PL213673B1 - Generator do ogrzewania cieczy - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest generator do ogrzewania cieczy, zwłaszcza w instalacjach grzewczych stosowanych w budownictwie mieszkaniowym i przemysłowym.

Znany jest z opisu patentowego EP nr 0 610 914 B1 system do ogrzewania cieczy przeznaczony głownie do instalacji grzewczych w budownictwie mieszkaniowym i ogólnego przeznaczenia. System ten składa się z zasobnika podgrzanej cieczy, mechanicznego generatora do ogrzewania cieczy połączonego wałem z silnikiem elektrycznym oraz kotła grzewczego, przy czym wymienione zespoły połączone są w układzie instalacyjnym umożliwiającym doprowadzenie podgrzanej cieczy do grzejników zainstalowanych w pomieszczeniach mieszkalnych lub przemysłowych. Najbardziej istotną cechą rozwiązania opisanego w/w opisie patentowym jest budowa generatora do ogrzewania, który ma postać cylindra, zamkniętego z obu stron uszczelniającymi pokrywami z otworami do doprowadzenia i odprowadzenia cieczy, zawierającego we wnętrzu rotor osadzony na wale połączonym z silnikiem elektrycznym, przy czym rotor posiada tak ukształtowane otwory względem wewnętrznych powierzchni cylindra, że przy obrotach rotora powstałe turbulencje cieczy powodują proces jej ogrzewania. Opisany w wyżej wymienionym dokumencie patentowym generator ciepła poza podgrzewaniem cieczy wytwarza również różnicę ciśnienia, co umożliwia pompowanie wody w instalacji grzewczej.

Celem wynalazku jest budowa generatora do ogrzewania cieczy, któryby poza opisanymi uprzednio cechami eksploatacyjnymi posiadał uproszczoną, łatwą w produkcji konstrukcję, mniejsze gabaryty i większą sprawność energetyczną.

Postawione zadanie według istotnych cech niniejszego wynalazku zostało zrealizowane w ten sposób, że generator do ogrzewania cieczy składa się z cylindrycznej obudowy z króćcem wylotowym, zamkniętej z jednej strony pokrywą z króćcem dolotowym, połączonej z drugiej strony bezpośrednio z kołnierzem silnika elektrycznego, na którego wale obrotowym osadzony jest wirnik, mający postać płaskiego cylindrycznego krążka z uformowanymi na obu jego powierzchniach w pobliżu zewnętrznego obwodu cylindrycznymi wgłębionymi otworami, rozmieszczonymi na całym obwodzie, który styka się z obu stron z cylindrycznymi płaskimi pierścieniami, zawierającymi również uformowane na obwodzie cylindryczne wgłębione otwory, usytuowane w tych samych odstępach i na tym samym obwodzie, jak na wirniku, przy czym cylindryczne płaskie pierścienie zamocowane są na stałe, jeden z pokrywą, a drugi z cylindryczną obudową.

W korzystnej odmianie wykonania wirnik generatora do ogrzewania cieczy, na obu powierzchniach zewnętrznych ma uformowane wgłębione otwory w liczbie 36, przy czym taka sama liczbą wgłębionych otworów uformowana jest na powierzchniach płaskich pierścieni, a wgłębione otwory na powierzchniach wirnika i wgłębione otwory na płaskich pierścieniach mają korzystnie średnicę 8 mm i głębokość 4 mm.

Korzyści, jakie uzyskano dzięki odmiennej konstrukcji generatora do ogrzewania cieczy w stosunku do generatora ciepła znanego ze stanu techniki, polegają na tym, że rozwiązanie według istotnych cech wynalazku odznacza się większą sprawnością energetyczną, przy czym technologicznie podzespoły generatora są łatwiejsze do wykonania, a całość ma mniejsze gabaryty w stosunku do rozwiązania znanego ze stanu techniki.

Przykład użytecznego wykorzystania przedstawiony jest na rysunku, na którym fig. 1 pokazuje w sposób schematyczny połączenie generatora do ogrzewania cieczy z silnikiem elektrycznym, fig. 2 w ujęciu perspektywicznym generator ciepła w rozłożeniu na części, po zdemontowaniu silnika elektrycznego, fig. 3 - widok od czoła generatora, uwidaczniający pokrywę, fig. 4 - przekrój A-A z fig. 3, uwidaczniający w przekroju zmontowany generator i fig. 5 - schemat układu grzewczego z zastosowanymi generatorami do ogrzewania cieczy.

Przedstawiony na fig. 1 do fig. 4 generator do ogrzewania cieczy 1 według istotnych cech wynalazku posiada cylindryczną obudowę 2, zawierającą z jednej strony kołnierz 3, który połączony jest z kołnierzem 4 silnika elektrycznego 5. Cylindryczna obudowa 2 wyposażona jest w króciec wylotowy 6 i zamknięta jest z drugiej strony pokrywą 7 z króćcem dolotowym 8. Na wale obrotowym 9 silnika elektrycznego 5, wewnątrz cylindrycznej obudowy 2, osadzony jest wirnik 10, mający postać płaskiego cylindrycznego krążka z uformowanymi na obu jego powierzchniach 11 w pobliżu zewnętrznego ob₁ wodu 12, cylindrycznymi wgłębionymi otworami 13, rozmieszczonymi na całym obwodzie 12¹ wewnętrznego obwodu 12. Wirnik 10 styka się z obu stron z cylindrycznymi płaskimi pierścieniami 14, ₁

14¹, zawierającymi również uformowane na obwodzie 15 ich powierzchni 16 cylindryczne wgłębione otwory 17, o takich samych wymiarach i takim samym rozmieszczeniu, jak na wirniku 10. Cylindryczne

PL 213 673 B1 płaskie pierścienie 14 i 14¹ zamocowane są na stałe, pierwszy 14 ze ścianą 18 pokrywy 7, a drugi 14¹ ze ścianą 19 cylindrycznej obudowy 2. Wirnik 10 na obu powierzchniach 11 ma uformowanych 36 wgłębionych otworów 13, przy czym taką samą liczbą otworów 17 uformowanych jest na powierzch₁ niach 16 płaskich pierścieni 14 i 14¹. Wgłębione otwory 13 na powierzchniach 11 wirnika 10 i wgłębio₁ ne otwory 17 na płaskich pierścieniach 14 i 14¹ mają średnicę θ 8 mm i głębokość 4 mm.

Zasada działania generatora do ogrzewania cieczy 1 polega na tym, że w strumieniu wody w przepływającym w szczelinach s pomiędzy wirnikiem 10 a cylindrycznymi płaskimi pierścieniami 14 ₁ i 14¹, generowane są mechanicznie szybkozmienne pulsacje ciśnienia, szczególnie przy obrotach wirnika 10 równym n = 2850 obr./min. Szczeliny s dobrane zostały empirycznie i mają wielkość około

0,5 mm. Pulsacje ciśnienia powstają w wyniku zmian objętości obszarów przepływu wody i rozchodzą się ruchem falowym. Zmiany objętości obszarów przepływu wody są spowodowane przesuwaniem się znajdujących się na wirniku 10 elementów generujących pulsacje, to jest wgłębionych otworów 13 ₁ względem otworów 17 wykonanych na powierzchniach płaskich pierścieni 14 i 14¹. Każdy z otwo₁ rów 17 na cylindrycznych płaskich pierścieniach 14 i 14¹ staje się, przy mijaniu go przez wgłębiony otwór 13 na wirniku 10, źródłem drgań w wodzie powodujących pulsacje ciśnienia. W wyniku sił pochodzących od bezwładności i lepkości wody pulsacje te ulegają tłumieniu, a energia przez nie unoszona zamienia się w ciepło, co powoduje wzrost temperatury wody.

Powstające ciepło w generatorze do ogrzewania cieczy 1, jak również wytworzona różnica ciśnień na króćcu dolotowym 8 i króćcu wylotowym 6 stwarza, że generator ciepła znajduje szerokie zastosowanie w instalacjach grzewczych w budownictwie, przynosząc znaczne efekty energetyczne.

Przykład zastosowania w instalacji grzewczej dwóch generatorów do ogrzewania cieczy 1 pokazany jest na fig. 5, na której do wymiennika cyrkulacyjnego 20 są podłączone dwa generatory do ogrzewania cieczy 1 sterowane automatycznie (automatyka nie jest pokazana na schemacie), które w zależności od nastawionych parametrów zasilają ciepła wodą wymiennik cyrkulacyjny 20, który w dalszej części schematu połączony jest z nagrzewnicami 21. Na schemacie tym w celu zrozumienia funkcjonowania instalacji grzewczej oznaczono: jako 22 - naczynie wyrównawcze, 23 - zawór termiczny, 24 - zawór cyrkulacyjny, 25 - filtr opadowy, 26 - termometr.

Przedstawiony w przykładzie wykonania, według istotnych cech wynalazku, generator do ogrzewania cieczy 1 nie wyczerpuje wszystkich możliwych odmian jego realizacji. Ten szczegółowy opis jednego z przykładów zastosowania nie powinien być interpretowany jako ograniczający jego ideę wynalazcą. Dla znawcy z dziedziny, do której należy wynalazek jest oczywiste, że może on być poddany wielu modyfikacjom, które nie będą zbyt odległe od istotnych cech wynalazku i nie doprowadzą do umniejszenia osiąganych przez niego efektów technicznych, użytkowych i ekonomicznych.

Claims (3)

1. Generator do ogrzewania cieczy, który ma postać cylindra, zamkniętego z obu stron uszczelniającymi pokrywami z otworami do doprowadzenia i odprowadzenia cieczy, zawierającego we wnętrzu rotor (wirnik) osadzony na wale połączonym z silnikiem elektrycznym, przy czym wirnik posiada tak ukształtowane otwory względem wewnętrznych powierzchni cylindra, że przy obrotach rotora powstałe turbulencje cieczy powodują proces jej ogrzewania, znamienny tym, że składa się z cylindrycznej obudowy (2) z króćcem wylotowym (6), zamkniętej z jednej strony pokrywą (7) z króćcem dolotowym (8), połączonej z drugiej strony bezpośrednio z kołnierzem (4) silnika elektrycznego (5), na którego wale obrotowym (9) osadzony jest wirnik (10), mający postać płaskiego cylindrycznego krążka z uformowanymi na obu jego powierzchniach (11) w pobliżu zewnętrznego obwodu (12) cylindrycz₁ nymi wgłębionymi otworami (13), rozmieszczonymi na całym obwodzie (12¹), który styka się z obu ₁ stron z cylindrycznymi płaskimi pierścieniami (14, 14¹), zawierającymi również uformowane na obwodzie (15) cylindryczne wgłębione otwory (17), usytuowane w tych samych odstępach i na tym samym ₁ obwodzie, jak na wirniku (10), przy czym cylindryczne płaskie pierścienie (14, 14¹), zamocowane są na stałe, jeden z pokrywą (7), a drugi z cylindryczną obudową (2).

2. Generator, według zastrz. 1, znamienny tym, że na obu powierzchniach zewnętrznych (11) wirnika (10) są uformowane wgłębione otwory (13) w liczbie 36, przy czym taka sama liczba wgłębio₁ nych otworów (17) uformowana jest na powierzchniach (16) płaskich pierścieni (14, 14¹).

PL 213 673 B1

3. Generator, według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że wgłębione otwory (13) na po₁ wierzchniach (11) wirnika (10) i wgłębione otwory (17) na płaskich pierścieniach (14 i 14¹) mają średnicę 8 mm i głębokość 4 mm.