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 RU2045715

ТЕПЛОГЕНЕРАТОР І ПРИСТРІЙ ДЛЯ НАГРІВУ РІДИН

Ім'я винахідника: Потапов Юрій Семенович
Ім'я патентовласника: Потапов Юрій Семенович
Адреса для листування:
Дата початку дії патенту: 1993.04.26

Винахід відноситься до теплотехніки може бути використано в системах опалення будівель, транспортних засобів, підігріву води для виробничих та побутових потреб, підігріву в'язких рідин типу нафти, безпосередньо в трубопроводах для поліпшення її реологічних властивостей, сушки сільгосппродуктів. Суть винаходу: теплогенератор, який має корпус 2 з циліндричною частиною, оснащений циклоном 1, торцева сторона якого з'єднана з циліндричною частиною корпусу 2, в основі якої противолежащей циклону 1 змонтовано гальмівний пристрій 3. За гальмівним пристроєм 3 в циліндричної частини корпусу 2 встановлено дно 6, з вихідним отвором, сполучених з вихідним патрубком 8, сполученим з циклоном за допомогою перепускного патрубка 9, причому з'єднання виконано на торці циклону 1, противолежащем циліндричної частини корпусу 2 і співвісно останньому. Гальмівний пристрій виконано щонайменше з двох радіально розташованих ребер закріплених на центральній втулці. У перепускному патрубку 9 нижче зони його сполуки з циклоном 1 встановлено додаткове гальмівне пристрій 10. Відношення діаметра циліндричної частини корпусу 2 і вихідного отвору инжекционного патрубка 13 одно або більше 2. У пристрої для нагріву рідини, що містить теплогенератор, що подають і зворотні трубопроводи, прискорювач руху рідини пов'язаний з насосом за допомогою інжекційного патрубка 12, з'єднаного з бічною стороною прискорювача руху рідини.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до теплотехніки, зокрема до пристроїв для нагрівання рідини, і може бути використано в системах опалення будівель і споруд, транспортних засобів, підігріву води для виробничих та побутових потреб, сушки сільгосппродуктів. Крім того, пристрій можна використовувати для підігріву безпосередньо в трубопроводі в'язких рідин типу нафти з метою зниження в'язкості рідини і поліпшення її реологічних властивостей.

Відомі пристрої теплових насосів, що використовують зміни фізико-механічних властивостей середовища, зокрема тиску і обсягу, для отримання теплової енергії.

У відомих пристроях як середовище може бути використана наприклад, паровоздушная суміш або рідина. У цих пристроях шляхом зміни тиску і швидкості середовища генерується теплова енергія, що дозволяє знизити витрати електроенергії для отримання тепла.

В якості найбільш близького технічного рішення прототипу вказано тепловий насос, який виконує функцію теплогенератора, робочим середовищем якого є рідина вода, що містить корпус у вигляді герметичного сферичного судини, наповненого робочим середовищем з розташованим в ньому теплообмінником, мережевий насос, що забезпечує стиснення середовища всередині корпусу, що подає і зворотні тепломагістралі, оснащені запірними вентилями, і споживач тепла.

Основний недолік описаного теплового насоса дуже високий робочий тиск, що розвивається в корпусі, яке сягає 1000 атм. Такі робочі параметри установки пред'являють підвищені вимоги до міцності корпусних деталей, запірних вентилів і трубопроводів, що призводить до збільшення собівартості установки.

Крім того, використання установки для опалення житлових приміщень небезпечно з огляду на високий робочого тиску.

Технічне завдання винаходу забезпечення нагріву рідини, що відповідає вимогам техніки безпеки, без використання традиційних теплоносіїв зі значною економією електроенергії.

Поставлена ​​задача виконується завдяки тому, що в теплогенераторі, що має корпус з циліндричною частиною, встановлено прискорювач руху рідини виконаний у вигляді циклону, торцева сторона якого з'єднана з циліндричною частиною корпусу. У підставі циліндричної частини, противолежащей циклону, змонтовано гальмівний пристрій. За гальмівним пристроєм в циліндричної частини корпусу встановлено дно з вихідним отвором, сполучених з вихідним патрубком, сполученим з циклоном за допомогою перепускного патрубка, причому з'єднання виконано на торці циклону, противолежащем циліндричної частини корпусу і співвісно останньому. Гальмівний пристрій виконано щонайменше з двох радіально розташованих ребер, закріплених на центральній втулці.

У перепускному патрубку нижче зони його сполуки з циклоном встановлено додаткове гальмівне пристрій.

Відношення діаметра циліндричної частини корпусу і вихідного отвору инжекционного патрубка дорівнює або більше 2.

У пристрої для нагріву рідини, що містить теплогенератор, робочий мережевий насос з електроприводом, з'єднаний з корпусом теплогенератора, що подає і зворотний трубопроводи з запірними вентилями, що забезпечують взаємозв'язок теплогенератора з теплообмінниками. Теплогенератор має прискорювач руху рідини, пов'язаний з насосом за допомогою інжекційного патрубка, сполученого з бічною стороною прискорювача руху рідини. Вихідний отвір инжекционного патрубка виконано за формою паралелограма.

Завдяки тому, що корпус теплогенератора в нижній частині оснащений циклоном, робоча рідина під тиском, тангенциально вступаючи в нього, проходить по спіралі. Рух рідини набуває характеру вихрового, швидкість її зростає, і вона потрапляє в циліндричну частину корпуса, діаметр якої в кілька разів перевищує діаметр инжекционного отвори, а потім в гальмівний пристрій. Таке конструктивне виконання корпусу дозволяє знизити швидкість і тиск середовища, при цьому відповідно до відомими законами термодинаміки змінюється механічна енергія рідини, спрямована на зростання її температури.

Підвищенню ефективності нагріву рідини сприяє додаткове гальмівне пристрій, встановлений в перепускному патрубку. Перепад тиску на виході з гальмівного пристрою у верхній частині корпусу за рахунок співвідношення випускного отвору корпусу і перепускного патрубка забезпечує превалювання гарячого потоку рідини над холодним. Підвищення надійності роботи пристрою служить перепускний патрубок, що забезпечує перепуску рідини з корпусу теплогенератора в вихідний патрубок в разі закупорки випускного отвору, а й стрибків тиску рідини в системі.

На фіг.1 показаний загальний вид теплогенератора. Теплогенератор містить прискорювач руху рідини циклон 1, торцева сторона якого з'єднана з циліндричною частиною корпусу 2. В основі циліндричної частини корпусу 2, противолежащей циклону, встановлено гальмівний пристрій 3, що передбачає кілька ребер 4, закріплених на центральній втулці 5. У циліндричної частини корпусу 2 за гальмівним пристроєм 3 встановлено дно 6 з вихідним отвором 7, що з'єднуються з вихідним патрубком 8. Останній з'єднаний за допомогою перепускного патрубка 9 з циклоном 1 на торці, противолежащем циліндричної частини корпусу 2 і співвісно їй. Відношення діаметра перепускного патрубка на виходi 7 дна 6 знаходиться в межах від 1-2. У перепускному патрубку трохи нижче зони з'єднання з циклоном 1 встановлено додаткове гальмівне пристрій 10. Пристрій для нагріву рідин містить електричний мережевий насос 11 (фіг. 3), з'єднаний з циклоном 1 за допомогою інжекційного патрубка 12. Вхідний отвір инжекционного патрубка 13 виконано некруглим. Воно може бути, наприклад, за формою паралелограма прямокутника. Вихідний патрубок 8 теплогенератора з'єднується з подає магістраллю 14, яка оснащена запірним вентилем 15 і з'єднана з теплообмінниками 16. Трубопровід 17 з'єднаний з насосом 11 і через запірний вентиль 18 з подає трубопроводом 14. Зворотний потік рідини з радіаторів 16 йде через зворотну магістраль 19. Відрізок магістралі 14 і запірний вентиль 18 з теплогенератором 2 служать для нагріву рідини і регулювання температури, побічно нагрівають систему з трубопроводами 17, 19 і радіаторами 16. Зворотний потік рідини з радіаторів 16 через магістраль 19 і запірний вентиль 15 подається в магістраль 14. Надлишки рідини йдуть через магістраль 17 в насос.

Пристрій може працювати в автоматичному режимі, для чого оснащується датчиком температури з блоком зворотного зв'язку, керуючим роботою насоса і передбачає отримання тепла за потребою (не показаний).

ПРАЦЮЮТЬ ТЕПЛОГЕНЕРАТОР І ПРИСТРІЙ наступним чином

При включенні в роботу насоса 11 рідина через інжекційні патрубок 12 під тиском 4-6 атм потрапляє в циклон частина корпусу прискорювач руху рідини 1, що має по контуру вид спіралі. Тут відбувається приріст механічної енергії рідини, і вона потрапляє в циліндричну частину корпуса 2. Вхідний отвір 13 инжекционного патрубка 12, виконане за формою паралелограма, збільшує силу тертя потоку по стінках циклону і сприяє осьового закручування потоку. Діаметр циліндричної частини корпусу 2 значно більше діаметра вхідного отвору 13 инжекционного патрубка 12. У цій частині корпусу відбувається різка зміна тиску рідини, яка відповідно до загальновідомими законами термодинаміки призводить до зміни температури середовища. Вже частково нагріта рідина ще з запасом кінетичної енергії потрапляє в гальмівне пристрій 3, де падає її швидкість і змінюється тиск, що відповідно призводить до подальшого підвищення температури рідини. На виході з гальмівного пристрою 3 корпусу теплогенератора рідина проходить через вихідний отвір 7 донної частини 6 корпусу. З огляду на те, що діаметр вихідного отвору дна в кілька разів менше діаметра корпусу 2 і менше діаметра перепускного патрубка 9, знову змінюється кінетична енергія рідини, що сприяє підвищенню ефективності нагріву. У разі закупорки вихідного отвору 7 або стрибків гідравлічного тиску в системі, рідина направляється в перепускний патрубок 9 і потрапляє в прямого трубопроводу 14 і теплообмінники 16 через вихідний патрубок 8. Додаткове гальмівний пристрій 10, встановлене в перепускному патрубку 9, сприяє підвищенню ефективності нагріву рідини.

Відповідно до сутністю винаходу був виготовлений дослідний працюючий зразок пристрою. В установці був використаний відцентровий насос марки КМ 80-50-200, обсяг води в системі 200 л, об'єм води в одному радіаторі 3 л, діаметр корпусу теплогенератора 140 мм. Температура води по малому колу на виході з теплогенератора становить близько 150 ^° С при тиску 5,1 атм. Установка була використана для опалення 30-ти кімнат середнього розміру 18-20 м ^2. Фактичні витрати електроенергії склав 2,15 кВт / ч при автоматичному режимі роботи, що дорівнює 25% Витрата електроенергії становить 80 В / ч на одну кімнату. Темп нагріву рідини в теплогенераторі становить 1-2,5 ^о С в 1 хв.

Основною перевагою пропонованого теплогенератора є те, що його можна використовувати в існуючих котелень для водяного опалення замість теплогенераторів, що працюють на природних теплоносіях (твердому, рідкому або газоподібному паливі). Це дозволяє економити паливо, знизити транспортні витрати, поліпшити екологію навколишнього середовища.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Теплогенератор, що містить корпус, який має циліндричну частину, що відрізняється тим, що він оснащений прискорювачем руху рідини, виконаним у вигляді циклону, торцева сторона якого з'єднана з циліндричною частиною корпусу.

2. теплонагреватель по п. 1, який відрізняється тим, що в основі циліндричної його частини, противолежащей циклону, змонтовано гальмівний пристрій.

3. Теплогенератор по п. 2, який відрізняється тим, що за гальмівним пристроєм в циліндричної частини корпусу встановлено дно з вихідним отвором, сообщабщімся з вихідним патрубком.

4. Теплогенератор по п. 3, який відрізняється тим, що вихідний патрубок з'єднаний з циклоном за допомогою перепускного патрубка, причому з'єднання виконано на торці циклону, противолежащем циліндричної частини корпусу, і співвісно з останнім.

5. Теплогенератор за допомогою одного з пп. 2 4, який відрізняється тим, що гальмівний пристрій виконано щонайменше з двох радіально розташованих ребер, закріплених на центральній втулці.

6. Теплогенератор по п. 4 або 5, що відрізняється тим, що в перепускному патрубку після зони його сполуки з циклоном встановлено додаткове гальмівне пристрій.

7. Теплогенератор за допомогою одного з пп. 1 6, який відрізняється тим, що відношення діаметра циліндричної частини корпусу і вихідного отвору инжекционного патрубка дорівнює або більше 2.

8. Пристрій для нагріву рідини, що містить теплогенератор, робочий мережевий насос з електропріподом, з'єднаний з корпусом теплогенератора, що подає і зворотний трубопроводи з запарній вентилями, що забезпечують взаємозв'язок теплогенератора з теплообмінниками, що відрізняється тим, що теплогенератор, який має прискорювач руху рідини, пов'язаний з насосом за допомогою инжекционного патрубка, сполученого з бічною стороною прискорювача руху рідини.

9. Пристрій за п. 8, який відрізняється тим, що вихідний отвір инжекционного патрубка виконано за формою паралелограма.

Версія для друку
Дата публікації 19.03.2007гг

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