CN103161709A - 一种气泡泵装置 - Google Patents

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陈永军
刘道平
梁俣
陆引哲
赵荣祥
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Abstract

本发明涉及一种气泡泵装置，包括渐缩式变截面竖直提升管、气泡发生器、气液分离器和热交换装置，气液分离器位于气泡发生器上方，气液分离器的下部与渐缩式变截面竖直提升管的内径小的一端相连，渐缩式变截面竖直提升管内径大的一端与气泡发生器上部相连，气泡发生器内的底部安装有热交换装置，热交换装置与外界热源相连，提高了气泡泵工作效率；该装置能够直接利用地热、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的维护；通过安装在气泡发生器内底部的热交换装置，可以均匀的加热液体，增加了工作的稳定性和可靠性；结构紧凑简单、造价低。

Description

一种气泡泵装置
技术领域
本发明涉及一种制冷系统中的气泡泵，特别涉及一种带有渐缩式变截面竖直提升管的气泡泵装置。
背景技术
在单压吸收制冷系统中，气泡泵工作状态为气液两相流状态，通过对气泡产生段的加热装置输入能量加热气泡泵中的混合工质，使其中易汽化的组分形成气泡从混合工质中分离出来；形成的气泡在竖直提升管内上升并推动其中的液体混合工质流向上部的气液分离器；同时，竖直提升管中的气液两相混合物的密度要比向气泡泵输送混合工质的容器中的液体密度要小，因此它们之间存在一定的压力差便形成向上的推动力，能把竖直提升管中两相流提升到一定高度。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。
现阶段气泡泵存在的主要缺点和问题：
一、由于在垂直提升管底部进行加热，加热的不均匀性和产生的气泡量由少逐渐增多，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；
二、气泡泵受热源品位和加热热量的影响较大，工作性能波动大，稳定性差，在不稳定热源下运行时，气泡泵提升的液体量无保证。
综上所述，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低，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
本发明是针对现阶段气泡泵效率低、稳定性差的问题，提出了一种气泡泵装置，采用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，使其沸腾产生气泡，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。大大提高了整个装置的工作效率。
本发明的技术方案为：一种气泡泵装置，包括渐缩式变截面竖直提升管、气泡发生器、气液分离器和热交换装置，气液分离器位于气泡发生器上方，气液分离器的下部与渐缩式变截面竖直提升管的内径小的一端相连，渐缩式变截面竖直提升管内径大的一端与气泡发生器上部相连，气泡发生器内的底部中央安装有热交换装置，热交换装置与外界热源相连。
所述气液分离器的下部中央与渐缩式变截面竖直提升管的内径小的一端相连，渐缩式变截面竖直提升管内径大的一端与气泡发生器上部中央相连。
所述渐缩式变截面竖直提升管的下端内径大于其上端内径，且内径的变化是连续的。
本发明的有益效果在于：本发明气泡泵装置，带有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，提高了气泡泵工作效率；该装置能够直接利用地热、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，可以均匀的加热液体，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，方便市场推广应用。
附图说明
图1为本发明一种气泡泵装置结构示意图。
具体实施方式
如图1所示一种气泡泵装置结构示意图，包括渐缩式变截面竖直提升管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，渐缩式变截面竖直提升管1内径大的一端与气泡发生器4上部相连，形成一个连接通路。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。
在单压吸收式制冷系统中，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。

Claims (3)

1.一种气泡泵装置，其特征在于，包括渐缩式变截面竖直提升管（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)位于气泡发生器（4）上方，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，渐缩式变截面竖直提升管（1）内径大的一端与气泡发生器（4）上部相连，气泡发生器（4）内的底部中央安装有热交换装置（2），热交换装置（2）与外界热源相连。
2.根据权利要求1所述气泡泵装置，其特征在于，所述气液分离器(7) 的下部中央与渐缩式变截面竖直提升管（1）的内径小的一端相连，渐缩式变截面竖直提升管（1）内径大的一端与气泡发生器（4）上部中央相连。
3.根据权利要求1所述气泡泵装置，其特征在于，所述渐缩式变截面竖直提升管（1）的下端内径大于其上端内径，且内径的变化是连续的。
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PB01 Publication
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