| 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 RU2241919
СПОСІБ ГЕНЕРАЦІЇ ТЕПЛА І ТЕПЛОГЕНЕРАТОР
Ім'я винахідника: Трофимов Петро Вікторович (RU)
Ім'я патентовласника: Трофимов Петро Вікторович (RU)
Адреса для листування: 198264, Санкт-Петербург, пр. Ветеранів, 139, корп.1, кв.199, П.В.Трофімову
Дата початку дії патенту: 2003.03.11
Винахід відноситься до теплоенергетики, а саме до способів перетворення механічної енергії напірного переміщення рідини в теплову енергію, і може бути використано в системах теплопостачання різних сфер народного господарства (промисловість, сільське господарство, оборонні, транспортні і побутові об'єкти). Завданням способу є отримання теплової енергії з механічної, отриманою рідиною від двигуна насоса, наприклад електричного, принципово новим способом, що виключає складну обробку рідини. У способі, що включає циркуляцію рідини, за допомогою насоса виробляють на виході з насоса дросселирование рідини, а на вході насоса підбурювання тиску в ній. Стравлювання тиску виробляють за рахунок зв'язку вхідного патрубка насоса з атмосферним тиском. Теплогенератор для здійснення способу включає насос з приводом і трасу, що з'єднує вихід насоса з входом його. На виході насоса встановлений дросель, наприклад шайба. Вхід насоса повідомляється з розширювальним посудиною для стравлювання надлишкового тиску. В трасі може бути встановлений радіатор або змійовик бойлера для опалення або нагрівання води.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до теплоенергетики, а саме до способів перетворення механічної енергії напірного переміщення переважно краплинної рідини в теплову енергію і може бути використано в системах теплопостачання різних сфер народного господарства (промисловість, сільське господарство, оборонні, транспортні і побутові об'єкти). Зокрема, винахід відноситься до способів безпосереднього нагріву рідини, тобто до опалювальних систем, що не містить нагрівальних елементів, температура яких перевищує температуру рідини, і перетворює енергію напірного переміщення переважно краплинної рідини в теплову енергію по всій трасі циркуляції рідини.
В даний час відомі пристрої, в яких використовується спосіб перетворення механічної енергії напірного переміщення рідини в теплову, наприклад вихрова система опалення (патент РФ №2089795, F 25 В 29/00, пріоритет 29.12.93, опубліковано 10.09.97), яка містить теплообмінний резервуар, всередині якого встановлено вихрова труба. До сопловому введення приєднаний робочий орган насоса, з'єднаного з електродвигуном. На вході насоса і виході вихровий труби встановлений ежектор. Робочий орган насоса при включенні електродвигуна всмоктує циркулює рідина і нагнітає її через сопловой введення в камеру вихровий труби. Крім того, відомий патент №2177591 під назвою "Теплогенератор". Теплогенератор містить циліндричний корпус з тангенціальним сопловим введенням, виходом на одному кінці і гальмівним пристроєм і другим виходом на іншому кінці. Корпус поміщений в циліндричну теплообмінну обойму, на поверхні якої розташовані герметизоване отвір для тангенціального соплового введення і вихідний патрубок. Відома опалювальна система (патент №2045715, F 25 В 29/00, пріоритет 26.04.93) під назвою "Теплогенератор і пристрій для нагріву рідин". Теплогенератор містить корпус з циліндричною частиною. Він оснащений прискорювачем руху рідини, виконаним у вигляді циклону, торцева сторона якого з'єднана з циліндричною частиною корпусу. У способі нагріву виробляють завихрення, прискорення, гальмування рідини, і тим самим відбувається нагрів рідини в ємності термогенератора. Спосіб виробляє нагрів рідини безпосередньо без нагрівальних елементів. Спосіб, за яким здійснюється нагрів в цих пристроях, прийнятий за прототип.
Недоліком цих систем є складність конструкції, що веде до невиправданих витрат коштів, вони створюють шум, наприклад при реалізації тепло генератора за патентом №2045715, як зазначено в статті "Енергія з нічого" в журналі "Винахідник і раціоналізатор" №10 за 2000 р , спостерігався свист для боротьби з яким, вводилися додаткові пристрої. У США фірмою Hydro Dynamics Company подібний пристрій названо "співаюча труба". Способи отримання нагріву рідини, які використовуються в зазначених системах з теплогенераторами, включають циркуляцію рідини по контуру, в якому виробляють прискорення рідини циклонним агрегатом або за допомогою спеціального барабана, з подальшим гальмуванням рідини. Ознака "циркуляція рідини по замкнутому контору" є загальним і для передбачуваного способу.
Завданням, розв'язуваної винаходом, є отримання теплової енергії з механічної, отриманою рідиною від двигуна насоса, наприклад електричного, принципово новим способом виключає складну обробку рідини. Тим самим виключається складність конструкції і знижується рівень шуму, а й зменшується собівартість пристроїв для здійснення нагрівання. При цьому зберігаються всі переваги такого нагріву: немає елементів, температура яких перевищує температуру рідини, що забезпечує безпеку до займання та утворення накипу і т.д. З'являються додаткові переваги, викликані повною відсутністю котла і ємності термогенератора як елементів, в яких відбувається локальне нагрівання, що призводить до зниження габаритів і ваги установок, більш рівномірному нагріванню рідини по всій системі, знижує інерційність прогріву системи, спрощує регулювання температури і т.д.
Для цього у відомому способі, що включає циркуляцію рідини через насос по замкнутому контуру, виробляють на виході з насоса дросселирование рідини, а на вході насоса перед всмоктуванням рідини в насос - підбурювання тиску. Виходячи з основних законів фізики і приватних законів термодинаміки можна прийти до висновку, що енергія, отримана насосом від двигуна, витрачається на нагрів елементів пристроїв, рідини, навколишніх предметів і повітря і т.д., тобто вся енергія, отримана насосом, витрачається на нагрів, а в кінцевому підсумку може бути використана для опалення або на інші потреби. Таким чином, завданням способу нагрівання є завантаження насоса до необхідної потужності. У відомих способах її виробляють за рахунок завихрення, прискорення і гальмування рідини. Однак це можливо здійснити за рахунок дроселювання з подальшим натравлюванням тиску перед всмоктуванням рідини в насос. Це дає можливість простим способом отримати і вивільнити гідравлічну енергію від приводу насоса у вигляді тільки теплової енергії, тому що в передбачуваному способі не відбувається робота над зовнішніми об'єктами. Витрати енергії насосом йде на переміщення рідини і створення тиску, обидві ці величини на виході з насоса при дроселюванні набувають максимальні значення для даної завантаження насоса і мінімальні після стравлювання тиску. Таким чином, енергія, отримана рідиною шляхом дроселювання її на виході, підійшовши на вхід насоса, перетворена в теплову, і у рідини відбулося збільшення температури. У наступних циклах ця рідина знову пройде процес дроселювання і підбурювання тиску і збільшення температури збільшиться. Таким чином після кожного циклу температура рідини буде збільшуватися до тих пір, поки не вимкнути привід або поки не настане тепловий баланс, тобто кількість енергії, що підводиться від приводу і віддається навколишньому середовищу, не стане рівним. Підбурювання тиску може бути здійснено шляхом зв'язку з атмосферним тиском (як безпосередньо, так і через рухливу перегородку) або зв'язку з герметизованим обсягом, в якому тиск відмінно від атмосферного.
Здійснення способу розглянемо на прикладі теплогенератора, що містить насос з приводом і трасу, що сполучає вихід насоса з входом його. За прототип приймемо теплогенератор і пристрій для нагріву рідин (патент №2045715, F 25 В 29/00, пріоритет 26.04.93).
 |
 |
На фіг.1 представлена схема теплогенератора в складі опалювальної системи, а на фіг.2 - схема теплогенератора з іншим виконанням розширювального бака. Привід 1 з'єднаний з насосом 2. Вхід 3 і вихід 4 насоса з'єднані трасою 5. На виході 4 насоса встановлений дросель 6. Як дросель можна встановити шайбу, вентиль, звуження потоку і т.д. На вхід 3 насоса приєднаний розширювальний посудину 7 за допомогою трубопроводу 8 і штуцери 9. В трасі 5 встановлений радіатор 10. При необхідності можна використовувати термогенератор для нагріву рідини до температури вище 100 ° С розширювальний посудину 7 забезпечений другим штуцером 11. При цьому розширювальний посудину з'єднаний в розрив траси 5. Що дозволить рідини в посудині і циркулювати при роботі насоса, а значить нагріватися, тобто служити в якості акумулятора тепла. Розширювальний посудину може бути забезпечений еластичною перегородкою (діафрагмою) 12 для виключення випаровування рідини з системи, а й виконаний герметичним і з'єднаний за допомогою штуцера 13 і вентиля 14 з трасою 15.
Працює теплогенератор в опалювальній системі наступним чином. При включенні приводу 1, наприклад, електродвигуна, який приводить в дію насос 2, вода з виходу 4 насоса надходить на дросель 6, за допомогою якого в вихідному патрубку насоса створюється необхідний тиск, яке для даного типу насоса відповідає певній і споживаної потужності приводу. Енергія, відповідна потужності завантаження насоса, в кінцевому підсумку буде перетворена в теплову, яка піде на нагрівання всіх вузлів і деталей теплогенератора, а й за наявності радіатора і навколишнього повітря і т.д. Тиск, створене перед дроселем і при русі рідини по трасі, поступово втрачається і завдяки розширеному судині падає до величини, близької до атмосферного або заданому значенню при герметичній посудині. На цьому цикл прийняття енергії механічного переміщення порцією води (визначається кількістю циркулюючої рідини) в системі і перехід її в теплову закінчується. Вода, втративши надлишковий тиск, надходить на вхід насоса. Ця циклічність багаторазово повторюється, що призводить до нагрівання рідини в системі до необхідної температури. По всій трасі після виходу води з дросселирующего пристрою відбувається втрата водою надлишкового тиску і виділяється теплова енергія. Таким чином, шляхом дроселювання рідини на виході з насоса і підбурювання тиску на вході його здійснюється генерування тепла від насоса, який отримав від приводу. Гаряча вода, проходячи через радіатор 10, віддає частину тепла нагріваючи приміщення. У прикладі теплогенератора в складі опалювальної системи підбурювання тиску виробляють здійсненням зв'язку з атмосферним. Розширювальний посудину може бути виконаний герметичним (фіг.2), тоді, приєднавши до траси 15 Пневмонасоси, можна відкрити вентиль 14 і, нагнітаючи або відкачуючи повітря, змінювати тиск в розширювальному баку, а тим самим тиск для стравлювання. Це дозволить виключити вплив атмосферного тиску на роботу системи, а й виробляти нагрів рідини до температури вище 100 ° С в при необхідності.
Треба відзначити, що будь-який насос має гідравлічний ККД, а значить частина енергії відразу переходить в тепло і тими ж шляхами циркулює в системі. Ккд всієї системи визначається ккд двигуна. Потужність насоса підбирають виходячи з необхідної потужності для опалення, а потужність приводу повинні підбирати з урахуванням його ккд.
Спосіб випробуваний на стендовій установці. Стенд містив насос РКm60 виробництва Pedrollo (Італія), номінальною потужністю 375 Вт (максимальна 500 Вт), радіатор з двох секції віддається потужністю при температурі води 70 ° С 430 вт, дросель, розширювальний посудину. Стенд зібраний по схемі, наведеній на фіг.1. При споживаної потужності двигуном насоса 480 вт нагрів води на виході з насоса склав 60 ° С (максимально допустима температура для даного насоса) за 26 хв.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. Спосіб генерації тепла, при якому рідина перекачують насосом по замкнутому контору, що відрізняється тим, що при виході рідини з насоса її Дросселирующий, а при вході рідини в насос в ній стравлюють тиску.
2. Спосіб за п.1, що відрізняється тим, що стравлюють тиск шляхом повідомлення контуру біля входу насоса з атмосферним тиском.
3. Спосіб за п.1, що відрізняється тим, що стравлюють тиск шляхом повідомлення контуру біля входу насоса з порожниною з тиском, відмінним від атмосферного.
4. Теплогенератор, що містить насос з приводом і трасу, що сполучає вхід насоса з його виходом, який відрізняється тим, що на виході насоса встановлений дросель, а на вході - розширювальний посудину.
5. Теплогенератор по п.4, що відрізняється тим, що до траси з'єднаний нагрівальний прилад (радіатор, змійовик бойлера).
6. Теплогенератор по п.4, що відрізняється тим, що розширювальний посудину забезпечений додатковим штуцером, причому обидва штуцери з'єднані в розрив траси.
7. Теплогенератор по п.4, що відрізняється тим, що розширювальний посудину виконаний герметичним і забезпечений вентилем, розташованим вище рівня рідини.
8. Теплогенератор по пп.4-7, що відрізняється тим, що розширювальний посудину має еластичну перегородку.
Версія для друку
Дата публікації 06.12.2006гг
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.