[發(fā)明專利]二元流體噴射器和使用方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200980141265.0
• 申請(qǐng)日: 2009-08-14
• 公開（公告）號(hào): CN102187164A
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: W·A·梅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 梅-魯本技術(shù)公司
• 主分類號(hào): F25B9/08
• 分類號(hào): F25B9/08;F25B19/04;F25B41/06
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 王茂華;龐淑敏

交叉引用

本申請(qǐng)要求于2008年8月14日提交的第61/088,957號(hào)美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的實(shí)施例涉及經(jīng)由交換噴射器而相互接觸的兩種不同操作流體及其使用方法。

背景技術(shù)

常規(guī)噴射器或者射流型泵可以被表征為直接能量傳遞設(shè)備，這是指以下功能：即借助兩種流體之間的直接(密切)接觸將能量從主要流體向次要流體傳送。所有氣相射流泵共有的另一操作原理在于，使用高速低靜態(tài)壓的動(dòng)能用來(lái)夾帶次要流體，然后在更高靜壓將混合物減速至低速度，因此將所謂速度頭(velocity?head)轉(zhuǎn)換成壓頭(pressure?head)，即將動(dòng)能轉(zhuǎn)換成勢(shì)能。這是用于次要流體壓縮的主要手段。常規(guī)噴射器或者射流泵的一個(gè)區(qū)別特征在于，借助以下手段進(jìn)行次要流體夾帶：1)在主要流體與次要流體之間的界面處的剪切湍流互作用，這在研究文獻(xiàn)和專利中被稱為動(dòng)量交換、湍流剪切、湍流混合夾帶；或者2)在主要流體與次要流體之間的界面處的動(dòng)態(tài)壓力互作用，這在研究文獻(xiàn)和專利中常被稱為壓力交換。

需要一種噴射器和使用方法，其處理兩種不同流體并且包括以下各項(xiàng)中的至少一項(xiàng)或者多項(xiàng)的：特有的射流噴嘴幾何形狀、主要流體射流形態(tài)、射流調(diào)制和噴射器本體幾何形狀。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的實(shí)施例涉及在借助非穩(wěn)態(tài)振蕩射流壓力交換噴射器來(lái)密切接觸的兩種不同操作流體之間的直接能量傳遞及其使用方法。另外，本發(fā)明的實(shí)施例涉及借助從更高能量的原動(dòng)(motive)流體的直接能量傳遞來(lái)夾帶、傳送和壓縮低能量工作流體。本發(fā)明的實(shí)施例還涉及一種新類別的噴射器，其有目的地專用于不同流體操作，因此名稱為二元流體噴射器。就這一點(diǎn)而言的一個(gè)重要區(qū)別在于，操作流體未被選擇、調(diào)配或者以別的方式優(yōu)化作為提高噴射器性能的手段，相反，噴射器本身有目的地專用于作為自相一致(self-consistent)功能的二元流體操作，該功能獲得性能和效率的提升。另一方面，常規(guī)系統(tǒng)教導(dǎo)可以選擇或者以別的方式調(diào)配某些流體和/或某些流體材料性質(zhì)作為一種提高射流噴射器的性能或者效率的手段。本發(fā)明的實(shí)施例教導(dǎo)了一種為流體、具體為不同流體而定制的特有噴射器，以用于產(chǎn)生二元流體設(shè)備這一自相一致的目的。本發(fā)明的實(shí)施例也涉及在這里作為一種使用方法而公開的二元流體噴射器制冷循環(huán)。

在本公開內(nèi)容的上下文中，二元流體意指在化學(xué)組成或者除了相或者態(tài)之外的材料性質(zhì)方面不同的任何兩個(gè)流體的集合。這樣的物理性質(zhì)的例子可以包括但不限于化學(xué)組成、比熱之比k(k＝C_p/C_v，其中C_p和C_v分別是在恒壓和恒定體積的時(shí)的比熱)、相變熱函Δh_v(蒸發(fā)潛熱)、分子質(zhì)量以及其他。這一定義特別地排除狀態(tài)條件，比如壓力、溫度、速度和相(例如氣體相對(duì)于飽和蒸汽)。這一定義包括二元集中的任一種或者兩種流體，無(wú)論它們是否：自相一致和勻質(zhì)，即由單種化學(xué)化合物或者實(shí)體構(gòu)成；不一致和異質(zhì)，即由兩種或者更多種化學(xué)化合物或者流體實(shí)體(無(wú)論是否可混合)的組合構(gòu)成；或者混雜和復(fù)合，即由包含另一如下流體的一些載體流體構(gòu)成，該流體懸浮為必然不可混合的流體粒子(比如霧狀物或者雙液飽和蒸汽)或者在其中懸浮和分散為膠體的固體粒子(例如氣載塵埃)。

術(shù)語(yǔ)雙重流體意指按照源、位置或者狀態(tài)而被區(qū)別的任何兩種流體的集合。這樣的區(qū)別的例子可以包括但不限于：流體從作為源的什么系統(tǒng)元件流動(dòng)、流體朝作為供應(yīng)的什么系統(tǒng)元件而流動(dòng)、流體在系統(tǒng)或者設(shè)備中的位置或者它的狀態(tài)(比如壓力、溫度、速度、比容(密度)或者相(即氣體或者蒸汽))。雙重的定義特別排除按照化學(xué)組成或者材料性質(zhì)而區(qū)別的流體。

術(shù)語(yǔ)主要流體應(yīng)當(dāng)意指用于驅(qū)動(dòng)噴射器的原動(dòng)高壓供應(yīng)流體。主要流體被提供至射流噴嘴且與之連通，從而提供用于向次要流體傳遞的流體能量的源。術(shù)語(yǔ)次要流體應(yīng)當(dāng)意指通過(guò)射流作用而夾帶、壓縮或者以別的方式抽運(yùn)的反應(yīng)性低壓工作流體。次要流體被提供至高速度主要流體射流并且與之連通，以用于隨之夾帶、推動(dòng)、傳送和壓縮的目的，因此從主要流體接收流體能量。以下為二元流體和雙重流體的一些例子。該列表也示范了在本公開內(nèi)容中用來(lái)表明主要相對(duì)于次要流體的慣例：水/戊烷：二元流體，其中水為主要流體而戊烷為次要流體；戊烷/水，二元流體，其中戊烷為主要流體而水為次要流體；水/水，雙重流體，其中水為主要流體，且水為次要流體；以及戊烷/戊烷，雙重流體，其中戊烷為主要流體并且戊烷為次要流體。