CN106194639A - 一种多管渐缩式变截面气泡泵 - Google Patents

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郝淑萍
刘道平
杨亮
林发龙
李贝
丁宝森
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Abstract

一种多管渐缩式变截面气泡泵，其特征在于：包括上下设置的气泡发生器、气液分离器、连通气泡发生器和气液分离器的至少一根从上到下截面逐渐缩小的竖直提升管以及设置在气泡发生器内的热交换装置。由于安装多根渐缩式变截面竖直提升管，单位时间内提升的液体量能达到最大，渐缩式变截面提升管在一定程度可以弥补气泡尺寸变化带来的负面影响，从而能更好保证气泡上升的流型，提高了气泡泵工作效率。

Description

一种多管渐缩式变截面气泡泵
技术领域
本发明涉及气泡泵，属于吸收式制冷技术领域。
背景技术
在吸收式制冷***中，气泡泵是依靠工质的沸腾产生弹状气泡在垂直管内上升来实现液体工质提升的装置。目前的研究指出竖直提升管内的两相流的流形处于弹状流或由弹状流向块状流过渡的流形时，气泡泵能够达到最高的输送效率，即单位时间所提升的液体量最大。
目前针对气泡泵的研究一直停留于相同管径直管形提升管，研究的管子结构比较单一，气泡泵工作过程中由于工质温度会引起运行周期性波动。现阶段气泡泵存在以下的主要缺点和问题：在现有竖直提升管底部进行加热时，加热的不均匀性和产生的气泡量由少逐渐增多，气泡因温度降低会出现冷凝现象而导致气泡尺寸减小，使得竖直提升管中的流形不再处于合适的流形中，即目前的气泡泵不能保证提升管内两相流一直处在弹状流下工作，气泡泵的效率不能维持在最佳状态；
综上，现阶段气泡泵在利用低品位不稳定热源时，工作性能波动大且效率，液体提升量得不到保证，亟待研发一种泵送效率高、运行稳定好，可直接利用低品位不稳定热源的新型气泡泵。
发明内容
本发明针对现阶段气泡泵气泡因温度降低会出现冷凝现象而导致气泡尺寸减小和流行不稳定、液体提升量小、效率低的问题，提出了一种新型的多管渐缩式变截面气泡泵，该装置采用多根渐缩式变截面竖直提升管和安装在气泡发生器内底部中央的热交换装置，通过热交换装置对气泡发生器中的液体均匀地加热后，使其沸腾产生泡，气泡和发生器内液体一同进入渐缩式变截面竖直提升管，在压差的驱动下，气液两相流被提升到气液分离器中，最终大大地提高了整个装置的工作效率。
一种多管渐缩式变截面气泡泵，其特征在于：包括上下设置的气泡发生器、气液分离器、连通气泡发生器和气液分离器的至少一根从下到上横截面逐渐缩小的竖直提升管以及设置在气泡发生器内的热交换装置。
本发明提供的多管渐缩式变截面气泡泵，还可以具有这样的特征，其特征在于：其中，竖直提升管的内管径从上到下逐渐缩小。
本发明提供的多管渐缩式变截面气泡泵，还可以具有这样的特征，其特征在于：其中，热交换器安装在气泡发生器内的底部中央位置处，与外界热源相连通。
本发明提供的多管渐缩式变截面气泡泵，还可以具有这样的特征，其特征在于：其中，竖直提升管的下端具有喇叭状渐扩管，该喇叭状渐扩管的下端与气泡发生器相连，用于对气泡发生器中的气泡进行收集。
本发明提供的多管渐缩式变截面气泡泵，还可以具有这样的特征，其特征在于：其中，气泡发生器具有设置在下部的连接管，用于从外部补充液体到气泡发生器中。
本发明提供的多管渐缩式变截面气泡泵，还可以具有这样的特征，其特征在于：其中，气液分离器具有设置在上部的气体排出管和设置在下部的液体排出管。
发明作用与效果
根据本发明所提供的多管渐缩式变截面气泡泵，该装置采用多根渐缩式变截面竖直提升管和安装在气泡发生器内底部中央的热交换装置，通过热交换装置对气泡发生器中的液体均匀地加热后，使其沸腾产生泡，气泡和发生器内液体一同进入渐缩式变截面竖直提升管，在压差的驱动下，气液两相流被提升到气液分离器中，最终大大地提高了整个装置的工作效率。
进一步地，由于安装多根渐缩式变截面竖直提升管，单位时间内提升的液体量能达到最大，渐缩式变截面提升管在一定程度可以弥补气泡尺寸变化带来的负面影响，从而能更好保证气泡上升的流型，提高了气泡泵工作效率。
更近一步地，由于该装置工作效率比较高能够直接利用地热、工厂的余热废热、太阳能等低品位不稳定的热源能，扩大了热源利用的范围，节约能源且降低了设备运行费用；通过安装在气泡发生器内底部中央的热交换装置，可以均匀地加热液体，增加气泡泵工作的稳定性和可靠性；结构紧凑简单、造价低且效率高，应用范围广，方便市场推广应用。
附图说明
图1为本发明的多管渐缩式变截面气泡泵的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明的多管渐缩式变截面气泡泵的原理步骤使用效果作具体阐述。
实施例
图1为本发明的多管渐缩式变截面气泡泵的结构示意图。
如图1所示，多管渐缩式变截面气泡泵包括3根渐缩式变截面的竖直提升管1、气泡发生器4、气液分离器7和热交换装置2。
气液分离器7的下部与渐缩式变截面竖直提升管1的内径小的一端相连，渐缩式变截面的竖直提升管1的内径大的下端具有喇叭状渐扩管8，该喇叭状渐扩管8的下端与气泡发生器4的上部相连，用于对气泡发生器中的气泡进行收集。
气泡发生器4内的底部安装有热交换装置2，热交换装置2与外界热源(供热工质)相连并加热气泡发生器4中的液体，使其产生气泡。气泡和液体在压力的推动下流过渐缩式变截面的竖直提升管1，上升到气液分离器7中，气体部分从气液分离器7的上部气体排出管6排出，液体从气液分离器7底部液体排出管5排出。
工作原理示例：
在吸收式制冷***中，气泡发生器4中的发生过程结束后，热的稀氨水溶液经气泡发生器4底部的连接管3从低位储液器流入气泡发生器4中。稀氨水溶液被安装在气泡发生器4中的热交换装置2再次加热后，溶液受热沸腾产生气泡，生成的气泡再进入渐缩式变截面的竖直提升管1中，气泡和气泡发生器4中的液体在压力推动下一起进入到气液分离器7中，液体由于密度较大将聚集在气液分离器7下部，并通过液体排出管5排出；气体将聚集在气液分离器上部，并通过气体排出管6排出。
实施例的作用和有益效果
根据本实施例所提供的多管渐缩式变截面气泡泵，该装置采用多根渐缩式变截面竖直提升管和安装在气泡发生器内底部中央的热交换装置，通过热交换装置对气泡发生器中的液体均匀地加热后，使其沸腾产生泡，气泡和发生器内液体一同进入渐缩式变截面竖直提升管，在压差的驱动下，气液两相流被提升到气液分离器中，最终大大地提高了整个装置的工作效率。
进一步地，由于安装多根渐缩式变截面竖直提升管，单位时间内提升的液体量能达到最大，渐缩式变截面提升管在一定程度可以弥补气泡尺寸变化带来的负面影响，从而能更好保证气泡上升的流型，提高了气泡泵工作效率。
更近一步地，由于该装置工作效率比较高能够直接利用地热、工厂的余热废热、太阳能等低品位不稳定的热源能，扩大了热源利用的范围，节约能源且降低了设备运行费用；通过安装在气泡发生器内底部中央的热交换装置，可以均匀地加热液体，增加气泡泵工作的稳定性和可靠性；结构紧凑简单、造价低且效率高，应用范围广，方便市场推广应用。
另外，由于竖直提升管的下端具有喇叭状渐扩管，这样的结构较一般的直管开口大能够更多的收集气泡，效果更好。

Claims (6)

1.一种多管渐缩式变截面气泡泵，其特征在于:
包括上下设置的气泡发生器、气液分离器、连通所述气泡发生器和气液分离器的至少一根从下到上横截面逐渐缩小的竖直提升管以及设置在所述气泡发生器内的热交换装置。
2.根据权利要求1所述的多管渐缩式变截面气泡泵，其特征在于：
其中，所述竖直提升管的内管径从上到下逐渐缩小。
3.根据权利要求1所述的多管渐缩式变截面气泡泵，其特征在于：
其中，所述热交换器安装在所述气泡发生器内的底部中央位置处，与外界热源相连通。
4.根据权利要求1所述的多管渐缩式变截面气泡泵，其特征在于：
其中，所述竖直提升管的下端具有喇叭状渐扩管，该喇叭状渐扩管的下端与所述气泡发生器相连，用于对所述气泡发生器中的气泡进行收集。
5.根据权利要求1所述的多管渐缩式变截面气泡泵，其特征在于：
其中，所述气泡发生器具有设置在下部的连接管，用于从外部补充液体到所述气泡发生器中。
6.根据权利要求1所述的多管渐缩式变截面气泡泵，其特征在于：
其中，所述气液分离器具有设置在上部的气体排出管和设置在下部的液体排出管。
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