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 RU2272227

ТЕПЛОГЕНЕРАТОР

Ім'я винахідника: Новіков Микола Миколайович (RU)
Ім'я патентовласника: Товариство з обмеженою відповідальністю "Науково-інноваційна фірма" Нова енергія "(RU)
Адреса для листування: 152903, Ярославська обл., М Рибінськ, вул. Кірова, 16, ТОВ "Науково-інноваційна фірма" Нова енергія "
Дата початку дії патенту: 2004.07.20

Винахід відноситься до області теплотехніки, зокрема до пристроїв для нагрівання рідини, і може знайти застосування в системах опалення будівель, споруд, гарячого водопостачання та інших галузях народного господарства. Теплогенератор містить корпус, який має профільовану проточну частину з циліндричним ділянкою, сполученим з вихідним патрубком, прискорювач руху, виконаний у вигляді циклону з тангенціальним сопловим закручують апаратом, торцева сторона циклону з'єднана з профільованою частиною корпусу, а бічна - через патрубок з насосом, гальмівні пристрої, основний і додатковий, розташоване в перепускному патрубку після зони його сполуки з циклоном, який сполучається з вхідним кінцем байпасного трубопроводу, вихідний кінець якого з'єднаний з вхідним патрубком насоса. У теплогенераторі співвісно внутрішній боковій поверхні циліндричної ділянки встановлені розташовані одна в іншій дві циліндричні оболонки, бічні поверхні яких разом з бічною поверхнею циліндричного ділянки утворюють два незалежних кільцевих кан циліндричний канал, утворений внутрішньою бічною поверхнею внутрішньої оболонки, що має в напрямку циклону профільований сопловой ділянку, при цьому циліндричний і внутрішній кільцевої канали з боку вихідного патрубка закриті кришкою, що розділяє внутрішню порожнину циліндричного ділянки на дві незалежні порожнини, одна з яких утворена внутрішнім кільцевим і циліндричним каналами, а інша, що сполучається з вихідним патрубком, - зовнішнім кільцевим каналом. Основне гальмівний пристрій розміщено в кільцевих каналах циліндричної ділянки. Гальмівні пристрої виконані у вигляді циліндричних трубок, встановлених співвісно центральної осі профилированной проточної частини. Кришка, що закриває циліндричний і внутрішній кільцевої канали, виконана полусферической. Таке виконання теплогенератора дозволяє підвищити ККД і якість відбору гарячого потоку води, що надходить з вихідного патрубка в систему споживання.

ОПИС ВИНАХОДИ

Пропонований винахід відноситься до області теплотехніки, зокрема до пристроїв для нагрівання рідини, і може знайти застосування в системах опалення будівель і споруд, гарячого водопостачання та інших галузях народного господарства.

Відомий теплогенератор, що містить корпус, який має циліндричну частину, прискорювач руху рідини, виконаний у вигляді циклону, торцева сторона якого з'єднана з циліндричною частиною корпусу. У підставі циліндричної частини корпусу, противолежащей циклону, змонтовано гальмівний пристрій, за яким встановлено дно з вихідним отвором, сполучених з вихідним патрубком, який з'єднаний з циклоном за допомогою перепускного патрубка, причому з'єднання виконано на торці циклону, противолежащем циліндричної частини корпусу, і співвісно з останнім. Гальмівний пристрій виконано, щонайменше, з двох радіально розташованих ребер, закріплених на центральній втулці. У перепускному патрубку після зони з'єднання його з циклоном встановлено додаткове гальмівне пристрій. Теплогенератор пов'язаний з насосом за допомогою інжекційного патрубка, сполученого з бічною стороною прискорювача руху рідини (див. Патент RU № 2045715 С1, 10.10.1995).

З відомих теплогенераторів найбільш близьким до заявляється є теплогенератор, описаний в патенті RU № 2204090 С2, 05.10.2003. Він містить корпус, який має циліндричну частину, прискорювач руху, виконаний у вигляді циклону, торцева сторона якого з'єднана з циліндричною частиною корпусу, а бічна за допомогою інжекційного патрубка - з насосом, гальмівні пристрої, змонтовані одне - в основі циліндричної частини корпусу перед шайбою, інше, додаткове - в перепускному патрубку після зони його сполуки з циклоном, сполучених з вихідним кінцем байпасного трубопроводу, при цьому внутрішня торцева поверхня шайби виконана у вигляді сферичної форми, а вихідний кінець байпасного трубопроводу з'єднаний з вхідним патрубком насоса.

Відомі пристрої мають невисокий ККД і недостатню якість відбору гарячого потоку води, що надходить з вихідного патрубка в систему споживача, від потоку води, що входить в основний гальмівний пристрій.

Це обумовлено:

• інтенсивним перемішуванням більш нагрітого і менш нагрітого потоків в основному гальмівному пристрої за рахунок інтенсифікації турбулентності на вході в гальмівний пристрій;
• слабким поділом перемішаних потоків за основним гальмівним пристроєм через відсутність механізму цього поділу і малого часу перебування перемішаних потоків в зоні за гальмівним пристроєм, недостатнього для повторного поділу;
• зниженням ефекту нагрівання рідини за рахунок проходження через основне гальмівний пристрій тільки частини потоку, так як інша частина потоку повертає назад, не доходячи до гальмівного пристрою. Це викликано різким зниженням радіального градієнта статичного тиску в області входу потоку в гальмівний пристрій і тим самим зниженням осьових градієнтів статичного тиску між входом менш охолодженого потоку в гальмівний пристрій і виходом його в пріосевой зону циліндричної частини для формування пріосевой потоку, таким чином, зменшується зона циркуляції потоку, знижуються осьові - зсувні швидкості периферійного і пріосевой вихорів, знижується рівень турбулентності на радіусі поділу вихорів, що призводить до зменшення нагрівання периферійного потоку.

Технічне завдання, яке вирішує пропоноване винахід, - підвищення ККД теплогенератора і якості відбору гарячого потоку води від холодного, що надходить з вихідного патрубка в систему споживача.

Технічне завдання вирішується тим, що в теплогенераторі, що містить корпус, який має профільовану проточну частину з циліндричним ділянкою, сполученим з вихідним патрубком, прискорювач руху, виконаний у вигляді циклону з тангенціальним сопловим закручують апаратом, що містить один або кілька тангенціальних соплових каналів, торцева сторона циклону з'єднана з профільованою частиною корпусу, а бічна - через патрубок з насосом, гальмівні пристрої, основний і додатковий, розташоване в перепускному патрубку після зони його сполуки з циклоном, сполучених з вхідним кінцем байпасного трубопроводу, вихідний кінець якого з'єднаний з вхідним патрубком насоса, відповідно до винаходу співвісно внутрішній боковій поверхні циліндричної ділянки встановлені розташовані одна в іншій дві циліндричні оболонки, бічні поверхні яких разом з бічною поверхнею циліндричного ділянки утворюють два незалежних кільцевих кан циліндричний канал, утворений внутрішньою бічною поверхнею внутрішньої оболонки, що має в напрямку циклону профільований сопловой ділянку, при цьому циліндричний і внутрішній кільцевої канали з боку вихідного патрубка закриті кришкою, що розділяє внутрішню порожнину циліндричного ділянки на дві незалежні порожнини, одна з яких утворена внутрішнім кільцевим і циліндричним каналами, а інша, поєднана з вихідним патрубком, - зовнішнім кільцевим каналом, при цьому основна гальмівний пристрій розміщено в кільцевих каналах циліндричної ділянки. Гальмівні пристрої виконані у вигляді циліндричних трубок, встановлених співвісно центральної осі профилированной проточної частини. Кришка, що закриває циліндричний і кільцевої канали, виконана полусферической.

Таке виконання теплогенератора забезпечує:

• якісне поділ більш нагрітого і менш нагрітого потоків на два незалежних потоку;
• напрямок більш нагрітого потоку через вихідний патрубок до споживача, а менш нагрітого потоку - в пріосевой зону профилированной проточної частини корпусу до прискорювача руху;
• збільшення осьової складової швидкості менш нагрітого потоку на виході з соплового ділянки циліндричного каналу і як наслідок збільшення зсувних швидкостей на поверхні поділу периферійного і пріосевой вихорів, що сприяє інтенсифікації анизотропной турбулентності в поле з високим радіальним градієнтом статичного тиску по всій довжині профільованої проточної частини корпусу, що підсилює ефект нагрівання периферійного вихору;
• підвищення рівня турбулентності менш нагрітого потоку на вході в основне гальмівний пристрій, а отже, і на виході його в пріосевой зону профилированной проточної частини корпусу, що в поєднанні з інтенсифікацією турбулентності на поверхні поділу периферійного і пріосевой вихорів підсилює ефект нагрівання периферійного вихору, який, в основному, визначається роботою турбулентних молей анизотропной турбулентності в поле з високим радіальним градієнтом статичного тиску;
• циркуляцію пріосевой потоку по всій довжині профільованої частини корпусу, що і змушує працювати потоки на нагрів на всьому протязі профилированной проточної частини.

Таким чином, введені в теплогенератор нові відмітні ознаки в сукупності з відомими дозволяють вирішити поставлену задачу.

Пропонований винахід пояснюється кресленнями, де

Фиг.1 дан теплогенератор, поздовжній розріз	Теплогенератор містить (фіг.1) корпус 1, що має профільовану проточну частину 2 з циліндричним ділянкою 3, з'єднаним з вихідним патрубком 4, прискорювач руху 5 (фіг.2), виконаний у вигляді циклону з тангенціальним сопловим закручують апаратом 6, що містить один або кілька тангенціальних соплових каналів 7, торцева сторона циклону з'єднана з профільованою частиною 2 корпусу 1, а бічна - через патрубок 8 з насосом 9, гальмівні пристрої, основне 10, додаткове 11, розташоване в перепускному патрубку 12 по поверхні його сполуки з циклоном, сполучених з вхідним кінцем байпасного трубопроводу 13, вихідний кінець якого з'єднаний з вхідним патрубком 14 насоса 9, розташовані одна в іншій дві циліндричні оболонки, внутрішня 15 і зовнішня 16, патрубок повернення 17 і розширювач перепуску рідини 18. розташовані одна в іншій циліндричні оболонки 15 і 16 встановлені співвісно внутрішній боковій поверхні циліндричної ділянки 3, разом з якою бічні поверхні оболонок 15 і 16 утворюють два незалежних кільцевих каналу, внутрішній 19 і зовнішній 20, і циліндричний канал 21, утворений внутрішньою поверхнею оболонки 15, яка в напрямку прискорювача руху 5 має профільований сопловой ділянку 22 .
Фиг.2 - то ж, розріз А-А	Фіг.3 - те ж, розріз Б-Б

Внутрішній кільцевої канал 19 і циліндричний канал 21 з боку вихідного патрубка 4 закриті кришкою 23, що розділяє внутрішню порожнину циліндричного ділянки на дві незалежні порожнини, одна з яких 24 утворена внутрішнім кільцевим каналом 19 і циліндричним каналом 21, а інша 25 - зовнішнім кільцевим каналом 20, сполучених з вихідним патрубком 4.

Гальмівні пристрої 10 і 11 (фіг.1 і фіг.3) виконані у вигляді циліндричних трубок 26 і 27, встановлених співвісно центральної осі профилированной проточної частини 2, яка виконана циліндричної або конічної з внутрішнім діаметром в площині перетину соплового закручує апарату 6, великим, ніж еквівалентний діаметр проточної частини каналів 7 тангенціального соплового закручує апарату 6. Профільована проточна частина 2 корпусу 1 грає роль вихровий труби. Кришка 23 виконана полусферической.

Теплогенератор працює наступним чином. Запускають насос 9, вода з якого під тиском (0,4-0,6) МПа надходить у вхідний патрубок 8 прискорювача руху 5 і тангенціальні соплові канали 7, в яких водяний потік прискорюється і закручується, після чого надходить в профільовану проточну частину 2 корпусу 1, в якій формуються два сільнозакрученних потоку води - периферійний (зовнішній) вихор і пріосевой (внутрішній) вихор, що переміщаються в протилежних напрямках, причому периферійний вихор рухається від прискорювача руху 5 в напрямку вихідного патрубка 4, а пріосевой - в напрямку прискорювача руху 5, при цьому початок формування периферійного вихору і вихід пріосевой вихору з профільованою проточної частини 2 знаходяться в одному перерізі, перпендикулярному центральної осі периферійного і пріосевой вихорів.

В результаті закономірного поділу сильно закрученого потоку води і реалізації термодинамічних процесів в поле масових сил з високим радіальним градієнтом статичного тиску периферійний вихор має більш високу температуру, ніж пріосевой вихор, при цьому периферійний вихор розділяється на два потоки: на зовнішній - більш гарячий і внутрішній - менш гарячий потоки.

Досягнувши протилежного кінця профилированной проточної частини 2 корпусу 1, периферійний вихор розкручується в гальмівному пристрої 10, при цьому в кільцевих каналах 19 і 20 здійснюється відділення більш гарячої частини периферійного потоку від менш гарячою частини, тобто поділ периферійного потоку на більш гарячий і менш гарячий потоки води. Більш гарячий розкручений потік води надходить в порожнину 25, звідки через вихідний патрубок 4 подається споживачеві, тобто за рахунок поділу потоку на гаряче і менш гарячий споживач отримує більш гарячий потік води, що підвищує ККД теплогенератора. Від споживача потік води надходить в патрубок повернення 17, звідки у вхідний патрубок 14 насоса 9. Менш гарячий розкручений потік води надходить в порожнину 24, де змінює своє осьовий напрямок на протилежне, потім входить в циліндричний канал 21, пройшовши який, прискорюється в профільованого сопловому ділянці 22 за рахунок осьового градієнта статичного тиску, спрямованого від прискорювача руху 5 в сторону основного гальмівного пристрою 10, звідки виходить в пріосевой зону профилированной частини 2 корпусу 1, рухаючись в напрямку прискорювача руху 5, вийшов з профільованого соплового ділянки 22, менш гарячий осьової потік води закручується холодним пріосевой потоком, змішується з ним, будучи активним ежектірующее потоком для холодного пріосевой потоку, при цьому температура пріосевой потоку після змішання кілька збільшується. Увійшовши в додаткове гальмівне пристрій 11, сумарний пріосевой потік гасить своє обертання, потім надходить в байпасний трубопровід 13, через який розкручений підігрітий змішаний потік надходить у вхідний патрубок 14 насоса 9 для наступного циклу нагрівання його теплогенератором. Розширювач перепуску рідини 18 компенсує температурне розширення води при підвищенні її температури.

Таким чином, використання запропонованої схеми теплогенератора дозволяє підвищити якість відбору гарячого потоку води і, отже, підвищити його ККД.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Теплогенератор, що містить корпус, який має профільовану проточну частину з циліндричним ділянкою, сполученим з вихідним патрубком, прискорювач руху, виконаний у вигляді циклону з тангенціальним сопловим закручують апаратом, торцева сторона циклону з'єднана з профільованою частиною корпусу, а бічна через патрубок - з насосом, гальмівні пристрої, основний і додатковий, розташоване в перепускному патрубку після зони його сполуки з циклоном, сполучених з вхідним кінцем байпасного трубопроводу, вихідний кінець якого з'єднаний з вхідним патрубком насоса, який відрізняється тим, що співвісно внутрішній боковій поверхні циліндричної ділянки встановлені розташовані одна в іншій дві циліндричні оболонки, бічні поверхні яких разом з бічною поверхнею циліндричного ділянки утворюють два незалежних кільцевих кан циліндричний канал, утворений внутрішньою бічною поверхнею внутрішньої оболонки, що має в напрямку циклону профільований сопловой ділянку, при цьому циліндричний і внутрішній кільцеві канали з боку вихідного патрубка закриті кришкою, розділяє внутрішню порожнину циліндричного ділянки на дві незалежні порожнини, одна з яких утворена внутрішнім кільцевим і циліндричним каналами, а інша, що сполучається з вихідним патрубком, - зовнішнім кільцевим каналом, при цьому основна гальмівний пристрій розміщено в кільцевих каналах циліндричної ділянки.

2. Теплогенератор по п.1, що відрізняється тим, що гальмівні пристрої виконані у вигляді циліндричних трубок, встановлених співвісно центральної осі профилированной проточної частини.

3. Теплогенератор по п.1, що відрізняється тим, що кришка, що закриває циліндричний і внутрішній кільцевої канали, виконана полусферической.

Версія для друку
Дата публікації 30.12.2006гг

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