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 RU2223452

ТЕПЛОГЕНЕРАТОР ДЛЯ НАГРІВУ РІДКОЇ СЕРЕДОВИЩА

Ім'я винахідника: Калиниченко А.Б .; Головко В.М.
Ім'я патентовласника: Калиниченко Александр Борисович; Головко Володимир Михайлович
Адреса для листування: 115563, Москва, ул.Шіпіловская, 23, корп.2, кв.310, Л.Ф.Слепневой
Дата початку дії патенту: 2002.07.09

Теплогенератор призначений для нагріву рідкого середовища, наприклад води, в системах водяного опалення, а й для розігріву рідких середовищ. Теплогенератор містить насос, підключений нагнетательной напрямку пристрою для прискорення руху рідкого середовища, яке на виході повідомлено з равликом, остання підключена до циліндричної трубі, а на вихідному ділянці циліндричної труби розміщено гальмівний пристрій, виконане у вигляді встановленого на ребрах полого склянки. Пристрій для прискорення руху рідини виконано у вигляді сопла. Циліндрична труба встановлена ​​співвісно равлику. Гальмівний пристрій встановлено співвісно циліндричній трубі. Довжина ребер дорівнює висоті склянки, на вихідному ділянці циліндричної труби за вихідним перетином склянки утворений ступінчастий дифузор, діаметр більшою мірою якого дорівнює внутрішньому діаметру циліндричної труби. Довжина більшою мірою дифузора становить від 0,1 до 2,0 внутрішніх діаметрів циліндричної труби, а відношення внутрішнього діаметра циліндричної труби до зовнішньому діаметру стакана складає від 1,2 до 1,8. В результаті досягається підвищення ефективності нагріву рідкого середовища за рахунок зниження непродуктивних гідравлічних втрат і оптимізації конструкції розмірів теплогенератора.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до теплотехніки і може бути використано для нагріву рідкого середовища, наприклад води, в системах водяного опалення, а й для розігріву різних рідких середовищ.

Відомий теплогенератор для нагріву рідкого середовища шляхом перетворення механічної енергії обертання робочого колеса спочатку в гідравлічну, а потім в теплову енергію. Нагрівання рідкого середовища відбувається за рахунок втрат гідравлічної енергії на вихреобразование і тертя в потоці зворотному рідкого середовища (див., Наприклад, авторське свідоцтво СРСР №1703924, МПК F 24 Н 3/02).

Даний теплогенератор має низький ККД і досить високий рівень шуму при роботі.

Найбільш близьким до винаходу по технічній сутності і досягається результату є теплогенератор, що містить насос, підключений нагнетательной напрямку пристрою для прискорення руху рідкого середовища, яке на виході повідомлено з равликом, а остання підключена до циліндричної трубі, при цьому на вихідному ділянці останньої розміщено гальмівний пристрій , виконане у вигляді встановленого на ребрах полого склянки (див., наприклад, патент Російської Федерації №2132517, МПК 7 F 24 Н 3/02, опубл.27.06.1999).

Даний теплогенератор дозволяє більш ефективно перетворювати механічну енергію потоку рідкого середовища в теплову енергію для нагріву рідкого середовища. Однак ефективність роботи даного теплогенератора може бути підвищена шляхом оптимізації його розмірів і спрощення конструкції теплогенератора.

Завданням, на вирішення якої спрямовано даний винахід, є підвищення ефективності нагріву рідкого середовища за рахунок зниження непродуктивних гідравлічних втрат, а й оптимізації конструкції і розмірів теплогенератора.

Зазначена задача вирішується за рахунок того, що теплогенератор містить насос, підключений нагнетательной напрямку пристрою для прискорення руху рідкого середовища, яке на виході повідомлено з равликом, остання підключена до циліндричної трубі, а на вихідному ділянці циліндричної труби розміщено гальмівний пристрій, виконане у вигляді встановленого на ребрах полого склянки, при цьому пристрій для прискорення руху рідини виконано у вигляді сопла, циліндрична труба встановлена ​​співвісно равлику, а гальмівний пристрій встановлено співвісно циліндричній трубі, причому довжина ребер дорівнює висоті склянки, на вихідному ділянці циліндричної труби за вихідним перетином склянки утворений ступінчастий дифузор , діаметр більшою мірою якого дорівнює внутрішньому діаметру циліндричної труби, довжина більшою мірою дифузора становить від 0,1 до 2,0 внутрішніх діаметрів циліндричної труби, а відношення внутрішнього діаметра циліндричної труби до зовнішньому діаметру стакана складає від 1,2 до 1,8.

Крім того, довжина ребер може становити від 0,7 до 1,6 внутрішніх діаметрів циліндричної труби, і ребра можуть бути встановлені радіально.

В ході досліджень було виявлено, що ефективність роботи теплогенератора залежить як від взаємного розташування елементів конструкції теплогенератора, так і від відносних розмірів цих елементів конструкції.

Виконання теплогенератора з соплом, встановленим на вході в равлика, дозволяєте найменшими гідравлічними втратами перетворити потік рідкого середовища після насоса в швидкісний потік, який подають з равлики в циліндричну трубу. Інший момент, на який слід звернути серйозну увагу, - це гальмування швидкісного потоку рідкого середовища. Для ефективної роботи установки важливо перетворити вихровий потік рідкого середовища в прямолінійний турбулентний потік. Дане завдання вирішується шляхом перетворення потоку з вихрового в прямолінійний в результаті взаємодії потоку рідкого середовища з ребрами, що утворюють разом зі склянкою поздовжні канали вздовж внутрішньої стінки циліндричної труби, і ефективного гальмування потоку в ступінчастому диффузоре на виході із зазначених вище поздовжніх каналів.

Не менш важливе значення має величина ступеня розширення каналу при гальмуванні потоку рідкого середовища. Було знайдено, що найбільш оптимальний результат досягається при відносно внутрішнього діаметра циліндричної труби до зовнішньому діаметру стакана, що становить від 1,2 до 1,8, при цьому доцільно, щоб довжина каналу після склянки (довжина більшою мірою дифузора) становила величину від 0,1 до 2,0 внутрішніх діаметрів циліндричної труби. При виконанні даного каналу менше 0,1 внутрішнього діаметра циліндричної труби потік не встигає розширити і заповнити поперечний переріз циліндричної труби, а виконання каналу більше 2,0 внутрішніх діаметрів циліндричної труби недоцільно, оскільки потік вже повністю перебудувався, а збільшення довжини каналу не робить ніякого впливу на режим течії рідкого середовища. Установка співвісно равлики, циліндричної труби і склянки, а й виконання ребер довжиною, рівній висоті полого склянки, дозволяє знизити втрати енергії при гідродинамічних перетвореннях потоку рідкого середовища, що додатково підвищує ефективність роботи теплогенератора.

Таким чином, виконання теплогенератора описаним вище чином дозволяє досягти виконання поставленої у винаході завдання - підвищення ефективності нагріву рідкого середовища за рахунок зниження непродуктивних гідравлічних втрат, а й оптимізації конструкції і розмірів теплогенератора.

На фіг.1 представлений поздовжній розріз теплогенератора, на фіг.2 - розріз А - А на фіг.1.

Теплогенератор містить насос 1, підключений нагнетательной напрямку пристрою для прискорення руху рідкого середовища, яке на виході повідомлено з равликом 2, а остання підключена до циліндричної трубі 3. На вихідному ділянці циліндричної труби 3 розміщено гальмівний пристрій 4, виконане у вигляді встановленого на ребрах 5 полого склянки 6. пристрій для прискорення руху рідини виконано у вигляді сопла 7. Цилиндрическая труба 3 встановлена співвісно равлику 2. Гальмівний пристрій 4 встановлено співвісно циліндричній трубі 3. Довжина L ₁ ребер 5 дорівнює висоті Н склянки 6. На вихідному ділянці циліндричної труби 3 за вихідним перетином склянки 6 утворений ступінчастий дифузор 8, діаметр D ₁ більшій ступені якого дорівнює внутрішньому діаметру D ₂ циліндричної труби 3. Довжина L ₂ більшою мірою дифузора 8 становить від 0,1 до 2,0 внутрішніх діаметрів циліндричної труби, а відношення внутрішнього діаметра D ₂ циліндричної труби 3 до зовнішньому діаметру D ₃ склянки 6 становить від 1,2 до 1,8.

Переважно, щоб довжина L ₁ ребер 5 становила від 0,7 до 1,6 внутрішніх діаметрів D ₂ циліндричної труби 3 і щоб ребра 5 були встановлені радіально.

Теплогенератор працює наступним чином. При подачі рідкого середовища насосом 1 через сопло 7 в равлика 2 її рух набуває вихровий характер. З равлики 2 вихровий потік надходить в циліндричну трубу 3. Далі рідке середовище, омиваючи внутрішню поверхню циліндричної труби 3, рухається по спіралі в напрямку гальмівного пристрою 4 і ступеневої дифузора 8. При спиралевидном русі рідке середовище за рахунок відцентрової сили активно взаємодіє з внутрішньою поверхнею циліндричної труби 3 теплогенератора, що призводить до нагрівання рідкого середовища і нагріванню циліндричної труби 3.

Випробування промислового зразка теплогенератора і показали, що для максимального нагріву рідкого середовища доцільно розташовувати гальмівний пристрій 4 від вхідного перетину циліндричної труби 3 на відстані від 1000 мм до 1200 мм. Подальше збільшення довжини циліндричної частини корпусу 2 не призводить до збільшення температури нагріву рідкого середовища. Таким чином, на вхід гальмівного пристрою 4 надходить закручена рідке середовище з максимальною температурою її нагрівання. В результаті гальмування потоку рідкого середовища спочатку на ребрах 5 гальмівного пристрою 4, а потім в ступінчастому диффузоре 8 відбувається подальше нагрівання рідкого середовища, яка з дифузора 8 надходить до споживача тепла, наприклад в тепломагістраль, практично без втрати корисного тепла.

В ході випробування теплогенератора і встановили доцільність виконання циліндричної труби 3 довжиною, що становить від 6 до 13 її діаметрів, а площі поперечного перерізу вихідного перетину сопла 7, що становить від 0,75 до 1,1 площі поперечного перерізу кільцевого каналу, утвореного зовнішньої бічною поверхнею склянки 6 і внутрішньою стінкою циліндричної труби 3.

При цьому встановлено, що доцільно, щоб діаметр вхідного перетину сопла 7 становив по відношенню до потужності насоса 1 величину від 0,8 до 1,0 мм / кВт. Зміна діаметру вихідного перетину сопла 7 можна здійснювати за допомогою змінних конусних втулок, які встановлюють в соплі 7.

Випробування показали високу надійність роботи теплогенератора при значному спрощенні його конструкції. При цьому габарити і маса зменшилися на 25 і 15% відповідно, ККД збільшився на 3 ... 5%.

Даний теплогенератор може бути використаний в якості автономного джерела теплової енергії у віддалених районах і місцях, де відсутнє централізоване тепло і водопостачання.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Теплогенератор, що містить насос, підключений нагнетательной напрямку пристрою для прискорення руху рідкого середовища, яке на виході повідомлено з равликом, а остання підключена до циліндричної трубі, при цьому на вихідному ділянці циліндричної труби розміщено гальмівний пристрій, виконане у вигляді встановленого на ребрах полого склянки, що відрізняється тим, що пристрій для прискорення руху рідини виконано у вигляді сопла, циліндрична труба встановлена ​​співвісно з равликом, а гальмівний пристрій встановлено співвісно з циліндричної трубою, при цьому довжина ребер дорівнює висоті склянки, на вихідному ділянці циліндричної труби за вихідним перетином склянки утворений ступінчастий дифузор, діаметр більшою мірою якого дорівнює внутрішньому діаметру циліндричної труби, довжина більшою мірою дифузора становить від 0,1 до 2,0 внутрішніх діаметрів циліндричної труби, а відношення внутрішнього діаметра циліндричної труби до зовнішньому діаметру стакана складає від 1,2 до 1,8 .

2. Теплогенератор по п.1, що відрізняється тим, що довжина ребер становить від 0,7 до 1,6 внутрішніх діаметрів циліндричної труби.

3. Теплогенератор по п.1, що відрізняється тим, що ребра встановлені радіально.

Версія для друку
Дата публікації 21.12.2006гг

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