| 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) | |||
Навігація: => |
На головну / Каталог патентів / В розділ каталогу / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2190162
ТЕРМОГЕНЕРІРУЮЩАЯ ВСТАНОВЛЕННЯ
Ім'я винахідника: Курносов Н.Е .; Пічугін В.М .; Кузнєцов В.І .; Курносов С.Н.
Ім'я патентовласника: Курносов Микола Юхимович
Адреса для листування: 440062, г.Пенза, пр-т Будівельників, 86, кв.65, Н.Е.Курносову
Дата початку дії патенту: 2001.05.03
Винахід використовується в житлово-комунальному господарстві, в різних галузях промисловості для опалення та гарячого теплопостачання, а й для автономного нагріву різних рідин. Термогенерірующая установка містить теплообмінну обойму з вихідним патрубком, всередині якої встановлена циліндрична вихрова труба, що складається з трьох частин: першого циліндричного корпусу з тангенціальним сопловим введенням і виходом на одному кінці, другого циліндричного корпусу з гальмівним пристроєм і виходом на протилежному кінці і центральній частині у вигляді порожнистої спіралі з вхідним і вихідним патрубками, витки якої жорстко з'єднані один з одним. Технічний результат: підвищення ефективності теплопередачі, розширення функціональних можливостей.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до генерування тепла екологічно чистим способом і може бути використано в житлово-комунальному господарстві, в різних галузях промисловості для опалення та гарячого теплопостачання, а й для автономного нагріву різних рідин.
Відома теплогенерирующая установка "ТГУ-1" за патентом 2079056, 6 F 24 D 3/02 (опубл. 10.05.97), яка включає бак-акумулятор з встановленими в ньому по центральній осі нагрівальним елементом, спірально-навивних теплоприемником-випарником, що обрамляють нагрівальний елемент і сепаратором гарячої та холодної води. Нагрівальний елемент виконаний у вигляді вихрової циліндричної трубки з тангенціальним введенням і односпрямованої з ним гвинтовою нарізкою на внутрішній поверхні трубки.
Спільними ознаками заявляється пристрою і аналога є наявність бака-акумулятора, нагрівального елементу у вигляді вихровий циліндричної трубки і спірально-навивних теплоприемника. Вихрова циліндрична трубка має тангенціальний введення і односпрямовану з ним кручені нарізку на внутрішній поверхні. Вихрова циліндрична трубка має отвори для випуску нагрітого теплоносія в порожнину бака-акумулятора. Бак-акумулятор має вхідні і вихідні патрубки.
Недоліком аналога є зниження ефективності теплопередачі від нагрівального елементу в спірально-навивний теплоприемник, що обрамляє нагрівальний елемент, так як частина енергії витрачається не тільки на нагрів теплоносія, а й забирається поверхнею вихровий циліндричної трубки. Іншим недоліком є неможливість використання конструкції для нагріву різних рідин, так як всі магістралі взаємопов'язані між собою і відсутній автономний контур циркуляції, що обмежує функціональні можливості установки.
Найбільш близькою до заявляється пристрою є "Система теплопостачання споживачів" за заявкою на винахід 95108158, 6 F 24 D 3/02 (опубл. 10.02.97). Система містить замкнутий контур циркуляції рідкого теплоносія, теплогенератор, стимул руху теплоносія з приводом, розширювальний бак, прямий і зворотний трубопроводи, запірно-регулюючу арматуру і пристрій автоматичного регулювання температури теплоносія з датчиком температури і ланцюгами управління. Система забезпечена акумуляційної баком, пов'язаним з лініями гарячого і холодного водопостачання та теплообмінником, встановленим всередині нього, де і розміщені датчик температури і теплогенератор, який виконаний у вигляді вихрової труби з тангенціальним введенням теплоносія через конфузор і форсунку від спонукача руху; на виході теплоносія з вихровий труби розміщений гаситель швидкості, пристрій автоматичного регулювання температури додатково містить блок управління, пов'язаний ланцюгами управління з датчиком температури і приводом спонукача руху, який встановлений на акумуляційний баку, бак з'єднаний з додатково введеним трубопроводом, який і з'єднаний з побудником руху, прямий трубопровід підключений через запірно-регулюючу арматуру до акумуляційного баку, а зворотний з'єднаний з додатковим трубопроводом через запірно-регулюючу арматуру.
Спільними ознаками прототипу і заявляється пристрою є наявність акумуляційного бака, всередині якого розміщений теплогенератор у вигляді вихровий труби з тангенціальним введенням теплоносія. На виході з вихровий труби розміщений гаситель швидкості (гальмівний пристрій). Акумулююча ємність має вхідні і вихідні патрубки. Усередині бака розміщений теплообмінник для гарячого водопостачання.
Недоліком прототипу є зниження ефективності теплопередачі від теплогенератора в вигляді вихровий труби до обрамляють її теплообміннику, так як вода, що надходить в теплообмінник, потрапляє в "холодну" зону вихровий труби, що знижує динаміку теплообміну.
Крім того, прототип має обмежені функціональні можливості, так як теплообмінник призначений для нагрівання холодної води і має один незалежний контур циркуляції.
Технічною задачею, що вирішується заявляється пристроєм, є підвищення ефективності теплопередачі за рахунок збільшення поверхні теплообміну всередині вихровий труби, а й розширення функціональних можливостей шляхом здійснення одночасного нагріву різних змішуються між собою рідин.
Завдання вирішена тим, що в термогенерірующей установки, яка містить теплообмінну обойму з вихідним патрубком, всередині якої встановлена циліндрична вихрова труба з тангенціальним сопловим введенням і виходом на одному кінці першого циліндричного корпусу, гальмівним пристроєм і виходом на протилежному кінці другого циліндричного корпусу, відповідно до винаходу передбачено наступне . Центральна частина циліндричної вихровий труби виконана у вигляді порожнистої спіралі з вхідним і вихідним патрубками, витки якої жорстко з'єднані один з одним.
Витки спіралі навито під кутом 10-14 o щодо перпендикуляра до осі вихровий труби.
Порожня спіраль виконана одно-, дво-, або n-заходная, а й многорядной.
Порожня спіраль виконана спеціального профілю, наприклад напівкруглої, квадратної або трикутної.
На вході в спіраль на заданій відстані встановлені лопаті для додання обертального руху рідини, а на виході - гальмо, наприклад, у вигляді хрестовини.
Новими відмітними ознаками є конструктивне виконання центральній частині циліндричної вихровий труби у вигляді порожнистої спіралі з вхідним і вихідним патрубками, витки якої жорстко з'єднані один з одним.
Таке виконання вихровий труби сприяє збільшенню поверхні теплообміну всередині вихровий труби і, отже, підвищує ефективність теплопередачі.
Виконання спіралі дво-, n-заходная, многорядной розширює функціональні можливості заявляється пристрою, так як одночасно можна здійснити нагрів різних рідин, використовуючи для кожної автономний контур циркуляції.
Виконання спіралі іншого профілю, наприклад напівкруглої, необхідно для зниження опору при русі всередині вихровий труби, якщо буде використаний теплоносій з підвищеною в'язкістю.
Виконання витків спіралі під кутом 10-14 o щодо перпендикуляра до осі вихровий труби необхідно для створення вихрового напрямки надходить у вихрову трубу теплоносія, прискорення обертання потоку по напрямних канавках, утвореним між витками спіралі.
Установка на вході в спіраль на заданій відстані лопатей, а на виході гальма, в разі мінімальної кількості витків в контурі, сприяє більш інтенсивному, рівномірному прогріванню всіх верств рідини, що надходить в спіраль, так як рідина набуває обертальний рух, а гальмування на виході сприяє переходу кінетичної енергії в теплову.
Перераховані конструктивні відмінності дозволяють вирішити поставлену технічну задачу: підвищити ефективність теплопередачі, розширити функціональні можливості заявляється пристрою в порівнянні з прототипом.
Сукупність відмінних ознак заявляється пристрою не виявлено з патентної та науково-технічної інформації.
 |
 |
 |
 |
 |
Заявляється технічне рішення пояснюється описом конкретного прикладу його виконання і кресленнями, де на фіг.1 зображена термогенерірующая установка в розрізі; на фіг.2 - розріз порожнистої спіралі; на Фіг.3 - розріз напівкруглої спіралі; на фіг.4 - розріз дворядної порожнистої спіралі; на фіг.5 - варіанти виконання гальма і лопатей.
На кресленнях позначено наступне:
1 - теплообмінна обойма,
2 - вихідний патрубок,
3 - перший циліндричний корпус,
4 - другий циліндричний корпус,
5 - порожниста спіраль,
6 - вхід в порожнисту спіраль,
7 - вихід з порожнистої спіралі,
8 - тангенціальний сопловий введення,
9 - вихід з першого циліндричного корпусу,
10 - вихід з другого циліндричного корпусу,
11 - лопаті,
12 - гальмо.
Термогенерірующая установка містить теплообмінну обойму 1 з вихідним патрубком 2 і герметизованими отворами для інших патрубків. Усередині теплообмінної обойми 1 встановлена циліндрична вихрова труба, що складається з трьох частин: першого циліндричного корпусу 3, другого циліндричного корпусу 4 і центральній частині, виконаної у вигляді порожнистої спіралі 5 зі входом 6 і виходом 7. Перший циліндричний корпус 3 забезпечений тангенціальним сопловим введенням 8 і має вихід 9. Другий циліндричний корпус 4 містить гальмівний пристрій, наприклад, у вигляді хрестовини, з'єднаної з корпусом (не показано) і вихід 10.
Витки порожнистої спіралі 5 навито під кутом 10-14 o щодо перпендикуляра до осі вихровий труби і жорстко з'єднані один з одним. Кут нахилу співпаде з кутом, під яким теплоносій рухається всередині вихровий труби. При використанні теплоносія з високою в'язкістю доцільно витки спіралі виконувати іншої форми, наприклад напівкруглої, квадратної або трикутної. Це необхідно для зниження опору всередині вихровий труби, поверхня якої в цьому випадку буде гладкою.
Порожня спіраль призначена для нагріву різних рідин. Так як спіраль може бути виконана дво-, n-заходная і многорядной, то можна одночасно нагрівати різнорідні несмешивающиеся рідини, використовуючи для кожної свій незалежний контур циркуляції з різною швидкістю пропускання і різною температурою нагріву.
При певних діаметрах трубки спіралі доцільно на вході в неї на заданій відстані ставити лопаті 11, що змушують обертатися рідина всередині спіралі. При мінімальній кількості витків спіралі на виході з неї необхідно встановлювати гальмо 12, наприклад, у вигляді хрестовини. Гальмування на виході дозволить інтенсивніше нагрівати рідина. Крім того, спіраль виконується з матеріалу високої теплопровідності, що підвищує теплообмін.
Робота пристрою здійснюється наступним чином.
Теплоносій - вода під тиском, створюваним насосом, через тангенціальний сопловий введення 8 по дотичній до внутрішнього діаметра надходить в перший циліндричний корпус 3, де набуває обертальний рух. Так як діаметр вихровий труби значно більше діаметра тангенціального соплового введення 8, відбувається зміна швидкості руху теплоносія, що призводить до його нагрівання. Поступаючи в центральну частину вихровий труби, утворену витками порожнистої спіралі 5, теплоносій прискорює свій рух, так як траєкторія руху вихору збігається з кутом нахилу канавок, утворених всередині вихровий труби витками порожнистої спіралі. Пройшовши центральну частину, теплоносій надходить у другій циліндричний корпус 4, де встановлено гальмівний пристрій, наприклад, у вигляді хрестовини. Теплоносій розтинають на кілька потоків. Зміна напрямку руху швидкості і тиску теплоносія призводить до зростання його температури. Через вихід 10 теплоносій надходить в теплообмінну обойму 1, заповнюючи її. Діаметр виходу 10 трохи більше, ніж діаметр тангенціального соплового введення. Це необхідно для рівномірного виведення теплоносія з вихровий труби. Частина теплоносія виводиться в теплообмінну обойму через вихід 9 в першому циліндричному корпусі. Через вихідний патрубок 2 теплоносій з теплообмінної обойми 1 надходить до насоса і далі - в магістраль опалення.
Одна термогенерірующая установка є модулем. Для отримання більшої продуктивності модулі можуть бути об'єднані в збірки з підбором і установкою насосів відповідної потужності.
Пристрій може працювати при використанні в якості теплоносія стисненого повітря, що подається в установку компресором. Закручений потік стисненого повітря, пересуваючись по вихровий трубі, розділяється на холодну і гарячу складові. Холодна складова буде відводиться з вихровий труби через вихід першого циліндричного корпусу, а гаряча, пройшовши гальмівний пристрій, через вихід другого циліндричного корпусу, вступаючи в теплообмінну обойму.
Так як гаряча складова стисненого повітря при поділі відкидається до стінок вихровий труби, то процес нагрівання різних рідин, що подаються в порожнисту спіраль, здійснюється і інтенсивно, як і при використанні рідкого теплоносія, що додатково сприяє зниженню температури холодної складової. Якщо вихід першого циліндричного корпусу буде подовжений за межі теплообмінної обойми, то холодну складову можна використовувати для охолодження різних об'єктів.
Підігрів різних рідин здійснюється наступним чином. Через патрубок 6 рідина подається в порожнисту спіраль. Проходячи лопаті 11, вона набуває обертальний характер, і її шари, обертаючись, перемішуються. Надходить в спіраль рідина стикається з найбільш гарячої частиною вихровий труби до тієї зони, де відбувається концентрація тепловиділення. В результаті інтенсивного теплообміну рідина нагрівається і, пройшовши свій контур циркуляції, через вихідний патрубок 7 і гальмо 12 надходить до споживача.
Так як конструкція забезпечена декількома незалежними контурами циркуляції можна здійснити нагрів різнорідних, не змішуються рідин, пропускаючи їх з різними швидкостями і нагріваючи до заданої температури. За рахунок здійснення зустрічного руху рідини по спіралі відбувається вирівнювання температури по всій довжині контура і більш інтенсивний теплообмін.
Дослідним шляхом підібрані співвідношення розмірів заявляється пристрою: діаметр вихровий труби, діаметр тангенціального соплового введення, діаметри виходів і патрубків, діаметр теплообмінної обойми, а й кут нахилу і діаметр порожнистої трубки, з якої виконана спіраль.
Проведені випробування показали, що заявляється пристрій відрізняється надійністю, простотою і ефективністю роботи.
Термогенерірующее пристрій можна використовувати для опалення і гарячого водопостачання житлових будинків, складських, виробничих та інших приміщень, а й нагрівання різних рідин в хімічній, сільськогосподарської, харчової галузях промисловості. Холодна складова при використанні в якості теплоносія стисненого повітря може бути використана для охолодження різних об'єктів.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. Термогенерірующая установка, що містить теплообмінну обойму з вихідним патрубком, всередині якої встановлена циліндрична вихрова труба з тангенціальним сопловим введенням і виходом на одному кінці першого циліндричного корпусу, гальмівним пристроєм і виходом на протилежному кінці другого циліндричного корпусу, що відрізняється тим, що центральна частина циліндричної вихровий труби виконана у вигляді порожнистої спіралі з вхідним і вихідним патрубками, витки якої жорстко з'єднані один з одним.
2. Установка за п. 1, яка відрізняється тим, що витки спіралі навито під кутом 10-14 o щодо перпендикуляра до осі вихровий труби.
3. Установка по пп. 1 і 2, що відрізняється тим, що спіраль виконана одно-, дво- або n-заходная.
4. Установка по пп. 1-3, яка відрізняється тим, що спіраль виконана многорядной.
5. Установка по пп. 1-3, яка відрізняється тим, що спіраль виконана спеціального профілю, наприклад напівкруглої, квадратної, трикутної.
6. Установка по пп. 1-4, яка відрізняється тим, що на вході в спіраль на заданій відстані встановлені лопаті для додання обертального руху рідини, а на виході - гальмо, наприклад у вигляді хрестовини.
Версія для друку
Дата публікації 30.01.2007гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.