專利名稱：將空氣分子按動能分離能得到不同溫度氣體的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及空氣分離裝置，尤其是一種將空氣分子按動能分離能得到不同溫度氣體的裝置。
背景技術(shù)：
目前的空調(diào)在致冷時，需要壓縮致冷劑，利用致冷劑帶走空氣的熱量達到致冷目的，啟動熱源使空氣加熱達到致熱效果，但這兩種情況都要消耗較多能源，且使用致冷劑對環(huán)境存在一定的污染。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的就是提供一種節(jié)約能源、無環(huán)境污染的將空氣分子按動能分離能得到不同溫度氣體的裝置。
本實用新型是利用空氣分子的速率在運動平衡時，呈現(xiàn)麥克斯韋分布的原理而設(shè)計，如要制冷則將被制冷空氣中動能較大的分子分離出去，則剩下的氣體分子就是動能較小的冷氣體；如要制熱，則將被制熱的氣體中分子動能較小的分子分離出去，則剩下的氣體分子就是動能較大的熱氣體。
本實用新型的將空氣分子按動能分離能得到不同溫度氣體的裝置包括內(nèi)、外兩圓筒，內(nèi)圓筒密封套置在外圓筒中，外圓筒固定不動，內(nèi)圓筒可在外圓筒中旋轉(zhuǎn)，外圓筒上設(shè)置進氣管和致熱空氣導(dǎo)管，兩管同軸，且軸線與圓筒軸線相交，并與水平成夾角，內(nèi)圓筒壁上與進氣管和致熱空氣導(dǎo)管相對應(yīng)處分別開有進氣孔、出氣孔，外圓筒上還設(shè)有致冷空氣導(dǎo)管，致冷空氣導(dǎo)管與內(nèi)圓筒相通。
本實用新型的將空氣分子按動能分離能得到不同溫度氣體的裝置的工作原理是氣體從外圓筒上的進氣管進入，它在內(nèi)圓筒壁上的進氣孔進入內(nèi)圓筒的氣體分子水平分速度與進氣孔氣體分子的速度的關(guān)系V水平＝V0Cosα，α為進氣管軸線與水平的夾角，要使氣體從內(nèi)筒壁上的出氣孔出去，則氣體分子的水平速度V水平至少符合條件2r/V水平≤θ/ω即V水平≥2rω/θ其中r--為內(nèi)圓筒半徑、θ--為出氣孔的圓心夾角、ω--為內(nèi)圓筒旋轉(zhuǎn)角速度。又V水平＝V0Cosα也就是V0Cosα≥2rω/θ即V0≥2rω/θCosα，也就是說在內(nèi)圓筒的半徑r、出氣孔的圓心夾角θ、水平夾角α固定時，對任意的一個ω角速度，則有唯一的V0，此時，當(dāng)氣體分子中速度大于V0的分子則全部從出氣孔、致熱氣體管中導(dǎo)出。這部分氣體為熱氣體，留在內(nèi)圓筒中的則為冷氣體，冷氣體從致冷空氣導(dǎo)管排出。
根據(jù)麥克斯韋氣體分子理論，如要制冷，設(shè)制冷后的氣體溫度為T0，則3K T0/m＝∫0V0e-λv2v4dv/∫0V0e-λv2v2dv，其中λ＝m/2KT、K為波耳茲曼常數(shù)、m為分子平均質(zhì)量、T為被制冷氣體溫度、T0為制冷后的氣體溫度。如要致熱，設(shè)致熱后的氣體分子溫度為T0，被致熱氣體的溫度為T，則3K T0/m＝[3K T/m-∫0V0f(v)v2dv]/[1-∫0v0f(v)dv]，根據(jù)上述公式，可運算出要分離出來的氣體分子的速度。經(jīng)理論計算可得以下一組實驗數(shù)據(jù)要將38℃的空氣制冷到20℃則要將950m/s的空氣分子分離出去；要將42℃的空氣制冷到18℃則要將920m/s的空氣分子分離出去。
本實用新型的將空氣分子按動能分離能得到不同溫度氣體的裝置，無需壓縮致冷劑，就能達到致冷目的，也無需啟動熱源使空氣加熱達到致熱效果。同時，它還不存在環(huán)境污染的問題，是一種節(jié)能、環(huán)保的制冷、制熱設(shè)備。


圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的軸向截面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖1的徑向截面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
一種將空氣分子按動能分離能得到不同溫度氣體的裝置包括內(nèi)圓筒2、外圓筒3，內(nèi)圓筒2密封套置在外圓筒3中，外圓筒3固定不動，內(nèi)圓筒2可在外圓筒3中旋轉(zhuǎn)，外圓筒3上設(shè)置進氣管1和致熱空氣導(dǎo)管4，兩管同軸，且軸線與內(nèi)外圓筒軸線相交，并與水平成夾角α，內(nèi)筒壁2上與進氣管1和致熱空氣導(dǎo)管4相對應(yīng)處分別開有進氣孔7、出氣孔6，出氣孔6的圓心夾角為θ，外圓筒3上還設(shè)有致冷空氣導(dǎo)管5，致冷空氣導(dǎo)管5與內(nèi)圓筒2相通。
權(quán)利要求1.一種將空氣分子按動能分離能得到不同溫度氣體的裝置包括內(nèi)圓筒(2)、外圓筒(3)，其特征在于內(nèi)圓筒(2)密封套置在外圓筒(3)中，外圓筒(3)固定不動，外圓筒(3)上設(shè)置進氣管(1)和致熱空氣導(dǎo)管(4)，兩管同軸，且軸線與內(nèi)外圓筒軸線相交，內(nèi)筒壁(2)上與進氣管(1)和致熱空氣導(dǎo)管(4)相對應(yīng)處分別開有進氣孔(7)、出氣孔(6)，外圓筒(3)上還設(shè)有致冷空氣導(dǎo)管(5)，致冷空氣導(dǎo)管(5)與內(nèi)圓筒(2)相通。
專利摘要一種將空氣分子按動能分離能得到不同溫度氣體的裝置包括內(nèi)、外兩圓筒，內(nèi)圓筒密封套置在外圓筒中，外圓筒固定不動，內(nèi)圓筒可在外圓筒中旋轉(zhuǎn)，外圓筒上設(shè)置進氣管和致熱空氣導(dǎo)管，兩管同軸，且軸線與圓筒軸線相交，并與水平成夾角，內(nèi)圓筒壁上與進氣管和致熱空氣導(dǎo)管相對應(yīng)處分別開有進氣孔、出氣孔，外圓筒上還設(shè)有致冷空氣導(dǎo)管，致冷空氣導(dǎo)管與內(nèi)圓筒相通。本實用新型利用空氣分子的速率在運動平衡時，呈現(xiàn)麥克斯韋分布的原理而設(shè)計，它無需壓縮致冷劑，就能達到致冷目的，也無需啟動熱源使空氣加熱達到致熱效果，同時，它還不存在環(huán)境污染的問題，是一種節(jié)能、環(huán)保的制冷、制熱設(shè)備。
文檔編號F25J3/04GK2758665SQ20042007616
公開日2006年2月15日 申請日期2004年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月2日
發(fā)明者王洪 申請人:王洪