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Die Erfindung betrifft einen Wärmegenerator bestehend aus einem Zyklon, einem hohlen zylin- drischen Gehäuse und einer daran angeschlossenen Rohrverbindung, sowie einem ersten Dros- selorgan im Gehäuse, einem zweiten Drosselorgan in der Rohrverbindung und einem Eingangs- stutzen.
Bekannt ist eine Wärmepumpe, die eine Vorrichtung für die Kompression des Arbeitskörpers (der Flüssigkeit) enthält, die die Form eines hermetischen sphärischen Gefässes hat, mit einen darin angebrachten Wärmeaustauscher in Form eines Schlangenrohrs, der mit äusseren Wärme- austauschern, z. B. Radiatoren, verbunden ist, sowie eine Hochdruckpumpe für die Kompression des Arbeitskörpers auf den Druck über 100 MPa (S. z. B. die Beschreibung der Erfindung zur
Urheberurkunde der UdSSR SU 458691). Diese Wärmepumpe übt die Funktion eines Wärmege- nerators aus. Darin erwärmt sich die mittels des Hochdruckpumpe auf hohen Druck zusammenge- drückte Flüssigkeit, die Wärme wird an den in dem sphärischen Gefäss untergebrachten Wärme- austauscher und von diesem mittels der dadurch zirkulierenden Flüssigkeit an die äusseren Wär- meaustauscher übertragen.
Der Hauptmangel der beschriebenen Wärmepumpe besteht in dem sehr hohen Arbeisdruck, der in dem sphärischen Gefäss entsteht. Dies stellt hohe Forderungen an die Festigkeit des sphä- rischen Gefässes, der Sperrventile und der Rohrleitungen, die die Hochdruckpumpe mit dem spärischen Gefäss verbinden. Dies führt seinerseits zu der Erhöhung der Selbstkosten für die
Wärmepumpe und erfordert hohe sicherheitstechnische Massnahmen, was die Verwendung der
Wärmepumpe in Wohnräumen einschränkt.
Dieser Mangel wurde in dem im Patent der RU 2045715 beschriebenen bekannten Wärmege- nerator beseitigt, der das nächste Analogon zu der angemeldeten Erfindung darstellt und folgende
Hauptmerkmal aufweist, die den Hauptmerkmalen der angemeldeten Erfindungen ähneln : Zyklon, hohles zylindrisches Gehäuse und daran angeschlossener Stutzen, Drosselorgan in dem hohlen zylindrischen Gehäuse und Drosselorgan in der Rohrverbindung sowie Eingangsstutzen.
In diesem Wärmegenerator ist der Zyklon mit einem Gehäuse an das hohle zylindrische Ge- häuse und mit dem anderen an die Rohrverbindung angeschlossen.
Die Konstruktionsbesonderheit des beschriebenen Wärmegenerators besteht darin, dass der Zyklon in Kontur eine Spiralenform aufweist. Die Flüssigkeit kommt unter Druck von 0, 4... 0, 6 MPa durch den Eingangsstutzen in den Zyklon, wo ihre Bewegung wirbelartig wird, wodurch die mechanische Energie der Flüssigkeit zunimmt. Aus dem Zyklon kommt die Flüssigkeit in das hohle zylind- rische Gehäuse und danach in das Drosselorgan, die in dem hohlen zylindrischen Gehäuse untergebracht ist. Solche Konstruktionsausführung des Wärmegenerators lässt die Bewegungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit und deren Druck bei der Fortbewegung aus dem Zyklon in das hohle zylindrische Gehäuse und längs des Gehäuses abrupt reduzieren, was in Übereinstimmung mit den bekannten Gesetzen der Thermodynamik die mechanische Energie der Flüssigkeit ändert und zu deren Wärmung führt.
Oft geht die Flüssigkeit aus dem Zyklon durch die Rohrverbindung und darin untergebrachte Drosselorgan und vermengt sich beim Ausgang aus der Rohrverbindung mit der Flüssigkeit, die aus dem hohlen zylindrischen Gehäuse geht. Auch die Bewegungsgeschwindigkeit und der Druck der Flüssigkeit, die durch die Rohrverbindung und darin untergebrachten Drosselorgan geht, gehen abrupt zurück, wodurch sie sich aufwärmt. Dies fördert die Erhöhung der Effizienz der Flüssigkeitserwärmung.
Folglich ist der genannte Wärmegenerator konstruktionsmässig einfacher als die oben beschriebene Pumpe nach der Urheberurkunde der UdSSR Nr. 458691. Darin wird eine Flüssigkeit unter Tiefdruck verwendet, was die Selbstkosten verringert. Ausserdem werden erhöhte sicherheitstechnische Massnahmen nicht mehr nötig.
Aber dieser Wärmegenerator hat einen Mangel, der darin besteht, dass der Zyklon für die technologische Bearbeitung technisch kompliziert ist, weil er in Kontur spiralförmig ist, was seinerseits entsprechende Ausrüstungen für dessen Herstellung erfordert.
Daneben besteht ein weiterer Mangel dieses Wärmegenerators in der unzureichenden Effizienz der Wandlung der mechanischen Energie der Flüssigkeit und folglich die unzureichende Verwandlung in Wärmeenergie, was die Effizienz der Flüssigkeitswärmung vermindert.
Der Erfindung liegt folgende Aufgabe zugrunde : Vervollkommnung des Wärmegenerators mittels Einführung neuer Elemente, Herstellung von Wechselbeziehungen zwischen neuen und bekannten Elementen sowie mittels Änderung der Form der Ausführung der Elemente für die Erzie-
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lung des technischen Ergebnisses, das in der Vereinfachung der Konstruktion und der gleichzeiti- gen Erhöhung der Effizienz der Wassererwärmung bestehen sollte.
Zwecks Erzielung dieses technischen Ergebnisses in dem Wärmegenerator, der einen Zyklon, ein hohles zylindrisches Gehäuse und eine daran angeschlossene Rohrverbindung, ein Drosselor- gan in dem hohlen zylindrischen Gehäuse, ein Drosselorgan in der Rohrverbindung und einen
Eingangsstutzen hat, hat der Zyklon die Form von zwei Hohlräumen, die durch einen Einsatz getrennt sind und durch Tangentialkanäle miteinander kommunizieren, wobei ein Hohlraum torus- förmig ausgebildet und mit dem Eingangsstutzen verbunden ist, während der zweite Hohlraum mit dem hohlen zylindrischen Gehäuse und der Rohrverbindung in Verbindung steht.
Dabei ist der zweite Hohlraum kegelstumpfförmig ausgebildet und verjüngt sich auf das hohle zylindrische Gehäuse zu.
Ausserdem ist in dem Einsatz vor der Rohrverbindung ein Hohlraum vorhanden, der ebenfalls durch Tangentialkanäle mit dem torusförmigen Hohlraum kommuniziert.
Dabei ist der Hohlraum im Einsatz kegelstumpfförmig ausgebildet und verjüngt sich auf das hohle zylindrische Gehäuse zu.
Zwischen den Unterscheidungsmerkmalen der angemeldeten Erfindung und dem erzielten technischen Ergebnis besteht ein Kausalzusammenhang. Die Besonderheit des Wärmegenerators, für den ein Patent beantragt wird, besteht darin, dass darin die Konstruktion jenes Teiles, der die komplizierte Herstellungstechnologie betrifft, vereinfacht worden ist. Ausserdem ermöglicht er eine effizientere Verwandlung der mechanischen Energie der Flüssigkeit in die Wärmeenergie, wodurch sich die Effizienz der Flüssigkeitswärmung erhöht.
Für die Erreichung dieses technischen Ergeb- nisses ist folgende neue Gesamtheit von Unterscheidungsmerkmalen notwendig : - Der Zyklon des Wärmegenerators soll zwei Hohlräume aufweisen ; - Die Hohlräume des Zyklons sollen durch einen Einsatz getrennt sein ; - Die Hohlräume des Zyklon sollen mittels Tangentialkanäle kommunizieren ; - Einer der Hohlräume des Zyklons soll torusförmig sein ; - Der torusförmige Hohlraum des Zyklons soll mit dem Eingangsstutzen verbunden sein ; - Der zweite Hohlraum des Zyklons soll mit dem hohlen zylindrischen Gehäuse und der Rohr- verbindung verbunden sein.
Falls eins der genannten Unterscheidungsmerkmale der genannten neuen Gesamtheit fehlt, wird das neue technische Ergebnis, d. h. die Vereinfachung der Konstruktion und die gleichzeitige Erhöhung der Effizienz der Flüssigkeitserwärmung nicht erreicht.
Für die quantitavie Steigerung und qualitative Verbesserung des zu erzielenden technischen Ergebnisses - ist der zweite Hohlraum kegelstumpfförmig ausgebildet und verjüngt sich auf das hohle zy- lindrische Gehäuse zu ; - ist in dem Einsatz ; vor der Rohrverbindung ein Hohlraum vorhanden, der ebenfalls durch
Tangentialkanäle mit dem torusförmigen Hohlraum kommuniziert ; - ist der Hohlraum im Einsatz kegelstumpfförmig ausgebildet und verjüngt sich auf das hohle zylindrische Gehäuse zu.
Fig. 1 stellt die Gesamtansicht des Wärmegenerators mit Querschnitt dar ; Fig. 2 stellt eine Ausführungsvariante des Wärmegenerators ; Fig. 3 stellt den A-A-Schnitt auf Fig. 2 dar.
Der Wärmegenerator enthält einen Zyklon 1 (Fig. 1), ein hohles zylindrisches Gehäuse 2, eine daran angeschlossene Rohrverbindung 3, ein Drosselorgan 4 in dem hohlen zylindrischen Gehäuse 2, ein Drosselorgan 5 in der Rohrverbindung 3 und einen Eingangsstutzen 6 (Fig. 3). Der Zyklon 1 hat die Form von zwei Hohlräumen 7 und 8 (Fig. 1), die durch einen Einsatz 9 getrennt sind und durch Tangentialkanäle 10 miteinander kommuniziern (Fig. 1 und Fig. 3). Der Hohlraum 7 ist torusförmig, durch das Gehäuse des Zyklons 1 und den Einsatz 9 gebildet, und mit dem Eingangsstutzen 6 verbunden (Fig. 3). Der Hohlraum 8 (Fig. 1) ist mit dem hohlen zylindrischen Gehäuse 2 und der Rohrverbindung 3 mittels der Öffnung 11 im Einsatz 9 verbunden.
Das hohle zylindrische Gehäuse 2 weist im oberen Teil eine Wechselscheibe 12 und einen Ausgangsstutzen 13 auf. Der Hohlraum ist kegelstumpfförmig ausgebildet und verjüngt sich auf das hohle zylindrische Gehäuse 2 zu. Der Hohlraum 8 könnte aber auch durch eine konische, sphärische oder eine beliebige konkave oder konvexe krummlinige Fläche gebildet sein.
In einem Sonderfall der Ausführung des Wärmegenerators (Fig. 2) ist im Einsatz vor der Rohr-
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verbindung 3 ein Hohlraum 14 vorhanden, der ebenfalls durch Tangentialkanäle 15 mit dem torus- förmigen Hohlraum 7 kommuniziert (Fig. 2 und Fig. 3. ). Der Hohlraum 14 ist kegelstumpfförmig ausgebildet und verjüngt sich auf das hohle zylindrische Gehäuse 2 zu. Der Hohlraum 14 könnte aber auch durch eine konische, spharische oder eine beliebige konkave oder konvexe krummlinige
Fläche gebildet sein.
Der Hohlraum 8 kommuniziert mit dem Hohlraum 14 und der Rohrverbindung 3 mittels der Öff- nung 16 (Fig. 2) im Einsatz 9. Die Wechselscheibe 12 gehört zum Satz von Wechselscheiben, die verschiedene Öffnungsdurchmesser aufweisen und der Druckregelung im Wärmegenerator die- nen.
Der Wärmegenerator wird in ein System der Heizung oder der Flüssigkeitserwärmung einge- setzt. Dabei wird der Eingangsstutzen 6 (Fig. 3) an den Ausgang der Pumpe und der Ausgangs- stutzen 13 an die Druckrohrleitung des Systems angeschlossen. Die Rückrohrleitung des Systems wird an den Eingang der Pumpe angeschlossen.
Der Wärmegenerator (Fig. 1) funktioniert wie folgt : Die gepumpte Flüssigkeit kommt durch den
Eingangsstutzen 6 in den torusförmigen Hohlraum 7 des Zyklons 1, aus dem sie durch die Tangen- tialkanäle 10 mit grosser Geschwindigkeit in den Hohlraum 8 einfliesst, wo die Bewegung der Flüs- sigkeit wirbelartig wird, eine Achsendrehung des Stroms erfolgt. Die Flüssigkeit bekommt eine beträchtliche Winkelgeschwindigkeit, folglich eine beträchtliche kinetische Energie.
Aus dem Hohl- raum 8 des Zyklons 1 kommt die Flüssigkeit in das hohle zylindrische Gehäuse 2, dabei ändern sich abrupt Richtung, Geschwindigkeit und Bewegungscharakter der Flüssigkeit, was zu einer abrupten Änderung des Druckes und der kinetischen Energie der Flüssigkeit führt, was in Überein- stimmung mit den bekannten Gesetzen der Thermodynamik zur Erhöhung der Temperatur, d. h. deren Wärmeinhalts führt.
Die im Zyklon 1 und bei Eingang ins hohle zylindrische Gehäuse 2 zum Teil erwärmte Flüssig- keit, die noch über einen Vorrat an kinetischer Energie verfügt, kommt in das Drosselorgan 4, wo
Infolge der Reibung der Flüssigkeit an der Oberfläche des Drosselorgans 4 ein zusätzlicher Druck der Flüssigkeit und eine Verminderung ihrer Bewegung, d. i. ihrer kinetischen Energie erfolgt, was zu weiterer Erhöhung der Temperatur der Flüssigkeit führt. Ein Teil der Flüssigkeit kommt aus dem Zyklon 1 in die Rohrverbindung 3, an deren Eingang das Drosselorgan 5 steht. Hier erfolgt eine zusätzliche Erwärmung der Flüssigkeit analog zu deren Erwärmung beim Eingang ins hohle zylindrische Gehäuse 2 und beim Durchfluss durch das Drosselorgan 4.
Aus der Rohrverbindung 3 kommt die Flüssigkeit in den Ausgangsstutzen 13, wo sie sich mit dem Hauptstrom aus dem hohlen zylindrischen Gehäuse 2 vermengt, und aus dem Ausgangsstutzen 13 kommt sie in die Druckrohrleitung des Systems der Heizung oder der Flüssigkeitserwärmung für Produktions- und Alltagsbedürfnisse oder Trocknungsanlagen.
Der auf Fig. 2 dargestellte Wärmegenerator funktioniert analog zu dem auf Fig. 1 dargestellten Wärmegenerator. Der Unterschied besteht darin, dass ein Teil der Flüssigkeit aus dem torusförmigen Hohlraum 7 durch Tangentialkanäle 15 in den Hohlraum 14 einfliesst und dort eine Wirbelbewegung erhält. Aus dem Hohlraum 14 fliesst ein Teil der sich wirbelartig bewegenden Flüssigkeit durch die Öffnung 16 in den Hohlraum 8 ein und fördert eine effizientere Wirbelung der Flüssigkeit in dem Achsenbereich des Hohlraums 8 und des hohlen zylindrischen Gehäuses 2, ein anderer Teil der Flüssigkeit kommt in die Rohrverbindung 3.
Die Konstruktion des Wärmegenerators wird vereinfacht und zugleich erhöht sich die Effizienz der Flüssigkeitserwärmung dank dem Umstand, dass in dem Wärmegenerator, der einen Zyklon, ein hohles zylindrisches Gehäuse und eine daran angeschlossene Rohrverbindung, ein Drosselorgan in dem hohlen zylindrischen Gehäuse, ein Drosselorgan in der Rohrverbindung und einen Eingangsstutzen hat, der Zyklon die Form von zwei Hohlräumen aufweist, die durch einen Einsatz getrennt sind und durch Tangentialkanäle miteinander kommunizieren, wobei ein Hohlraum torusförmig ausgebildet und mit dem Eingangsstutzen verbunden ist, während der zweite Hohlraum mit dem hohlen zylindrischen Gehäuse und der Rohrverbindung in Verbindung steht.
Die Vereinfachung der Konstruktion des Wärmegenerators ist darauf zurückzuführen, dass alle seine Details an konventionellen Drehbänken und Fräsmaschinen hergestellt werden können. Die erhöhte Effizienz der Flüssigkeitserwärmung geht darauf zurück, dass die Flüssigkeit aus dem Eingangsstutzen 6 in den torusförmigen Hohlraum 7 kommt und durch die Bewegung in einem geschlossenen Kreis eine kinetische Energie erhält und durch mehrere Tangentialkanäle 10 in den
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Hohlraum 8 einfliesst, wo die kinetische Energie der Flüssigkeit durch die wirbelartige Bewegung in dem Hohlraum 8 einen zusätzlichen Zuwachs erfährt ;
dabei trägt das Vorhandensein mehrerer Tangentialkanäle zu einer gleichmässigeren Verteilung des Flüssigkeitsstroms, der in den Hohiraum 8 einfliesst, und folglich zu einem beträchtlichen Zuwachs der kinetischen Energie der Flüssigkeit bei.
Da der Hohlraum 8 des Zyklons 1 kegelstumpfförmig ausgebildet ist und sich auf das hohle zylindrische Gehäuse 2 zu verjüngt, nimmt die Winkelgeschwindigkeit der Drehung der Flüssigkeit in dem Hohlraum 8 zu, wobei die Flüssigkeit in dem Achsenteil des Hohlraums 8 effizienter wirbel. Dies trägt zu einem Zuwachs der kinetischen Energie der Flüssigkeit und folglich der Effizienz ihrer Erwärmung bei.
Da in dem Einsatz 9 vor der Rohrverbindung der Hohlraum 14 liegt, der ebenfalls mittels der Tangentialkanäle 15 mit dem torusförmigen Hohlraum kommuniziert, erfolgt eine effizientere Wir- belung der Flüssigkeit in dem Achsenteil des Wärmegenerators, wodurch ebenfalls sich die kinetische Energie der Flüssigkeit erhöht, die sich danach in die Wärmeenergie verwandelt und dadurch die Effizienz der Flüssigkeitserwärmung erhöht.
Da der Hohlraum 14 im Einsatz 9 kegelstumpfförmig ausgebildet ist und sich auf das hohle zylindrische Gehäuse (2) zu verjüngt, wirbelt in einem höheren Mass derjenige Teil der Flüssigkeit, der aus dem Hohlraum 14 in den Hohlraum 8 fliesst, was noch stärker zur Wirbelung der Flüssigkeit in dem Achsenteil des Hohlraums 8, d. h. zu einem zusätzlichen Zuwachs der kinetischen Energie der Flüssigkeit und folglich zu einer zusätzlichen Erhöhung der Temperatur der Flüssigkeit beiträgt.
Daneben fördert die Wirbelbewegung der Flüssigkeit in dem Hohlraum 14 unmittelbar vor dem Eingang in die Rohrverbindung 3 und das Drosselorgan 5 eine Erhöhung der Temperatur der Flüssigkeit.
Also stellt dieser Wärmegenerator die Erreichung eines neuen technischen Ergebnisses sicher, das in der Vereinfachung der Konstruktion bei der gleichzeitigen Erhöhung der Effizienz der Flüssigkeitswärmung besteht.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Wärmegenerator bestehend aus einem Zyklon (1), einem hohlen zylindrischen Gehäuse (2) und einer daran angeschlossenen Rohrverbindung (3), sowie einem ersten Drossel- organ (4) im Gehäuse (2), einem zweiten Drosselorgan (5) in der Rohrverbindung (3) und einem Eingangsstutzen (6), dadurch gekennzeichnet, dass der Zyklon (1) die Form von zwei Hohlräumen (7,8) aufweist, die durch einen Einsatz (9) getrennt sind und durch Tan- gentialkanäle (10) miteinander kommunizieren, wobei ein Hohlraum (7) torusförmig ausge- bildet und mit einem kegelstumpfförmigen Eingangsstutzen (6) verbunden ist, während der zweite Hohlraum (8) mit dem hohlen zylindrischen Gehäuse (2) in Verbindung steht.
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The invention relates to a heat generator consisting of a cyclone, a hollow cylindrical housing and a pipe connection connected to it, as well as a first throttle element in the housing, a second throttle element in the pipe connection and an inlet connection.
A heat pump is known which contains a device for compressing the working body (the liquid), which has the shape of a hermetic spherical vessel, with a heat exchanger in the form of a serpentine tube which is fitted therein and which is connected to external heat exchangers, e.g. B. radiators, and a high pressure pump for the compression of the working body to the pressure above 100 MPa (see, for example, the description of the invention
Copyright certificate of the USSR SU 458691). This heat pump acts as a heat generator. The liquid, which is compressed to high pressure by means of the high-pressure pump, heats up in it, the heat is transferred to the heat exchanger housed in the spherical vessel and from there to the external heat exchanger by means of the liquid circulating thereby.
The main shortcoming of the heat pump described is the very high working pressure that arises in the spherical vessel. This places high demands on the strength of the spherical vessel, the shut-off valves and the pipes that connect the high-pressure pump to the spherical vessel. This in turn leads to an increase in the cost of ownership
Heat pump and requires high safety measures, which means the use of the
Restricted heat pump in living rooms.
This deficiency has been remedied in the known heat generator described in the patent of RU 2045715, which is the closest analogue to the invention claimed and the following
Main feature, which are similar to the main features of the inventions registered: cyclone, hollow cylindrical housing and connecting piece connected thereto, throttle element in the hollow cylindrical housing and throttle element in the pipe connection and inlet connection piece.
In this heat generator, the cyclone is connected to the hollow cylindrical housing with one housing and to the pipe connection with the other.
The special feature of the construction of the described heat generator is that the cyclone has a spiral shape. The liquid comes under pressure of 0.4 ... 0.6 MPa through the inlet connection to the cyclone, where its movement becomes vortex-like, which increases the mechanical energy of the liquid. The liquid comes from the cyclone into the hollow cylindrical housing and then into the throttle element, which is housed in the hollow cylindrical housing. Such a design of the heat generator allows the speed of movement of the liquid and its pressure during the movement from the cyclone into the hollow cylindrical housing and along the housing to be abruptly reduced, which changes the mechanical energy of the liquid and leads to its heating in accordance with the known laws of thermodynamics ,
Often the liquid from the cyclone passes through the pipe connection and the throttling element housed therein and mixes with the liquid which exits the hollow cylindrical housing as it exits the pipe connection. The speed of movement and the pressure of the liquid, which passes through the pipe connection and the throttle element housed therein, also drop abruptly, causing it to warm up. This promotes the increase in the efficiency of liquid heating.
Consequently, the heat generator mentioned is structurally simpler than the pump described above according to the author's certificate of the USSR No. 458691. A liquid under low pressure is used therein, which reduces the cost. In addition, increased security measures are no longer necessary.
But this heat generator has a shortcoming, which is that the cyclone for the technological processing is technically complicated because it is spiral in contour, which in turn requires appropriate equipment for its production.
In addition, another shortcoming of this heat generator is the insufficient efficiency of the conversion of the mechanical energy of the liquid and consequently the inadequate conversion into heat energy, which reduces the efficiency of the liquid heating.
The invention is based on the following object: perfection of the heat generator by introducing new elements, establishing interrelationships between new and known elements and by changing the form of the execution of the elements for the education.
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development of the technical result, which should consist in simplifying the construction and at the same time increasing the efficiency of water heating.
In order to achieve this technical result in the heat generator, which has a cyclone, a hollow cylindrical housing and a pipe connection connected to it, a throttle element in the hollow cylindrical housing, a throttle element in the pipe connection and one
The cyclone has the form of two cavities, which are separated by an insert and communicate with one another through tangential channels, one cavity being toroidal and connected to the input nozzle, while the second cavity is connected to the hollow cylindrical housing and the pipe connection communicates.
The second cavity is frustoconical and tapers towards the hollow cylindrical housing.
In addition, there is a cavity in the insert before the pipe connection, which also communicates with the toroidal cavity through tangential channels.
The cavity is frustoconical in use and tapers towards the hollow cylindrical housing.
There is a causal relationship between the distinguishing features of the invention applied for and the technical result achieved. The peculiarity of the heat generator for which a patent application is being made is that it has simplified the construction of the part relating to the complicated manufacturing technology. It also enables a more efficient conversion of the mechanical energy of the liquid into the thermal energy, which increases the efficiency of the liquid heating.
To achieve this technical result, the following new set of distinguishing features is necessary: - The cyclone of the heat generator should have two cavities; - The cavities of the cyclone should be separated by an insert; - The cavities of the cyclone should communicate using tangential channels; - One of the cyclone cavities should be toroidal; - The toroidal cavity of the cyclone should be connected to the inlet connection; - The second cavity of the cyclone should be connected to the hollow cylindrical housing and the pipe connection.
If one of the distinguishing features of the new entity mentioned is missing, the new technical result, i. H. the simplification of the construction and the simultaneous increase in the efficiency of liquid heating is not achieved.
For the quantitative increase and qualitative improvement of the technical result to be achieved - the second cavity is frustoconical and tapers towards the hollow cylindrical housing; - is in use; in front of the pipe connection there is a cavity, which is also
Tangential channels communicated with the toroidal cavity; - The cavity is frustoconical in use and tapers towards the hollow cylindrical housing.
Fig. 1 shows the overall view of the heat generator with cross section; 2 shows an embodiment variant of the heat generator; Fig. 3 shows the A-A section on Fig. 2.
The heat generator contains a cyclone 1 (FIG. 1), a hollow cylindrical housing 2, a pipe connection 3 connected thereto, a throttle element 4 in the hollow cylindrical housing 2, a throttle element 5 in the pipe connection 3 and an inlet connection 6 (FIG. 3) , The cyclone 1 has the shape of two cavities 7 and 8 (FIG. 1), which are separated by an insert 9 and communicate with one another through tangential channels 10 (FIGS. 1 and 3). The cavity 7 is toroidal, formed by the housing of the cyclone 1 and the insert 9, and connected to the inlet connector 6 (Fig. 3). The cavity 8 (FIG. 1) is connected to the hollow cylindrical housing 2 and the pipe connection 3 by means of the opening 11 in the insert 9.
The hollow cylindrical housing 2 has an exchangeable disk 12 and an outlet connection 13 in the upper part. The cavity is frustoconical and tapers towards the hollow cylindrical housing 2. The cavity 8 could also be formed by a conical, spherical or any concave or convex curvilinear surface.
In a special case, the execution of the heat generator (Fig. 2) is used in front of the pipe
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Connection 3, a cavity 14 is present, which also communicates with the toroidal cavity 7 through tangential channels 15 (FIGS. 2 and 3). The cavity 14 is frustoconical and tapers towards the hollow cylindrical housing 2. The cavity 14 could also be a conical, spherical or any concave or convex curvilinear
Be formed.
The cavity 8 communicates with the cavity 14 and the pipe connection 3 by means of the opening 16 (FIG. 2) in use 9. The change plate 12 belongs to the set of change plates which have different opening diameters and are used for pressure control in the heat generator.
The heat generator is used in a heating or liquid heating system. The inlet connection 6 (FIG. 3) is connected to the outlet of the pump and the outlet connection 13 to the pressure pipeline of the system. The system return pipe is connected to the pump inlet.
The heat generator (Fig. 1) works as follows: The pumped liquid comes through the
An inlet connection 6 into the toroidal cavity 7 of the cyclone 1, from which it flows through the tangential channels 10 at high speed into the cavity 8, where the movement of the liquid becomes vortex-like, an axis rotation of the current takes place. The liquid gets a considerable angular velocity, consequently a considerable kinetic energy.
The liquid comes from the cavity 8 of the cyclone 1 into the hollow cylindrical housing 2, during which the direction, speed and movement character of the liquid change abruptly, which leads to an abrupt change in the pressure and the kinetic energy of the liquid. in line with the known laws of thermodynamics to increase the temperature, d. H. whose heat content leads.
The liquid which is partly heated in the cyclone 1 and upon entry into the hollow cylindrical housing 2 and which still has a supply of kinetic energy comes into the throttle element 4, where
As a result of the friction of the liquid on the surface of the throttle element 4, an additional pressure of the liquid and a reduction in its movement, i. i. their kinetic energy takes place, which leads to a further increase in the temperature of the liquid. Part of the liquid comes from the cyclone 1 into the pipe connection 3, at the entrance of which the throttle element 5 is located. Here, the liquid is additionally heated analogously to its heating when it enters the hollow cylindrical housing 2 and when it flows through the throttle element 4.
From the pipe connection 3, the liquid comes into the outlet connection 13, where it mixes with the main flow from the hollow cylindrical housing 2, and from the outlet connection 13 it comes into the pressure pipeline of the system of heating or liquid heating for production and everyday needs or drying systems ,
The heat generator shown in FIG. 2 functions analogously to the heat generator shown in FIG. 1. The difference is that part of the liquid flows from the toroidal cavity 7 through tangential channels 15 into the cavity 14 and receives a swirling movement there. Part of the fluid which moves in a vortex-like manner flows from the cavity 14 through the opening 16 into the cavity 8 and promotes a more efficient vortexing of the fluid in the axial region of the cavity 8 and the hollow cylindrical housing 2, another portion of the fluid comes into the pipe connection third
The design of the heat generator is simplified and at the same time the efficiency of the liquid heating increases thanks to the fact that in the heat generator, which has a cyclone, a hollow cylindrical housing and a pipe connection connected to it, a throttle element in the hollow cylindrical housing, a throttle element in the pipe connection and having an inlet port, the cyclone being in the form of two cavities separated by an insert and communicating with each other through tangential channels, one cavity being toroidal and connected to the inlet port, while the second cavity is connected to the hollow cylindrical housing and the pipe connection communicates.
The simplification of the design of the heat generator is due to the fact that all of its details can be manufactured on conventional lathes and milling machines. The increased efficiency of the liquid heating is due to the fact that the liquid comes from the inlet connection 6 into the toroidal cavity 7 and receives kinetic energy through the movement in a closed circle and through several tangential channels 10 into the
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Cavity 8 flows in, where the kinetic energy of the liquid experiences an additional increase due to the vortex-like movement in the cavity 8;
the presence of several tangential channels thereby contributes to a more uniform distribution of the liquid flow flowing into the cavity 8 and consequently to a considerable increase in the kinetic energy of the liquid.
Since the cavity 8 of the cyclone 1 is frusto-conical and tapers towards the hollow cylindrical housing 2, the angular velocity of the rotation of the liquid in the cavity 8 increases, whereby the liquid in the axis part of the cavity 8 swirls more efficiently. This contributes to an increase in the kinetic energy of the liquid and consequently the efficiency of its heating.
Since the cavity 14, which also communicates with the toroidal cavity by means of the tangential channels 15, lies in the insert 9 in front of the pipe connection, the fluid in the axis part of the heat generator is swirled more efficiently, which also increases the kinetic energy of the fluid, then turns into thermal energy, increasing the efficiency of liquid heating.
Since the cavity 14 in the insert 9 is frustoconical and tapers towards the hollow cylindrical housing (2), the part of the liquid which flows out of the cavity 14 into the cavity 8 swirls to a greater extent, which is even stronger for the swirling of the Liquid in the axis part of the cavity 8, i.e. H. contributes to an additional increase in the kinetic energy of the liquid and consequently an additional increase in the temperature of the liquid.
In addition, the swirling motion of the liquid in the cavity 14 promotes an increase in the temperature of the liquid immediately before it enters the pipe connection 3 and the throttle element 5.
So this heat generator ensures the achievement of a new technical result, which is to simplify the construction while increasing the efficiency of the liquid heating.
PATENT CLAIMS:
1. Heat generator consisting of a cyclone (1), a hollow cylindrical housing (2) and a pipe connection (3) connected to it, and a first throttle element (4) in the housing (2), a second throttle element (5) in the Pipe connection (3) and an inlet connection (6), characterized in that the cyclone (1) has the shape of two cavities (7, 8) which are separated by an insert (9) and by tangential channels (10) with one another communicate, a cavity (7) being toroidal and connected to a frusto-conical inlet connection (6), while the second cavity (8) is connected to the hollow cylindrical housing (2).