一种物质内能动力工作方法与流程

技术领域：

本发明的一种物质内能动力工作方法，属热能动力系统，特别是涉及涡流管技术及蒸汽机动力技术。

背景技术：
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现有的低品位热能动力系统由于温差少，输出的能源效率不是很高，还需要外在冷源冷却。

本人之前申请的三个专利，是运用涡流管的能量分离原理及逆流热交换提取物质内能进行发电；

一种涡流管动力工作方法，申请号：201910670031.0；

一种涡流管动力循环方法，申请号：201910670032.5；

一种高效能涡流管动力循环方法，申请号：201910693158.4；

在实施过程中发现，发现运行的循环方法可进一步精简，使设备结构零部件数量降低，制造成本降低，设备运行可靠性增强。

因此，

提出本发明的一种物质内能动力工作方法。

技术实现要素：
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一种物质内能动力工作方法目的是，通过涡流管分离能量的原理，提升低品位热能的温度，同时制造内在冷源，提升输出的能源效率，改变现有低品位热能的利用效能。

本发明的一种物质内能动力工作方法的具体工作过程分2个独立循环体系，涡流管吸能循环系统与蒸汽循环系统；

涡流管吸能循环系统由涡流管、涡流管热端的端口一侧涡流管热端换热套、涡流管热端的另一涡流管热端换热套、涡流管吸能循环系统的工质、与蒸汽循环系统加热换热的初级热交换器、末级热交换器、涡流管吸能循环系统的储液、吸能热交换器及与蒸汽循环系统冷却换热的热交换器组成；

蒸汽循环系统由蒸汽循环系统中的工质、涡流管热端的端口一侧涡流管热端换热套、涡流管热端的另一涡流管热端换热套、蒸汽循环系统的加热热交换器，蒸汽机，蒸汽循环系统的冷却热交换器，蒸汽循环系统中的储液罐组成；

2个独立循环体系的工质之间经过蒸汽循环系统的加热热交换器与蒸汽循环系统的冷却热交换器采取逆流方式热交换进行各自的加热与冷却；

涡流管吸能循环系统的工作方法：

储液罐中出来的低温工质与热端出来的高温工质在初级热交换器初步冷却后，在末级热交换器中进行进一步换热后，

1)涡流管吸能循环系统的储液罐中出来的低温工质被加热，再进入与蒸汽循环系统冷却换热的热交换器进一步加热，再通过吸能热交换器加热，最终进入涡流管进口进行驱动涡流管工作；

2)热端出来的高温工质在初级热交换器初步冷却后，在末级热交换器中进行进一步换热后，进入储液罐，与涡流管冷端出来的工作汇合，使工质参数回到初始低温状态，进入下一轮循环工作；

3)外界能量介质经过吸能热交换器吸收外界能量介质的能量热后，外界能量介质被冷却后排出，排出后的外界能量介质温度将低于环境温度。

蒸汽循环系统的工作方法：

蒸汽循环系统中的工质由蒸汽循环系统中的储液罐出来，经过蒸汽循环系统的加热热交换器加热，流经涡流管热端的端口一侧涡流管热端换热套，再流经涡流管热端的另一涡流管热端换热套加热后驱动蒸汽机工作后，工质再进入蒸汽循环系统的冷却热交换器冷却，回到蒸汽循环系统中的储液罐，进入下一轮循环工作，完成蒸汽循环系统的循环工作。

本发明的具体实施例。

附图说明：

图1：是一种物质内能动力工作方法管路说明图，由储液罐一1，控制阀一2，控制阀二3，控制阀三4，储液罐二5，控制阀四6，储液罐三7，热交换器一8，涡流管冷端出口9，进入涡流管进口10，涡流管热端换热套一11，涡流管热端换热套二12，涡流管热端出口13，热交换器二14，储液罐四15，控制阀五16，蒸汽机17，控制阀六18，热交换器三19，热交换器三19进口20，热交换器三19出口21，热交换器四22，控制阀七23，储液罐五24，控制阀八25组成；

图2：是储液罐二5、储液罐三7、储液罐四15、储液罐五24内部的隔热液层y1的放大图；

图3：是热交换器说明图，a1热交换器a回路的接口一，a2热交换器a回路的接口二，b1热交换器b回路的接口一，b2热交换器b回路的接口二，如果热交换器竖立，则a1和b1在上端；

图4：c1涡流管热端换热套一11回路的接口一，c2涡流管热端换热套一11回路的接口二，d1涡流管热端换热套二12回路的接口一，d2涡流管热端换热套二12回路的接口二；

图5：与图1对比，指示出的阀门属于打开状态，缺失的阀门属于关闭状态的工作示意图；

图6：与图1对比，指示出的阀门属于打开状态，缺失的阀门属于关闭状态的工作示意图；

图7：与图1对比，热交换器三19与热交换器四22连接次序调换说明图，具体连接方法见说明书第4页内容【14】。

具体实施方式：

下面根据说明书附图1具体介绍物质内能动力工作方法：

一.一种物质内能动力工作方法的系统管路连接方法：

【1】把涡流管热端出口13用管子与热交换器二14a回路的接口一按图1连接，热交换器二14a回路的接口二用管子与热交换器二8b回路的接口一按图1连接，热交换器二8b回路的接口二用管子与储液罐一1按图1连接；储液罐一1用管子分别与控制阀一2、控制阀二3、涡流管冷端出口9按图1连接；

【2】储液罐二5用管子分别与控制阀一2、控制阀二3、控制阀三4、控制阀四6按图1连接；

【3】储液罐三7用管子分别与控制阀三4、涡流管进口10、热交换器三19a回路接口一、控制阀四6、热交换器一8a回路的接口一按图1连接；

【4】热交换器四22a回路的接口一用管子与热交换器三19a回路接口二按图1连接；热交换器四22a回路的接口二用管子与热交换器一8a回路的接口二按图1连接；

【5】蒸汽机17用管子分别与热交换器四22b回路的接口一、控制阀六18、控制阀五16、储液罐四15、涡流管热端换热套一11回路的接口一按图1连接；

【6】储液罐五24用管子分别与控制阀五16、控制阀六18、控制阀七23、控制阀八25按图1连接；控制阀七23用管子与热交换器四22b回路的接口二按图1连接；

【7】储液罐四15用管子分别与控制阀八25、热交换器二14b回路的接口二按图1连接；热交换器二14b回路的接口一用管子与涡流管热端换热套二12回路的接口二按图1连接；

【8】涡流管热端换热套二12回路的接口一用管子与涡流管热端换热套一11回路的接口二按图1连接；

【9】系统内部低温工质的饱和气压低于涡流管进口10的高温工质蒸气压，压差要达到能够驱动涡流管进行正常工作的压力差，如大于20n/cm²；

【10】储液罐二5的空间位置比储液罐三7的空间位置高，确保储液罐二5内的工质在重力作用下自流至储液罐三7内；

【11】储液罐五24的空间位置比储液罐四15的空间位置高，确保储液罐五24内的工质在重力作用下自流至储液罐四15内；

【12】储液罐四15、热交换器二14b回路、涡流管热端换热套一11、涡流管热端换热套二12、控制阀五16、控制阀六18、蒸汽机17、储液罐五24、控制阀七23、控制阀八25、热交换器四22b回路组成独立的蒸汽循环系统；

【13】由于实际设计需要，工质在重力作用下自流设计可以取消，可采取泵送方式传输工质；

【14】其中热交换器三19连接的位置可以移放在热交换器一8与热交换器四22之间，如按图7方式连接，则储液罐三7用管子分别与控制阀三4、涡流管进口10、热交换器四22a回路的接口一、控制阀四6、热交换器一8a回路的接口一按图7连接；热交换器四22a回路的接口二用管子与热交换器三19a回路接口一按图7连接；热交换器三19a回路接口二用管子与热交换器一8a回路的接口二按图7连接；其余部件按图1连接；

二.一种物质内能动力工作方法的具体工作过程分2个独立循环体系：涡流管吸能循环系统与蒸汽循环系统；

(一)涡流管吸能循环系统

【1】初始状态工作时，储液罐二5是满罐状态，而储液罐三7是空罐状态见图5，图5与图1对比，未画出的控制阀表示是断开

a.下面的控制阀处于关闭状态

控制阀一2，控制阀二3；

b.下面的控制阀处于开启状态

控制阀三4，控制阀四6；

c.储液罐二5内工质液面处于下降阶段；储液罐三7内工质液面处于上升阶段；

d.储液罐二5和储液罐三7内的工质在重力作用下自流至热交换器一8被初步预热，经过热交换器四22被蒸汽循环系统加热，流经热交换器三19进一步被外界能量介质加热，进入涡流管进口10工作；

e.外界能量介质经过热交换器三19进口20进入热交换器三19，由热交换器三19出口21排出，介质被冷却；

f.涡流管冷端9出来的低温工质在压力作用下自流至储液罐一1；

g.涡流管热端出口13出来的高温工质进入热交换器二14进行冷却，再经过热交换器一8再次冷却后，汇入储液罐一1；

当储液罐二5内的工质下降到一定程度，工作流程进入【2】状态；

【2】见图6，图6与图1对比，未画出的控制阀表示是断开

a.下面的控制阀处于关闭状态

控制阀三4和控制阀四6关闭；

b.下面的控制阀处于开启状态

控制阀一2和控制阀二3开启；

c.储液罐二5是空罐状态，而储液罐三7是满罐状态

d.储液罐一1内工质通过控制阀一2流入储液罐二5；

h.储液罐三7内的工质在重力作用下自流至热交换器一8被初步预热，经过热交换器四22被蒸汽循环系统加热，流经热交换器三19进一步被外界能量介质加热，进入涡流管进口10工作；

i.外界能量介质经过热交换器三19进口20进入热交换器三19，由热交换器三19出口21排出，介质被冷却；

j.涡流管冷端9出来的低温工质在压力作用下自流至储液罐一1；

k.涡流管热端出口13出来的高温工质进入热交换器二14进行冷却，再经过热交换器一8再次冷却后，汇入储液罐一1；

当储液罐三7内的工质下降到一定程度，工作流程进入【1】状态，如此周而复始的连续运转；

(二)蒸汽循环系统

【1】初始状态工作时，储液罐五24是满罐状态，而储液罐四15是空罐状态见图5，图5与图1对比，未画出的控制阀表示是断开

a.下面的控制阀处于关闭状态

控制阀六18，控制阀七23；

b.下面的控制阀处于开启状态

控制阀五16，控制阀八25；

储液罐五24内工质液面处于下降阶段；储液罐四15内工质液面处于上升阶段；

当储液罐五24和储液罐四15内的工质在重力作用下自流至热交换器二14被初步预热，经过涡流管热端换热套二12加热，再经过涡流管热端换热套一11加热驱动蒸汽机17工作，然后工质进入热交换器四22被冷却；

当储液罐五24内工质液面下降一定程度，工作流程进入【2】状态；

【2】储液罐四15是满罐状态，而储液罐五24是空罐状态见图6；

a.下面的控制阀处于关闭状态

控制阀五16，控制阀八25；

b.下面的控制阀处于开启状态

控制阀六18，控制阀七23；

工质经热交换器四22冷却后，进入储液罐五24，储液罐四15内的工质继续在重力作用下自流至热交换器二14被初步预热，经过涡流管热端换热套二12加热，再经过涡流管热端换热套一11加热驱动蒸汽机17工作，然后工质进入热交换器四22被冷却，进入储液罐五24，直到储液罐五24被灌满后，工作流程进入【1】状态，如此周而复始的连续运转。

一种物质内能动力工作方法而制造的物质内能动力装置，由储液罐一1，控制阀一2，控制阀二3，控制阀三4，储液罐二5，控制阀四6，储液罐三7，热交换器一8，涡流管冷端出口9，进入涡流管进口10，涡流管热端换热套一11，涡流管热端换热套二12，涡流管热端出口13，热交换器二14，储液罐四15，控制阀五16，蒸汽机17，控制阀六18，热交换器三19，热交换器三19进口20，热交换器三19出口21，热交换器四22，控制阀七23，储液罐五24，控制阀八25组成；

系统连接方式如下：

【15】把涡流管热端出口13用管子与热交换器二14a回路的接口一按图1连接，热交换器二14a回路的接口二用管子与热交换器一8b回路的接口二按图1连接，热交换器一8b回路的接口一用管子与储液罐一1按图1连接；储液罐一1用管子分别与控制阀一2、控制阀二3、涡流管冷端出口9按图1连接；

【16】储液罐二5用管子分别与控制阀一2、控制阀二3、控制阀三4、控制阀四6按图1连接；

【17】储液罐三7用管子分别与控制阀三4、涡流管进口10、热交换器三19a回路接口一、控制阀四6、热交换器一8a回路的接口一按图1连接；

【18】热交换器四22a回路的接口一用管子与热交换器三19a回路接口二按图1连接；热交换器四22a回路的接口二用管子与热交换器一8a回路的接口二按图1连接；

【19】蒸汽机17用管子分别与热交换器四22b回路的接口一、控制阀六18、控制阀五16、储液罐四15、涡流管热端换热套一11回路的接口一按图1连接；

【20】储液罐五24用管子分别与控制阀五16、控制阀六18、控制阀七23、控制阀八25按图1连接；控制阀七23用管子与热交换器四22b回路的接口二按图1连接；

【21】储液罐四15用管子分别与控制阀八25、热交换器二14b回路的接口二按图1连接；热交换器二14b回路的接口一用管子与涡流管热端换热套二12回路的接口二按图1连接；

【22】涡流管热端换热套二12回路的接口一用管子与涡流管热端换热套一11回路的接口二按图1连接；

【23】系统内部低温工质的饱和气压低于涡流管进口10的高温工质蒸气压，压差要达到能够驱动涡流管进行正常工作的压力差，如大于20n/cm²；

【24】储液罐二5的空间位置比储液罐三7的空间位置高，确保储液罐二5内的工质在重力作用下自流至储液罐三7内；

【25】储液罐五24的空间位置比储液罐四15的空间位置高，确保储液罐五24内的工质在重力作用下自流至储液罐四15内；

【26】储液罐四15、热交换器二14b回路、涡流管热端换热套一11、涡流管热端换热套二12、控制阀五16、控制阀六18、蒸汽机17、储液罐五24、控制阀七23、控制阀八25、热交换器四22b回路组成独立的蒸汽循环系统；

【27】由于实际设计需要，工质在重力作用下自流设计可以取消，可采取泵送方式传输工质；

【28】其中热交换器三19连接的位置可以移放在热交换器一8与热交换器四22之间，如按图7方式连接，则储液罐三7用管子分别与控制阀三4、涡流管进口10、热交换器四22a回路的接口一、控制阀四6、热交换器一8a回路的接口一按图7连接；热交换器四22a回路的接口二用管子与热交换器三19a回路接口一按图7连接；热交换器三19a回路接口二用管子与热交换器一8a回路的接口二按图7连接；其余部件按图1连接。

上述储液罐二(5)、储液罐三(7)、储液罐四(15)、储液罐五(24)内都含有隔热液层(y1)，隔热液层y1采用与工质不相容的低挥发性有机油剂，且有机油剂的密度比工质液化状态时的密度低，比工质汽化状态时的密度高；

上面所述的工质可以是含卤素的液态有机化合物、二氧化碳及其他低沸点液态有机化合物等；

上面所述外界能量介质可以是水、空气及其他热载体；

上面所述的蒸汽机17可以是透平机或者是活塞式蒸汽机；

说明书附图中各元件的空间位置不代表实际的位置，每一个换热器可以由多个换热器组成；每个储液罐，可以由多个储液罐组成；涡流管可以根据需要由多支涡流管组成。