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 RU2079056

Теплогенеруючих ВСТАНОВЛЕННЯ "ТГУ-1"

Ім'я винахідника: Беспалов Вадим Ігорович; Страхова Наталія Анатоліївна; Шитов Михайло Миколайович; Дзюба Володимир Костянтинович
Ім'я патентовласника: Беспалов Вадим Ігорович; Страхова Наталія Анатоліївна; Шитов Михайло Миколайович; Дзюба Володимир Костянтинович
Адреса для листування:
Дата початку дії патенту: 1994.03.24

Використання: в області генерування тепла в житлово-комунальному господарстві та в будь-якій галузі промисловості для нагріву рідкого теплоносія. Суть винаходу: установка 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.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до генерування тепла екологічно чистим способом і може бути використано в житлово-комунальному господарстві та в будь-якій галузі промисловості для нагріву рідинного теплоносія.

Відома адіабатне вихрова повітряна труба, що включає циліндричний корпус, тангенціальний сопловой введення, дросель, діаграму, патрубки для введення холодного і теплового повітря (Холодильні машини. М. Легка та харчова промисловість, 1982. с. 190).

Відомий повітряний генератор холоду (тепла), що включає камеру, дотичний до неї сопловой введення, патрубки для виведення холодного і теплового повітря (А.Холмская. Вихрові охолоджувачі, або холод порціями. Винахідник і раціоналізатор. М. 1990, N 5, с. 8 9).

Відома система теплопостачання, що включає тепловий насос, випарник, конденсатор і газохід з встановленим в ньому першим і другим по ходу газу теплообмінниками з вхідними та вихідними трубопроводами, підключеними до тепломережі. При цьому другий теплообмінник забезпечений з'єднаними між собою зрошувачами і піддоном (а.с. 1449779, б.1, 1989 г.).

Найбільш близькою по технічній сутності і досягається ефекту є теплонасосная установка, що містить теплоприемник-випарник, сепаратор, компресор, насос, технологічний теплоприемник-конденсатор, з'єднувальні паропроводи, водовідводи, що утворюють контур циркуляції робочого тіла, а й технологічний теплоприемник і приймач продувних вод (а. с. 1643893, бюл. 2, 1988 г.).

Однак застосування відомих пристроїв не дозволяє досягти відносно високого ККД процесу генерування тепла, так як засноване на попередньому виділенні внутрішньої енергії палива, що спалюється, наступним передачі її теплоносію, а не використовує безпосередньо внутрішню відкриту енергію самого теплоносія (води).

Суть винаходу полягає в тому, що установка включає бак-акумулятор з встановленими в ньому по центральній осі нагрівальним елементом, виконаним у вигляді вихровий циліндричної трубки з тангенціальним введенням теплоносія і односпрямованої з ним гвинтовою нарізкою на її внутрішній поверхні, спірально-навивних теплоприемником випарником, що обрамляють нагрівальний елемент, і сепаратором гарячої та холодної води.

На фіг. 1 зображений загальний вид установки збоку з місцевим розміром; фіг. 2 той же вид зверху.

Установка "ТГУ-1" Відбудеться з бака-акумулятора 1 з встановленим в ньому співвісно нагрівальним елементом 2, виконаним у вигляді вихровий циліндричної трубки з тангенціальним введенням 3 і гвинтовою нарізкою 4, що є продовженням тангенціального введення 3. Між днищем бака-акумулятора 1 і нагрівальним елементом 2 розміщений сепаратор 5 холодної і гарячої води. Сепаратор 5 виконаний у вигляді перфорованої горизонтально встановленої перегородки. Тангенціальний введення 3 нагрівального елементу 2 з'єднаний з нагнітає патрубком насоса 6 трубопроводом 7. Всмоктуючий патрубок насоса 6 з'єднаний з вихідним патрубком 8 бака акумулятора 1 трубопроводом 9, мають врізку в підживлюючий трубопровід 10. При цьому вихідний патрубок 8 розташований на рівні між сепаратором 5 і днищем бака акумулятора 1. Бак - акумулятор 1, тангенціальний введення 3 і патрубок 8, трубопроводи 7 та 9, а й насос 6 утворюють внутрішній циркулює контур установки. На трубопроводі 10 встановлений регулювальний вентиль 11. Бак-акумулятор 1 забезпечений герметично закривається кришкою 12, що має штуцер 13, що закінчується вентилем 14 для з'єднання з нагнітає трубопроводом 15 від компресора 16. На кришці 12 виконаний і штуцер 17, що закінчується вентилем 18, для випуску повітря з порожнини бака акумулятора 1 при заповненні установки теплоносієм.

Нагрівальний елемент 2 в нижній частині має отвори 19 по периметру для випуску нагрівального теплоносія в порожнину бака акумулятора 1. Навколо нагрівального елементу 2 в порожнині бака акумулятора коаксиально розташований спірально-навивний трубчастий теплоприемник-випарник 20, вільні кінці якого з'єднані з вихідним 21 і вхідним 22 патрубками. Вихідний патрубок 21 з'єднаний трубопроводом 23 з конденсатором 24 (опалювальним приладом), який, в свою чергу, трубопроводом 25 з'єднаний з вхідним патрубком 22. На трубопроводі 23 між вихідним патрубком 21 і конденсатором 24 виконана врізка підживлювального трубопроводу 26 з вентилем 27. Теплоприемник випарник 20 , патрубки 21 і 22, трубопроводи 23 і 25, а і конденсатор 24 утворюють зовнішній циркуляційний контур.

ВСТАНОВЛЕННЯ працює наступним чином

Попередньо установка заповнюється водою по зовнішньому і внутрішньому циркуляційних контурах відповідно за допомогою вентилів 11 і 27 через підживлювальні трубопроводи 10 і 26. При заповненні бака акумулятора 1 водою, повітря, що знаходиться всередині його порожнини, витісняється і віддаляється через штуцер 17 і вентиль 18. Після заповнення установки водою підживлення припиняють закриттям вентилів 11 і 27, після чого включають насос 6.

Холодна вода з нижньої частини бака акумулятора 1 через вихідний патрубок 8 і трубопровід 9 насосом 6 нагнітається в трубопровід 7, з якого під тиском надходить в тангенціальний введення 3 нагрівального елементу 2.

Потрапляючи в нагрівальний елемент 2 під тиском тангенціально, вода виділяє теплову енергію за рахунок перетворення частини власної внутрішньої енергії, обумовленої виникненням сил тертя між внутрішніми молекулярними шарами потоку (кінетична і динамічна в'язкість). Перетворення внутрішньої енергії в теплову інтенсифікується в заявляється установці через виконання на внутрішній поверхні нагрівального елементу 2 гвинтової нарізки 4, одночасної з тангенціальним введенням 3 і є його продовженням. Наявність гвинтової нарізки 4 дозволяє усунути локальні завихрення в порожнині нагрівального елементу 2, упорядкувати потік рідини, збільшити поверхню контакту рідини і нагрівального елементу 2, а отже, збільшити відповідно коефіцієнти тертя в вертикальній площині (коефіцієнт кінематичної в'язкості) і в горизонтальній площині (коефіцієнт динамічної в'язкості ) за рахунок організації тертя в порожнині нагрівального елементу 2 не тільки між шарами рідини, але і додатково між шарами рідини і розвиненою твердою поверхнею нагрівального елементу 2. збільшення значень відповідних коефіцієнтів тертя призводить до збільшення значень самих сил тертя, а отже, до збільшення кількості виділеної теплової енергії. Використання такої конструкції нагрівального елементу 2 дозволяє досягти підвищення ефекту молекулярного поділу рідини, інтенсифікації виділення теплової енергії за рахунок перетворення кінетичної енергії потоку через внутрішню енергію теплоносія без використання процесу спалювання палива з подальшою передачею теплової енергії теплоносія (води), а отже ККД установки.

Нагрівається в елементі 2 теплоносій через отвори 19 виходить в порожнину бака акумулятора 1, де відбувається розшарування більш нагрітих і менш нагрітих потоків рідини за рахунок різниці їх густини. При цьому більш нагріті шари рідини піднімаються у верхню частину бака акумулятора 1, змиваючи зовні поверхню спірально-навивні трубчастого теплопріемніка- випарника 20, а менш нагріті шари опускаються через сепаратор 5 в нижню частину бака акумулятора 1. Установка сепаратора 5 сприяє рівномірному розподілу більш нагрітої і менш нагрітої областей рідини в баку-акумуляторі 1, зменшуючи при цьому ймовірність утворення локальних температурних перепадів в об'ємі рідини.

Таким чином, здійснюється безперервна циркуляція рідини у внутрішньому контурі установки при постійній роботі насоса 6 до досягнення необхідної температури теплоносія в цьому контурі.

Необхідна температура теплоносія у внутрішньому контурі визначається, в кінцевому рахунку, необхідної температурою на поверхні конденсатора 24, виконаного у вигляді опалювального приладу, тобто температурою рідини в зовнішньому циркуляційному контурі.

При омивання теплоприемника випарника 20 нагрітої рідиною в баку-акумуляторі 1 за рахунок теплопередачі здійснюється нагрів рідини зовнішнього циркуляційного контуру, в якому під час нагрівання рідини починає відбуватися її природна циркуляція (за рахунок різниці щільності більш нагрітих і менш нагрітих шарів рідини) по трубопроводах 23 і 25. Наявність двох незалежних замкнутих контурів в теплогенеруючої установки дозволяє регулювати її температурний режим в широкому діапазоні (аж до отримання пара в зовнішньому циркуляційному контурі). Високі значення температур, зовнішнього теплоносія можуть бути досягнуті при використанні компресора 16. При цьому стиснене повітря від компресора 16 через нагнітає трубопровід 15 і вентиль 14 подається в порожнину бака-акумулятора 1, створюючи там надлишковий тиск, що дозволяє нагрівати теплоносій внутрішнього циркуляційного контуру вище 100 град . С (точки кипіння при атмосферному тиску) без кипіння цього теплоносія. Ступінь стиснення в порожнині бака-акумулятора 1 обумовлює параметри перегрітого теплоносія у внутрішньому, і отже, в зовнішньому циркуляційному контурах.

Оскільки принцип дії установки заснований на використанні тільки кінетичної енергії потоку рідини і вимагає тільки витрат електричної енергії, то заявлену установку можна вважати екологічно чистою, не виділяє в навколишнє середовище забруднюючих речовин, зазвичай супроводжують процес спалювання палива.

З метою підтвердження суттєвості відмінних ознак заявляється установки на лабораторному стенді проводили її випробування. Результати випробувань зведені в таблицю.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

Теплогенеруюча установка ТГУ-1, що містить теплоприемник-випарник, сепаратор, компресор, насос, конденсатор, з'єднувальні трубопроводи, що утворюють внутрішній і зовнішній контури циркуляції, що відрізняється тим, що установка включає бак-акумулятор з встановленими в ньому по центральній осі нагрівальним елементом, виконаним у вигляді вихровий циліндричної трубки з тангенціальним введенням і односпрямованої з ним гвинтовою нарізкою на її внутрішній поверхні, спірально-навивних теплоприемником-випарником, що обрамляють нагрівальний елемент, і сепаратором гарячої та холодної води.

Версія для друку
Дата публікації 25.03.2007гг

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