一使用；