專利名稱：一種多變膨脹機組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及動力機械領(lǐng)域，尤其是涉及制冷技術(shù)和熱機技術(shù)。
背景技術(shù)：
在工程熱力學(xué)中，多變膨脹過程是熱力過程的一個重要組成部分，多變膨 脹過程有一個特征值是多變指數(shù)。多變指數(shù)在冷機循環(huán)和熱機循環(huán)中應(yīng)當(dāng)有著 重要意義。在靜態(tài)熱力學(xué)中，多變指數(shù)可由熱力過程起點和終點的熱力狀態(tài)確 定的，這正是本發(fā)明的一個技術(shù)依據(jù)。多變膨脹機組是為控制多變指數(shù)而設(shè)計 的一種設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
一種多變膨脹機組，它由內(nèi)加熱型膨脹機和逆流換熱器組成。內(nèi)加熱型膨 脹機進出口分別和逆流換熱器進出口連接而成為一個整體，這個整體就是一種 多變膨脹機組。內(nèi)加熱型膨脹機的特征是氣體僅僅在被膨脹過程中得到加熱。
逆流換熱器的傳熱溫差和內(nèi)加熱型膨脹機的加熱介質(zhì)溫度是多變指數(shù)的主 要影響因素。當(dāng)逆流換熱器的傳熱溫差逼近零時，膨脹過程逼近等溫，多變膨 脹機組就可看成是等溫膨脹機組。


圖l:內(nèi)加熱型膨脹機。 圖2:逆流換熱器。 圖3: —種多變膨脹機組。 具體實施方案
內(nèi)加熱型膨脹機(圖1)設(shè)計壓比為2. 7~3. 5,設(shè)計進氣壓力50 l化ar,
設(shè)計工質(zhì)可以是空氣、氦、氧氣、二氧化碳、氮氣、氪、氬等近似理想氣體。 內(nèi)加熱型膨脹機加熱介質(zhì)可以是水或其它特定液體，也可以是高溫?zé)煔狻?br> 逆流換熱器(圖2)為耐高壓氣體換熱器，設(shè)計高壓側(cè)可為70 - 100bar， 設(shè)計低壓側(cè)可為20~40bar。
內(nèi)加熱型膨脹機進出口分別和逆流換熱器進出口連接而成為一個整體，這 個整體就是一種多變膨脹機組(圖3)。工作流程是氣體進入逆流換熱器換熱 后再進入內(nèi)加熱型膨脹機作功，膨脹后排回逆流換熱器，與低壓端氣體換熱后 再離開逆流換熱器。多變膨脹機組分二種類型熱機類多變膨脹機組和制冷機 類(或熱泵類)多變膨脹機組，不宜混用。
加熱介質(zhì)對內(nèi)加熱型膨脹機機殼加熱，機殼可設(shè)計成空心內(nèi)腔式，加熱介 質(zhì)在機殼空心內(nèi)腔內(nèi)流動，與膨脹氣體熱交換。由于氣體正常膨脹過程是降溫 的，機殼空心內(nèi)腔加熱介質(zhì)流道走向可以與膨脹氣體走向相同，形成順流換熱 效果。機殼尺寸要足夠大，以便膨脹氣流與機殼接觸面積足夠大，保證加熱介 質(zhì)順暢吸收膨脹氣體熱量，同時大尺寸可減低傳熱溫差。膨脹轉(zhuǎn)動葉輪可設(shè)計 成小葉多級式，保證流道順長、傳熱條件良好，使氣體膨脹時不斷吸熱。如果 膨脹機是螺桿結(jié)構(gòu)，螺桿可長一些。如果膨脹機是活塞式，則加熱介質(zhì)對氣缸 加熱，缸徑可小些，或釆用多缸式活塞膨脹機。加熱介質(zhì)不得在非膨脹過程段 加熱。當(dāng)氣體壓力和密度較高時，膨脹氣體加熱的傳熱性能較好設(shè)計，氣體膨 脹降溫過程較平穩(wěn)。當(dāng)逆流換熱器進出口溫差較小時，氣體膨脹過程可逼近等 溫。
權(quán)利要求
1.一種多變膨脹機組，其主要特征是它包括①內(nèi)加熱型膨脹機、②逆流換熱器，內(nèi)加熱型膨脹機進出口分別和逆流換熱器進出口連接而成為一個整體，氣體進入逆流換熱器換熱后再進入內(nèi)加熱型膨脹機膨脹作功，膨脹后排回逆流換熱器，與低壓端氣體換熱再離開逆流換熱器。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種多變膨脹機組，其主要特征是所述的逆流換熱 器是氣一氣逆流換熱器，材質(zhì)要求有較高的耐壓能力。
3.按照權(quán)利要求1所述的一種多變膨脹機組，其主要特征是所述的內(nèi)加熱型膨脹機是加熱介質(zhì)僅僅對正在膨脹過程之氣體進行加熱，非膨脹過程不得加 熱.
全文摘要
一種多變膨脹機組，它由內(nèi)加熱型膨脹機和逆流換熱器組成，是為控制氣體膨脹過程多變指數(shù)而設(shè)計的一種設(shè)備。內(nèi)加熱型膨脹機的加熱方式是指加熱介質(zhì)對膨脹機殼體加熱、間接加熱膨脹氣體。當(dāng)逆流換熱器的傳熱溫差逼近零時，膨脹過程逼近等溫，多變膨脹機組可近似為等溫膨脹機組。
文檔編號F25B9/06GK101368491SQ20081007167
公開日2009年2月18日 申請日期2008年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月30日
發(fā)明者洪國偉 申請人:洪國偉