专利名称：热力泵的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种热力泵，是一种将热能直接转换为液压能，促进热能传递和交换的能量交换装置。它涉及到的技术包括热学中的分子物理学和统计物理学，流体力学和阻力学等。其主要理论根据是，任何形式的能量都可以相互转换。
背景技术：
目前用于能量转换和传递的装置主要由热泵、热管、热机和机械泵等。他们虽然都能传递和转换能量，但是均具有耗能大、成本高、结构复杂、能量的交换和传递率底的不足。而且有的能量转换与传递装置，如热管，其介质不能用化学性质稳定、成本底、无污染的水，而只能用化学性质不稳定的介质(如氟里昂)，介质一旦泄漏，造成环境污染。本人曾于1992年申请过一个名称为涡流式导流泵的实用新型专利，它的专利号为92211202.9，其实那也是一种热力泵，虽然解决了热量载体介质从无序到有序的问题，但是，由于它的热源装置在泵体的外部和仅有轴向导流件的局限，导致能量传递和转换率偏底。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种结构更加合理，传递转换能量速度快，应用范围广的热力泵。
本发明为解决以上技术问题而采取的技术解决方案是，提供一种具有如下结构的热力泵。它由泵体，位于泵体内的热源装置2、轴向导流件3，和位于泵体上的介质进、出口组成。其特点是，在泵体内，自内向外依次布置了热源装置2和轴向导流件3，并且在泵体内壁与轴向导流件之间设有径向导流件4，该径向导流件的导流级数至少为一级，每级径向导流件上的孔数≥2个，孔4-1的轴线与水平面上的x、y两个方向的夹角分别为α、β，它们的角度范围是∠α为0°-60°，∠β为0°-60°。这里的热源装置是指可以产生热量的装置或者容有热量的装置。如，电热源装置、气体热源装置、燃油热源装置、固体(如煤炭)热源装置，热介质(气体、液体)导通装置等。如果本热力泵的热源装置是一种热介质(气体、液体)导通装置，则该热力泵就是一个热交换装置。径向导流件的级数是这样规定的，沿径向导流件圆周某一轨迹线(如位于同一直径圆周的轨迹线)上的n个孔(n≥2)组成一级，沿轴向排列相隔一定距离的的m(m≥1)个孔组成m级。例如若m＝2，则径向导流件为两级，若m＝3、4、5、6......L，则径向导流件依次为3级、4级、5级、6级......L级。级数越多，产生涡流的作用越强，热能转化为液压能的能力越大，泵传递交换热能的效果越好。∠α为0，∠β为任一角度的涡流效果，或者∠β为0，∠α为任一角度的涡流效果小于两个角均有一定角度值的涡流效果。
∠α的优先范围是25°-60°，∠β的优先范围是为10°-45°。
径向导流件4的导流级数为2级，每级上有4个孔。
热源装置为电热源装置。
工作原理本热力泵的工作原理是基于上世纪90年代本人发明涡流式导流泵时所发现的一个事实，即在热能转换过程中，涡流式导流泵可以利用流体物质分子的内能产生泵吸的效果，使流体微观中的介质分子的无序运动向有序运动方向改变，产生了减少能量耗散的动力趋势。并且可以通过设计的这个涡流式导流泵，自行控制压力的流速等。这个涡流式导流泵是热能直接产生液压能的条件。下面结合将要给出的实施例对本发明的工作原理进行较详细的说明。如
图1所示假设该热力泵是用于床板的加热。若将该热力泵介质的进出口与床板上的散热板等部件连接，就形成了一个封闭的水平回路，这个水平回路消除了自然循环因素。当回路中的温度在平衡状态时，回路中的介质处于非循环状态，当热源装置工作时，介质中的分子运动发生了剧烈的变化，此时，在轴向导流件3的作用下，迫使介质产生轴向涡流，并且出现自介质进口到介质出口轴向压力差，促使介质有进口向出口方向流动。同时，还有一部分介质从径向导流件4的孔4-1进入了复合涡流泵区，介质在从孔4-1进入复合涡流区的过程中，产生了径向涡流，轴向涡流在径向涡流的作用下，就产生了类似龙卷风的螺旋涡流。因此，径向涡流件4加大了该泵的轴向吸力。并且该热力泵的热源装置与介质之间的温差越大，介质流速越大，即本泵的吸力与温差的大小成正比。
由于本发明将热源装置置于轴向导流件的内部，并在轴向导流件与泵体之间设有径向导流件，使其与现有技术相比，将热能直接转化为液压能的能力大大提高，而且热能损耗小，利用率高。该热力泵除了能够应用在现有热泵、热管所涉及的领域外，还能够广泛的用于不允许有机械摩擦和化学污染的领域，例如人们所用的床具上。因为这种热力泵可以用水作介质，并且运行中无任何机械摩擦，所以不产生噪音，是目前用于床具加热的最理想装置。经试验表明，如果，该热力泵的热源装置是电热源装置，将本热力泵用于双人床具散热板的加热，并使床散热板的表面温度达到40度左右，则一昼夜的耗电量不足0.4度，只相当于一个15瓦电灯泡一昼夜的耗电量。如果将这种热力泵运用在现有的电加热水器上，至少节电20％-25％。若将这种热力泵用在锅炉、散热器等热交换传递装置上，则节能效果和传热效果都会提高20％左右。
图面说明图1-本发明一个实施例的结构示意2-图1中径向导流件4的一种结构示意3-图2的左视4-图2的A-A向剖面图
具体实施例方式下面结合附图给出本发明的实施例，用来进一步说明技术解决方案。
实施例参考图1-图4。由图1看出，这是一个热源装置为电热源装置的热力泵。在这里，泵体由径向导流外壳5和轴向导流外壳6组成。电热源装置2位于泵体的中心，它的右半部分位于径向导流件3的中心孔内，左半部分的端部伸出轴向导流外壳6外，并带有接线柱。端螺孔件10固定在轴向导流外壳6的左端口上，端螺孔件10内留有圆周槽，槽内嵌有起封闭介质作用的橡胶垫8，并通过与端螺孔件10连接的内螺帽9固定。介质出口7位于轴向导流外壳6的侧壁上，径向导流件4套接在轴向导流件3的外部，并被罩在径向导流外壳5内，径向导流外壳5与轴向导流外壳6焊接为一体，介质进口1与径向导流外壳5的一个端口焊接为一体。如图1所示，在径向导流件4的轴向上排布了两组孔4-1，形成了一个两级径向导流件。如图2和图4所示，径向导流件的每组孔有四个，彼此之间的夹角为90度。四个孔4-1为倾斜孔，其轴向与x轴的夹角α为25°-60°，与y轴的夹角β为10°-45°。孔4-1的孔径一般≥2mm。如图1所示，径向导流件4与轴向导流件3形成了一个两级复合涡流区3-1，在复合涡流区左边的轴向导流件3上还有一个两极轴向涡流区3-2。工作原理如前所述。
需要说明的是，每级径向导流件4上的孔4-1的数量与泵体的直径有关，直径越大，孔数越多，孔的直径也越大。一般情况下，孔4-1的数量为2-12个。
同理，根据本发明给出的技术解决方案，还可以给出热源装置为其他结构形式的热力泵，以及热源装置仍为电热源装置，但径向导流件的级数为3级、4级、5级等等的实施例。
权利要求
1.一种热力泵，它由泵体，位于泵体内的热源装置(2)、轴向导流件(3)，和位于泵体上的介质进、出口组成，其特征是，在泵体内，自内向外依次布置了热源装置(2)和轴向导流件(3)，并且在泵体内壁与轴向导流件之间设有径向导流件(4)，该径向导流件的导流级数至少为一级，每级径向导流件上的孔数≥2个，孔(4-1)的轴线与水平面上的x轴、y轴的夹角分别为α、β，它们的角度范围是∠α为0°-60°，∠β为0°-60°。
2.根据权利要求1所述的热力泵，其特征是，∠α的优先范围是25°-60°，∠β的优先范围是为10°-45°。
3.根据权利要求1或2所述的热力泵，其特征是，径向导流件(4)的导流级数为2级，每级上有4个孔。
4.根据权利要求1或2所述的热力泵，其特征是，热源装置为电热源装置。
5.根据权利要求3所述的热力泵，其特征是，热源装置为电热源装置。
全文摘要
本发明涉及一种热力泵，是一种将热能直接转化为液压能，促进热能传递和交换的能量交换装置。它由泵体，热源装置2、轴向导流件3，和位于泵体上的介质进、出口组成，其特点是，在泵体内，自内向外依次布置了热源装置2和轴向导流件3，并且在泵体内壁与轴向导流件之间设有径向导流件4，该径向导流件的导流级数至少为一级，每级径向导流件上的孔数≥2个，孔4－1的轴线与水平面上的x轴、y轴的夹角分别为α、β，它们的角度范围是∠α为0°－60°，∠β为0°－60°。使热能直接转化为液压能的能力大大提高，而且热能损耗小，利用率高、无机械性摩擦和噪音。
文档编号F04F1/00GK1598328SQ20041003554
公开日2005年3月23日 申请日期2004年8月11日 优先权日2004年8月11日
发明者牟省先 申请人:牟省先