[发明专利]漩涡式气体热动力装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种热动力装置。

背景技术

现有热动力装置，一般为活塞式和透平式两种，其热效率不到卡诺热效率的60﹪。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种热效率高、结构新颖的漩涡式气体热动力装置。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种漩涡式气体热动力装置，其特征是：包括装有气体工质的容器、叶轮组件、吸/出气管道、冷却管道；所述容器内设有搅拌装置,容器外壁设有加热装置；所述叶轮组件包括中空圆柱形叶轮和叶轮轴，所述吸/出气管道的吸气口位于叶轮的漩涡气流中心，吸/出气管道的吸气管路与出气管路之间设有抽吸增压泵，所述冷却管道置于吸气管道中或者置于吸气管道周边，对于冷却管道置于吸气管道中的状态，其冷却部位在吸气管道的吸气口外。冷却管道的冷源来自环境，或者来自制冷装置的冷端。

当容器内的气体工质，经搅拌装置作用在容器周边形成圆周运动气流，在吸/出气管道中的抽气增压泵的作用下，部分气体被吸入吸/出气管道的吸气口，从吸/出气管道的出气口进入容器内对容器壁喷射，与搅拌装置共同作用形成漩涡，于是在容器中心形成高速运行的漩涡气体。随着漩涡近中心压强下降，饱和气体（饱和蒸汽）成湿蒸汽，高速气体在冷却管的作用下，形成高速旋转的液珠抛向叶轮，叶轮随之高速运转，通过叶轮轴带动动力机构运行。动能传递给叶轮后的液珠溅向容器壁或流向容器底部，经容器外的加热装置加热，再形成循环蒸汽。

采用上述技术方案，可以提高热能动力装置的热效率，并提供一种新颖工作模式的热动力装置，开辟了热动力装置的崭新领域。本发明可以作为新型动力装置雏形进一步开发使用，也可以用于科学研究，还可以作为科普龙卷风的展示模型。此外该动力装置还具有以下功效：1、饱和蒸汽可以在该动力装置中工作；2、在三相点之下，固体气体工质也可以工作；3、热源温度低于环境温度也能工作。

为使容器中心区域冷却温度更加均匀，本发明进一步技术方案是：所述吸气管道的外壁设有若干圆盘形传热片。

为适应不同热源的高效运行，所述气体工质最好由两种或两种以上气体组成。如水蒸气与空气的混合、氧气与氩气的混合等。水蒸气与空气的混合，好处在于水蒸气分子量小、容易凝结为水，很容易进入漩涡近中心变为液滴抛向叶轮。氧气与氩气的混合，则使氧气容易进入漩涡近中心变为液滴抛向叶轮。

下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步说明。

附图说明

图1是本发明漩涡式热动力装置第一个实施例的结构示意图。

图2是本发明漩涡式热动力装置第二个实施例的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，本实施例一种漩涡式气体热动力装置，包括装有气体工质的容器、叶轮组件、吸/出气管道、冷却管道；容器2内设有搅拌装置9,容器外壁设有加热装置5；叶轮组件包括中空圆柱形叶轮3和叶轮轴13，叶轮轴13位于容器中心轴线上；吸/出气管道1的吸气口8位于叶轮3的漩涡气流中心，吸/出气管道1的吸气管路1.1与出气管路1.2之间设有抽吸增压泵7；冷却管道6置于吸气管道1.1中或者置于吸气管道1.1周边，本实施例的冷却管道6置于吸气管道1.1中，其冷却部位16在吸气管道的吸气口8外；吸气管道1.1的外壁设有若干圆盘形传热片15。吸/出气管道1的出气管路1.2置于容器外，容器侧壁上设有与出气管路的出气口10配接的进气口17，,出气口10与容器侧壁上的进气口17连通；搅拌装置的作用是让容器内壁的气体旋转，可以是浆叶式搅拌器，也可以是风机，本实施例采用浆叶式搅拌器，包括浆叶9，浆叶9置于容器内上部并靠近容器内壁，浆叶9由驱动装置12驱动旋转。高速旋转气体在冷却管的作用下，形成高速旋转的液珠抛向叶轮，叶轮随之高速运转，通过叶轮轴带动动力机构运行。动能传递给叶轮后的液珠溅向容器壁或通过斜板14流向容器底部，底部液体4经容器外的加热装置5加热，再形成蒸汽，提供气体工质，循环使用。

实施例2

如图2所示，本实施例与实施例的区别在于，所述吸/出气管道1的出气管路1.2置于容器内，其出气口10斜对容器内壁。本实施例其他结构及实施过程与实施例1相同。