початок розділу Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві	хитрощі майстру електроніка фізика технології винаходи	таємниці космосу таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу
Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання)

ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2251645

нагрівальні пристрої

Ім'я винахідника: Муришев Є.Ю. (RU); Ван Ден Торен Хендрік (DE); Баклунов А.М. (RU); Хагажеев Д.Т. (RU); Соколов В.С. (RU)
Ім'я патентовласника: Муришев Євген Юрійович
Адреса для листування: 117342, Москва, вул. Миклухо-Маклая, д. 65, корп. 4, кв. 34, пат.пов. І.Л.Стояченко
Дата початку дії патенту: 2003.07.18

Винахід відноситься до нагрівальних пристроїв і може бути використано в різних галузях промисловості, де потрібно нагрів рідини. Нагрівальний пристрій містить генератор теплової енергії, систему передачі тепла споживачеві, пов'язані між собою в замкнутий контур за допомогою виходу та повернення води. В даному контурі розташований мережевий насос і встановлений з прямим і зворотним трубопроводами хоча б один трубопровід рециркуляції, в якому розміщений хоча б один елемент, що містить конфузор, дифузор і виконану між дифузором і конфузорів хоча б одну кільцеву канавку. Спосіб експлуатації нагрівального пристрою включає перекачування теплоносія в контурі, що включає розташований в трубопроводі рециркуляції хоча б один елемент, що містить конфузор і дифузор. При цьому перекачування теплоносія виробляють під тиском, що виключає появу кавітації в потоці теплоносія. Таке виконання нагрівального пристрою і спосіб його експлуатації дозволяє оптимально споживати енергію для отримання тепла, регулювати передачу тепла споживачеві.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до нагрівальних пристроїв і може бути використано в різних галузях промисловості та побуті, скрізь, де потрібно нагрів будь-яких пристроїв, ділянок простору або площ.

Відомо нагрівальний пристрій, що містить генератор теплової енергії, систему передачі тепла споживачеві, пов'язані між собою в замкнутий контур за допомогою виходу та повернення води, розташований в даному контурі мережевий насос і встановлений з прямим і зворотним трубопроводами хоча б один трубопровід рециркуляції (Авторське свідоцтво СРСР N 1019180 , 1983).

Цей пристрій не забезпечує задовільну економію палива чи іншого теплонесущего агента в генераторі теплової енергії у всіх випадках.

Було поставлено завдання створення такого нагрівального пристрою, яке забезпечило б підвищену економію палива чи іншого теплонесущего агента в генераторі теплової енергії в більшості застосовуваних на практиці випадків.

Дане завдання було вирішене цього винаходу.

У нагрівальному пристрої, що містить генератор теплової енергії, систему передачі тепла споживачеві, пов'язані між собою в замкнутий контур за допомогою виходу та повернення води, розташований в даному контурі мережевий насос і встановлений з прямим і зворотним трубопроводами хоча б один трубопровід рециркуляції, відповідно до винаходу трубопровід рециркуляції містить хоча б один елемент, що містить конфузор, дифузор і виконану між дифузором і конфузорів хоча б одну кільцеву канавку.

В одному з варіантів виконання винаходу в якості мережевого насоса пристрій містить насос з постійною витратою рідини, що перекачується.

При цьому нагрівальний пристрій може містити, принаймні, два трубопроводи рециркуляції, встановлені з можливістю перекачування рідини в протилежних по відношенню один до одного напрямках.

Елемент трубопроводу рециркуляції може містити 2-7 кільцевих канавок.

Нагрівальний пристрій може бути виконано з можливістю регулювання діаметра отвору для проходження рідини.

У цьому варіанті виконання нагрівальний пристрій в якості мережевого насоса може містити насос з постійною витратою рідини, що перекачується, а система передачі тепла споживачеві при цьому містить хоча б один насос з керованим витратою рідини, що перекачується.

Система передачі тепла і може містити хоча б дві паралельно розташовані лінії обігріву, кожна з яких містить насос з керованим витратою рідини, що перекачується.

У цих варіантах виконання нагрівальний пристрій може містити керуючий блок, пов'язаний з хоча б одним елементом, вибраним з групи, що включає елемент трубопроводу рециркуляції з регульованим отвором, насоси з керованим витратою рідини, що перекачується і пристрій для регулювання генерації тепла в генераторі теплової енергії.

В іншому варіанті виконання нагрівальний пристрій в якості мережевого насоса може містити насос з керованим витратою рідини, що перекачується.

У цьому варіанті виконання нагрівальний пристрій може бути виконано з можливістю регулювання діаметра отвору для проходження рідини.

У цьому варіанті виконання система передачі тепла споживачеві може містити хоча б один насос з керованим витратою рідини, що перекачується.

При цьому система передачі тепла може містити хоча б дві паралельно розташовані лінії обігріву, кожна з яких містить насос з керованим витратою рідини, що перекачується.

В даному варіанті виконання нагрівальний пристрій може містити керуючий блок, пов'язаний з хоча б одним елементом, вибраним з групи, що включає елемент трубопроводу рециркуляції з регульованим отвором, насоси з керованим витратою рідини, що перекачується і пристрій для регулювання генерації тепла в генераторі теплової енергії.

Нагрівальний пристрій може містити встановлений паралельно трубопроводу рециркуляції сумішевих теплообмінник, що містить два входи і два виходи, при цьому входи розташовані з нижнього торця теплообмінника, а виходи з верхнього торця, при цьому один з входів і один з виходів пов'язані з подає трубопроводом, а інші вхід і вихід зі зворотним трубопроводом, зазначені входи і виходи розташовані по дотичній до внутрішньої поверхні теплообмінника.

При такому варіанті виконання сумішевих теплообмінник переважно виконаний циліндричним.

Елемент трубопроводу рециркуляції, що містить конфузор, дифузор і виконану між дифузором і конфузорів хоча б одну кільцеву канавку, при проходженні через нього реціркуліруемая рідини, як було показано при випробуваннях, призводить до виділення тепла, наприклад, за рахунок створення специфічних вихрових потоків рідини, фазових структурних переходів і інших можливих чинників. При цьому, як було показано, саме таке виконання елемента трубопроводу рециркуляції є оптимальним з точки зору найбільш економічного перерозподілу теплових потоків в контурі. Це в кінцевому рахунку призводить до підвищення економії палива або іншого теплонесущего речовини.

Крім того, за рахунок зменшення опору потоку рідини в генераторі теплової енергії (наприклад, паровому котлі, де застосовуються вузькі трубки, що створюють великий опір потоку рідини) за рахунок протікання частини рідини в обхід генератора теплової енергії зменшується витрата електроенергії, споживаної мережевим насосом для перекачування рідини або іншого теплоносія в контурі.

Як мережевого насоса доцільно застосовувати насос з постійною витратою рідини, що перекачується, наприклад звичайний відцентровий насос. Це пов'язано з тим, що застосування насоса з керованим витратою рідини, що перекачується вимагає відносно дорогих керуючих електронних пристроїв.

Однак при наявності можливості можна використовувати і насос з керованим витратою рідини, що перекачується.

Якщо система передачі тепла містить принаймні два трубопроводи рециркуляції з можливим перенесенням рідини в протилежному напрямку, це призводить до зниження сопроотівленія потоку на ділянці розташування системи передачі тепла споживачеві і до подальшої оптимізації витрати енергії.

Вищезгаданий елемент трубопроводу рециркуляції працює найбільш ефективно, якщо даний елемент містить 2-7 кільцевих конавок.

Для подальшої оптимізації перерозподілу теплових потоків нагрівальний пристрій виконують з можливістю регулювання діаметра отвору для пригоди рідини, наприклад отвори, що знаходиться у вищезгаданому елементі трубопроводу рециркуляції. Регулювання можна проводити відомими засобами, наприклад, за допомогою розсовує діафрагми.

Якщо в цьому варіанті виконання нагрівальний пристрій містить в якості мережевого насос з постійною витратою рідини, що перекачується, то система передачі тепла споживачеві при цьому може містити хоча б один насос з керованим витратою рідини. Це дозволяє регулювати передачу тепла споживачеві і, отже, призводить до економії палива (тепловиділяючого агента).

У цих варіантах виконання нагрівальний пристрій може містити керуючий блок, пов'язаний з хоча б одним з елементів, вибраних з групи, що включає елемент трубопроводу рециркуляції з регульованим отвором, насоси з керованим витратою і пристрій для регулювання генерації тепла в генераторі теплової енергії. Це дозволяє забезпечити автоматичне регулювання параметрів нагрівального пристрою і параметрів теплообміну для досягнення найбільшої економії палива або іншого тепловиділяючого агента, в тому числі регулювання для компенсації змін, пов'язаних з добовим зміною температури.

Додаткова оптимізація витрат палива і перенаправлення потоків тепла відбувається при роботі варіанти виконання пристрою, в якому паралельно трубопроводу рециркуляції встановлений сумішевих теплообмінник, що містить два входи і два виходи, при цьому входи розташовані з нижнього торця теплообмінника, а виходи з верхнього торця, при цьому один з входів і один з виходів пов'язані з подає трубопроводом, а інші вхід і вихід зі зворотним трубопроводом, зазначені входи і виходи розташовані по дотичній до внутрішньої поверхні теплообмінника. У такому варіанті виконання "дуже гаряча" рідина з трубопроводу, що подає змішується з холодною рідиною із зворотного трубопроводу, після теплообміну в контур подається оптимально нагріта вода, а в генератор теплової енергії - тепліша, що дозволяє економити на витратах пального.

Важливим для досягнення поставленого завдання є спосіб експлуатації вищеописаного нагрівального пристрою. Відомі пристрої аналогічного призначення (наприклад, патент Росії №2096695, 1997), призначені для роботи в кавітаційному режимі прокачування рідини. Однак, як було показано, цей режим не є оптимальним для вирішення завдання економії споживаного палива. Крім того, як відомо ( "Кавітаційні труби", А.С.Горшков і А.А.Русецкій, вид-во "Суднобудування", Л., 1972, стр.5-23) (1), що працюють в режимі кавітації пристрої є гучними, мають відносно високий рівень вібрації, швидко руйнуються. Тому в пропонованому способі експлуатації нагрівального пристрою, що включає перекачування теплоносія в контурі, дану перекачку виробляють під тиском, що виключає появу кавітації в потоці теплоносія. Параметри потоку підбираються за рекомендаціями, описаним в (1).

Винахід ілюструється наступними кресленнями.

На Фиг.1 зображена загальна схема нагрівального пристрою.

На Фіг.2 показаний елемент трубопроводу рециркуляції в розрізі. На Фіг.3 зображено нагрівальний пристрій у варіанті виконання з двома трубопроводами рециркуляції.

На фіг.4 зображений варіант виконання нагрівального пристрою, що містить п'ять паралельно розташованих ліній обігріву, кожна з яких містить насос з керованим витратою рідини, що перекачується, а й керуючий блок.

На Фіг.5 показаний варіант виконання нагрівального пристрою, що містить в якості мережевого насоса насос з керованим витратою рідини, що перекачується.

На Фіг.6 показаний варіант виконання нагрівального пристрою з сумішевих теплообмінником.

На Фіг.7 показані перетину А-А і В-В фіг.6.

Нагрівальний пристрій містить генератор теплової енергії - паровий котел 1, що подає 2 і зворотний 3 трубопроводи, мережевий насос 4, радіатор 5 для передачі тепла в нагреваемое приміщення. Позицією 6 позначений трубопровід рециркуляції з елементом 7, що містить конфузор 8, дифузор 9 і виконані між конфузорів 8 і дифузором 9 кільцеві канавки 10 і 11. Паралельно розташовані лінії обігріву 12 (фіг.4) містять насоси 13 з керованим витратою рідини, що перекачується. Пристрій містить керуючий блок 14, пов'язаний електрично з паровим котлом 1, регульованим отвором в елементі трубопроводу 7 і кожним з насосів 13.

Пристрій працює наступним чином. При включенні насоса 4 він починає перекачувати рідину по замкнутому контуру. Рідина надходить у паровий котел 1 і нагрівається до заданої температури, після чого через подаючий трубопровід 2 надходить в радіатор 5, через який віддає тепло споживачеві, і потім повертається за зворотною трубопроводу 3 до насоса 4. При цьому частина рідини надходить не в паровий котел 1 , а через трубопровід рециркуляції 6 і його елемент 7 надходить у вхідний трубопровід 2, де змішується з гарячою водою, яка надходить з котла 1. при цьому при проходженні елемента 7 рідина частково розігрівається, з тому числі в результаті швидкості вихрових потоків і фазових структурних переходів. При наявності в нагрівальному пристрої керуючого блоку 14, який отримує сигнали від датчиків температури, розташованих в опалювальному приміщенні, при відхиленні температури від заданої виробляє відповідні сигнали, що подаються на керований регулятор подачі палива в котлі 1, регульовану діафрагму в елементі 7 і на насоси 13 і 4.

У варіанті з сумішевих теплообмінником 15 нагріта рідина надходить на вхід 16 теплообмінника, де за рахунок розташування осі входу по дотичній до внутрішньої поверхні теплообмінника рідина вступає в обертальний рух і змішується з охолодженою рідиною, що надходить на вхід 17. Обидва потоки рідини, перебуваючи в обертальному русі , змішуються і переміщаються (вгору) до виходів 18 і 19, пов'язаним відповідно з подає і зворотним трубопроводами.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Нагрівальний пристрій, що містить генератор теплової енергії, систему передачі тепла споживачеві, пов'язані між собою в замкнутий контур за допомогою виходу та повернення води, розташований в даному контурі мережевий насос, і встановлений з прямим і зворотним трубопроводами хоча б один трубопровід рециркуляції і хоча б один елемент, що містить конфузор, дифузор і виконану між дифузором і конфузорів хоча б одну кільцеву канавку, що відрізняється тим, що згаданий елемент, що містить конфузор і дифузор, розташований в трубопроводі рециркуляції з можливістю роботи в режимі, що виключає появу кавітації, а виконана між дифузором і конфузорів канавка має кільцеву форму.

2. Нагрівальний пристрій по п.1, що відрізняється тим, що в якості мережевого насоса воно містить насос з постійною витратою рідини, що перекачується.

3. Нагрівальний пристрій по п.1, що відрізняється тим, що воно містить, принаймні, два трубопроводи рециркуляції, встановлені з можливістю перекачування рідини в протилежних по відношенню один до одного напрямках.

4. Нагрівальний пристрій по п.1, що відрізняється тим, що елемент трубопроводу рециркуляції містить 2-7 кільцевих канавок.

5. Нагрівальний пристрій по п.1, що відрізняється тим, що воно виконано з можливістю регулювання діаметра отвору для проходження рідини.

6. Нагрівальний пристрій по п.5, що відрізняється тим, що в якості мережевого насоса воно містить насос з постійною витратою рідини, що перекачується, а система передачі тепла споживачеві містить хоча б один насос з керованим витратою рідини, що перекачується.

7. Нагрівальний пристрій по п.6, що відрізняється тим, що система передачі тепла містить хоча б дві паралельно розташовані лінії обігріву, кожна з яких містить насос з керованим витратою рідини, що перекачується.

8. Нагрівальний пристрій за допомогою одного з пп.5, 6 або 7, що відрізняється тим, що воно містить керуючий блок, пов'язаний з хоча б одним елементом, вибраним з групи, що включає елемент трубопроводу рециркуляції з регульованим отвором, насоси з керованим витратою рідини, що перекачується і пристрій для регулювання генерації тепла в генераторі теплової енергії.

9. Нагрівальний пристрій по п.1, що відрізняється тим, що в якості мережевого насоса воно містить насос з керованим витратою рідини, що перекачується.

10. Нагрівальний пристрій по п.9, що відрізняється тим, що воно виконано з можливістю регулювання діаметра отвору для проходження рідини.

11. Нагрівальний пристрій по п.9, що відрізняється тим, що система передачі тепла споживачеві містить хоча б один насос з керованим витратою рідини, що перекачується.

12. Нагрівальний пристрій по п.11, що відрізняється тим, що система передачі тепла містить хоча б дві паралельно розташовані лінії обігріву, кожна з яких містить насос з керованим витратою рідини, що перекачується.

13. Нагрівальний пристрій за допомогою одного з пп.9, 10, 11 або 12, який відрізняється тим, що воно містить керуючий блок, пов'язаний з хоча б одним елементом, вибраним з групи, що включає елемент трубопроводу рециркуляції з регульованим отвором, насоси з керованим витратою перекачується рідини, і пристрій для регулювання генерації тепла в генераторі теплової енергії.

14. Нагрівальний пристрій по п.1, що відрізняється тим, що паралельно трубопроводу рециркуляції встановлений сумішевих теплообмінник, що містить два входи і два виходи, при цьому входи розташовані з нижнього торця теплообмінника, а виходи з верхнього торця, при цьому один з входів і один з виходів пов'язані з подає трубопроводом, а інші вхід і вихід зі зворотним трубопроводом, зазначені входи і виходи розташовані по дотичній до внутрішньої поверхні теплообмінника.

15. Нагрівальний пристрій по п.14, що відрізняється тим, що сумішевих теплообмінник виконаний циліндричним.

16. Спосіб експлуатації нагрівального пристрою по п.1, що включає перекачування теплоносія в контурі, що включає розташований в трубопроводі рециркуляції хоча б один елемент, що містить конфузор і дифузор, який відрізняється тим, що перекачування теплоносія виробляють під тиском, що виключає появу кавітації в потоці теплоносія.

Версія для друку
Дата публікації 30.01.2007гг

НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ
	Технологія виготовлення універсальних муфт для бесварочного, безрезьбовиє, бесфлянцевого з'єднання відрізків труб в трубопроводах високого тиску (мається відео)
	Технологія очищення нафти і нафтопродуктів
	Про можливість переміщення замкнутої механічної системи за рахунок внутрішніх сил
	Світіння рідини в тонких діелектричних каналох
	Взаємозв'язок між квантової і класичної механікою
	Міліметрові хвилі в медицині. Новий погляд. ММВ терапія
	магнітний двигун
	Джерело тепла на базі нососних агрегатів