流体动力式声能供暖装置 【技术领域】
本发明涉及一种流体声能利用装置，特别是涉及一种流体动力式声能供暖的装置、或一种流体动力式声能供非沸腾热水的装置；或一种流体动力式声能对某种非水流体的加热装置、或一种流体动力式声能供该种热流体的装置。
技术背景
“自然界有多种形式的能量，如光能、微波能等，声能是其中的一种。①”同其它能量一样、声能是可为人类所利用的能量。
声学按人耳是否可听的频率将声能全声域分为超声声能与可听声声能。
迄今为止的声能应用多局限于超声领域是由于三个原因：首先声能的应用是从以超声获取信息开始的，因为超声对物质的穿透性强，如应用于声纳、超声探伤等；其次大功率的可听声应用易形成噪声污染；最后，可听声地利用“还会出现另一个问题，就是声能装置将变得很庞大。②”也就是说，如果当该三个原因不再构成某项应用技术的障碍时，可听声频段的声能同样可以为人类所利用。
本发明不局限于超声范围而涉及全声域范围，因此，在本技术背景中引述著作的内容中凡是提到超声、强超声或功率超声的论述，均应理解为既包括超声声能也包括可听声声能。
大功率的超声简称为功率超声。“功率超声是利用超声振动形式的能量使物质的一些物理、化学和生物特性或状态发生改变，或者使这种改变的过程加快的一门技术。③”“强超声在媒介中传播时，会产生一系列效应，如力学效应、热学效应、化学效应和生物效应等等......在热学效应中有声能被吸收而引起的整体加热、或边界处的局部加热。④”
声能的产生方法有两种：“一种是利用电声换能器产生超声，另一种是利用流体作动力来产生的可听声或超声。⑤”“流体动力式声能发生器的基本类型可分为三种：气流式：如哈脱曼哨、旋笛等；液流式：如簧片哨；气液式：既可以用高速气体，也可以用高速液体作动力源来产生声和超声波，如旋涡哨，圆板哨就是这种发声器的典型代表。⑥”
“流体动力式声能发生器是以流体为动力源，利用调整液体或高速气体来产生可听声与超声的发生器。它的独特优点是结构简单、造价低、处理量大，操作方便，经久耐用，⑦”并且更重要的是它的“耗能小，动力源方便，因而很适合于工业应用。⑧”虽然理论上流体动力式声能发生器具有该七种优点，但要研制出如本发明的流体动力式声能供暖装置必须跨越从理论的可能性达到技术现实性之间的距离。
“目前流体动力式声能发声器在工业应用方面已显示出它的独特优点，展示出它的巨大生命力。然而，由于...其中涉及到的数学处理非常困难，因而至今...发声机理还没有得到较为令人满意的解释，大部分的研究仅限于有关实验现象分析。在一系列的应用中，主要基于经验公式以及具体不同的状况的实验曲线给出的结果与特征趋势来考虑问题。对于实际要求来说，理论上的精确预示与计算有关的声波特征，如频率、强度、声场分布等等，无疑能更有利于它的应用以及控制。因而，对流体动力发声器声波的产生和特征的进一步研究是今后值得深入探讨的研究方向。⑨”这段论述可以解释为什么至今流体声能的利用远远落后于其它形式的能量的利用，可以说明该流体动力式声能供暖装置作为发明的实际意义。
技术背景部份的注释：
注1：《超声学》应崇福著；科学出版社出版；【京】新登字092号；
1990年12月第一版1993年12月第二次印刷。
注2：本技术背景中“”内的内容引自《超声学》的以下章、节、页：
①......引自该著作第一章第1.2节第4页；
②......引自该著作第一章第1.2节第5页；
③......引自该著作第七章第7.1节第456页；
④......引自该著作第七章第7.1节第456页；
⑤......引自该著作第七章第7.2节第457页；
⑥......引自该著作第七章第7.3节第495页；
⑦......引自该著作第七章第7.3节第495页；
⑧......引自该著作第七章第7.3.6节第506页；
⑨......引自该著作第七章第7.3.6节第506页。
目的
本发明的目的之一在于对满足冬季供暖的需求或满足非沸腾热水的需求提供一种具有独特吸引力的选择方式，即流体动力式声能供暖装置。
本发明的目的之二在于在提供冬季供暖和非沸腾热水的效用之外，还可以作为对如权力要求9所述的某种非水流体的加热装置、或一种提供该种热流体的装置。
本发明的目的之三是可以将该装置作为某种致冷系统的供热源装置部份。
有益效果
该装置的独特吸引力主要来自于它的环境效益。
本发明可从多种动力源中选择动力，例如选择电力或内燃机。如该装置选择电力作为动力，本发明环境效益之一是可以避免采用燃煤、燃煤浆、燃油、燃天然气、燃液化石油气等供暖方式或供非沸腾热水方式在城市的稠密人口区域所造成的大气环境污染、或因某种特殊原因对大气环境污染实施严格控制的地区、如著名文化遗产所在区域、或风景名胜区域所造成的大气环境污染。
环境效益之二是该流体动力式声能供暖装置中的两种特定的流动介质之一如选用直接使用符合国家有关标准的自来水厂的供水、在其中不加入任何添加剂如软化剂、或除垢剂、或防腐剂并且对其不进行任何再加工或再处理，在声能供暖装置的新水灌注和该装置启动、运行、供暖季节结束该装置停止运行以及供暖季节结束废水排放的全过程里，能够符合今天或今后国家关于城市废水排放的严格的管制标准。
该流体动力式声能供暖装装置的独特吸引力其次来自于它的可移动性，它的体积、动力、噪声、对动力源种类的要求、对该装置所在场所的要求以及其操作控制、维修的条件容许将该装置制造为可移动式供暖设施，从而可以满足某些临时的或需要移动的供暖或供热水的需求，如满足野外场所或临时场所的供暖或供热水的需求，或铁路旅客列车或舰船或大型机动车辆的此类需求。
该流体动力式声能供暖装置的独特吸引力其次还来自于它的体积、噪声、对该装置所在建筑的要求以及其操作控制、维修的条件容许将该装置直接安装于所供暖或所供热水的建筑中或建筑近旁，从而可以避免远距离供暖或供热水时管道的热损耗。
技术方案
该流体动力式声能供暖装置的技术核心是该装置所具有的两个流体动力式声能发生器(附图一的1、2)，该两个流体动力式声能发生器分别以其内腔通过的两种不同的流体为动力产生声能、并且该两个流体动力式声能发生器产生的声能向时分别转化为作为动力的该流体中的热能。尤其是特定的液体流动介质之二的某种非水液体如矿物油经流体动力式声能发生器加热后它的温度高于经声能发生器加热后的特定的液体流动介质之一如水的温度，在热交换器中(附图一的9)它将已经被流体动力式声能发生器加热的水进行第二次加热。
该流体动力式声能供暖装置的分别驱动两种特定液体流动介质使两个声能发生器工作的两个泵(附图一的6、7)以及为驱动水通向供暖空间的散热器的专设的泵，可以通过对这三个泵的输入功率的调节和开关，调节供暖空间的温度。
该流体动力式声能供暖装置的分别驱动两种液体流动介质使两个声能发生器工作的两个泵以及为驱动水通向供暖空间的散热器的专设的泵(附图一的8)，可以通过对该三个泵的额定功率的选择或多机组并联供暖方式，满足不同面积的供暖空间或供热水的供暖需求。
该流体动力式声能供暖装置的专设的泵将热交换器流出的水(附图一的13)驱动流向供暖空间的散热器。
该流体动力式声能供暖装置中的某种非水液体如矿物油，其特征是它被流体动力式声能发生器加温后沿所在的循环管路进入热交换器释放热能后随即进入下一个加热循环。
电子控制箱依据对室外、室内的两组温度数据的实时测试为依据，根据使用者自主设定的所需温度值，可自动调节机组功率提供采暖空间所需温度。
该装置可对采暖空间进行24小时连续不间断供暖。
说明书附图一：流体动力式声能供暖装置的结构示意图
流体动力式声能发生器..........................附图标记1、2
动力源、如电动机或内燃机......................附图标记3、4、5
泵............................................附图标记6、7、8
热交换器......................................附图标记9
流体介质之一如水..............................附图标记10
流体介质之二某种非水液体如矿物油..............附图标记1l
供暖循环水的回水口............................附图标记12
供暖循环水的出水口............................附图标记13
液面..........................................附图标记14、15
电子控制箱....................................附图标记16
说明书附图二：流体动力式声能供暖装置实施例的
正视图和局部剖视图
热交换器，与2、3、8、13、l7相连................附图标记1
对特定的流动介质之一如水加温的的流体动力式声能发生器，与1、4、
11、相连......................................附图标记2
对特定的流动介质之二如非水液体如矿物油加温的的流体动力式声能发生器，与1、12和14相连.............................附图标记3
泵，与9、10、11相连...........................附图标记4
泵，与12、13相连..............................附图标记14
两台电动机....................................附图标记5、6
支架..........................................附图标记7
管口，与按具体采暖设施选定的通向上水口的扬程泵相连......
...............................................附图标记8
补水管口.......................................附图标记9
从采暖设施返回的回水管.........................附图标记10
管路、与2、4相连...............................附图标记11
管路、与3、14相连..............................附图标记12
管路、与1、14相连..............................附图标记13
管路、与4、9、10相连...........................附图标记16
排水管口.......................................附图标记17
电子控制箱.....................................附图标记18
实施例
本实施例对应于“说明书附图二”
两台电动机每台的功率各为7.5千瓦；
供暖容积为900平方米×3米的符合国家关于冬季采暖建筑外墙标准和门窗的房屋；
扬程泵按具体采暖设施的高度选定；
特定的流动介质之一直接使用北京地区的自来水即硬水；
特定的流动介质之二使用320℃导热矿物油；
实施例的效果：
不仅达到、并且超过北京市政府关冬季居民住房供暖的温度要求；电子控制箱依据对室外、室内的两组温度数据的实时测试为依据，根据使用者在18℃～24℃的温度区间自主设定的所需温度值，可自动调节机组功率提供采暖空间所需温度。
对采暖空间可24小时连续不间断供暖。
该装置供暖达到意想不到的节能效果。
该装置运行不对大气环境造成任何污染。
在该装置的新水灌注和启动、运行、供暖季节结束该装置停止运行以及供暖季节结束废水排放的全过程里在其中不加入任何添加剂如软化剂、或除垢剂、或防腐剂并对其不进行任何再加工或再处理的情况下，该装置和管路内腔不形成水垢，所排放的供暖循环水符合国家关于城市废水排放的管制标准。
关于实施例的两点说明：
本实施例的两个流体动力式声能发生器即声哨的具体结构和制造方法属于本发明人保留的技术诀窍秘密；
本实施例中电动机和泵均使用发明人特指的润滑油添加剂。