RU2094711C1

RU2094711C1 - Liquid heat-transfer agent heater

Info

Publication number: RU2094711C1
Application number: RU95113980A
Authority: RU
Inventors: А.Н. Карпенко
Original assignee: Индивидуальное частное многопрофильное производственное предприятие "Промремстрой"
Priority date: 1995-08-17
Filing date: 1995-08-17
Publication date: 1997-10-27

Abstract

FIELD: liquid heat-transfer agent heaters. SUBSTANCE: to rise temperature of heat-transfer agent, rotor 4 carrying discs 6 is placed in operation in chamber 1 filled with liquid. While rotating, discs 6 entrap liquid and carry it in clearances between them and fixed discs. EFFECT: enhanced efficiency. 1 dwg

Description

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к устройствам для нагрева жидкого теплоносителя, используемых в теплоснабжении жилищно-коммунального хозяйства в качестве источника тепла в системах отопления жилых домов, хозяйственных помещений для поддержания определенного теплового режима, в системах горячего водоснабжения, а также в других отраслях промышленности для нагрева жидкостей. The invention relates to a power system, and in particular to devices for heating a liquid heat carrier used in heat supply of a housing and communal services as a heat source in heating systems of residential buildings, utility rooms to maintain a certain thermal regime, in hot water supply systems, as well as in other industries for heating liquids.

Известны генераторы тепла, содержащие котел с водой, установленный над топочной камерой (УДК 631.2-728; Шепелев А.М. Как построить сельский дом. М. Россельхозиздат, 1984, с.335-337). Known heat generators containing a boiler with water mounted above the combustion chamber (UDC 631.2-728; Shepelev AM How to build a rural house. M. Rosselkhozizdat, 1984, p.335-337).

Недостатком известных генераторов тепла является их громоздкость, низкий коэффициент использования затраченной энергии. A disadvantage of the known heat generators is their bulkiness, low utilization of energy expended.

Наиболее близким по технической сущности является центробежный нагреватель, содержащий корпус с внутренней камерой, заполненной вязкой жидкостью, в которую погружен плоский ротор, выполненный в виде закрепленных на приводном валу и разделенных зазором дисков, снабженных каналами для пропускания жидкости, а камера снабжена патрубками для ее подвода и отвода (заявка Японии N 2-27578, кл. F 24 J 3/00 от 18.06.90). The closest in technical essence is a centrifugal heater containing a housing with an inner chamber filled with a viscous fluid, in which a flat rotor is immersed, made in the form of disks mounted on a drive shaft and separated by a gap, provided with channels for transmitting fluid, and the chamber is equipped with nozzles for its supply and tap (Japanese application N 2-27578, CL F 24 J 3/00 from 06/18/90).

Однако известный нагреватель малоэффективен для нагрева больших объемов жидкости, а также в системах с принудительной циркуляцией жидкости, особенно с низкой вязкостью, например, воды. Кроме того, жидкостное трение, сопровождающееся выделением тепла, в известном нагревателе, при перемещении жидкости между подвижными дисками ротора будет меньше, чем между дисками и неподвижной стенкой камеры, что снижает коэффициент использования в данном нагревателе электрической энергии, а следовательно температуру теплоносителя. However, the known heater is ineffective for heating large volumes of liquid, as well as in systems with forced circulation of the liquid, especially with low viscosity, for example, water. In addition, liquid friction, accompanied by heat in a known heater, when moving the fluid between the movable rotor disks will be less than between the disks and the stationary wall of the chamber, which reduces the utilization of electric energy in this heater, and therefore the temperature of the coolant.

Предлагаемый нагреватель жидкого теплоносителя решает техническую задачу повышения температуры теплоносителя за счет повышения коэффициента использования затраченной энергии, путем введения неподвижных дисков, увеличивающих жидкостное трение. Конструкция нагревателя позволяет использовать его для нагрева больших объемов жидкости с принудительной ее циркуляцией. The proposed heater fluid solves the technical problem of increasing the temperature of the coolant by increasing the utilization of the expended energy by introducing fixed disks that increase fluid friction. The design of the heater allows you to use it to heat large volumes of liquid with its forced circulation.

Сущность изобретения заключается в том, что в нагревателе жидкого теплоносителя, содержащего камеру с нагреваемой жидкостью и патрубками для ее подвода и отвода, внутри которой размещен плоский ротор, выполненный в виде закрепленных на приводном валу, разделенных зазорами дисков, снабженных каналами для пропускания жидкости, с камерой скреплены неподвижные диски секционно размещенные по схеме: неподвижный диск диск ротора неподвижный с зазором между ними, а расстояние между секциями превышает междисковый зазор. The essence of the invention lies in the fact that in a heater a heat-transfer fluid containing a chamber with a heated fluid and nozzles for its supply and removal, inside of which there is a flat rotor made in the form of disks fixed to a drive shaft, separated by gaps provided with channels for passing fluid, with the camera fastens fixed disks sectionally arranged according to the scheme: a fixed disk rotor disk is stationary with a gap between them, and the distance between the sections exceeds the inter-disk gap.

На чертеже показан предлагаемый нагреватель. The drawing shows the proposed heater.

Нагреватель жидкого теплоносителя содержит камеру 1, имеющую патрубки подвода жидкости 2 и отвода теплоносителя 3. Внутри камеры 1, размещен ротор 4, выполненный в виде приводного вала 5, взаимодействующего с приводом (не показан). На валу 5 закреплены диски 6, а внутри камеры 1 неподвижно закреплены неподвижные диски 7, размещенные с дисками ротора 6 секционно по схеме: неподвижный диск диск ротора неподвижный. В секции диски 6 и 7 размещены с зазором "А", а расстояние между секциями "B" превышает междисковый зазор. В дисках ротора 6 имеются каналы "C" для прохода жидкости, а в неподвижных 7-каналы "D". The liquid coolant heater comprises a chamber 1 having nozzles for supplying liquid 2 and removal of coolant 3. Inside the chamber 1, a rotor 4 is arranged in the form of a drive shaft 5 interacting with a drive (not shown). The disks 6 are fixed on the shaft 5, and the stationary disks 7 fixed with the rotor disks 6 are sectionally fixed inside the chamber 1, according to the scheme: the fixed rotor disk is fixed. In the section, the disks 6 and 7 are placed with a gap "A", and the distance between the sections "B" exceeds the inter-disk gap. In the disks of the rotor 6 there are channels "C" for the passage of fluid, and in the stationary 7-channels "D".

Нагреватель жидкого теплоносителя работает следующим образом. Через патрубок 2 в камеру 1 подается под давлением жидкость и включают привод, от которого крутящий момент передается на приводной вал 5, а через него на диски 6 ротора 4. Жидкость, подаваемая в камеру 1 через патрубок 2, попадая на неподвижный диск 7, рассекается на струи, дросселируется каналами "D" и попадает в зазор "A" между дисками 6 и 7. Диск 6, вращаясь, захватывает слой жидкости и отбрасывает ее от центра к внутренней поверхности камеры 1 и через каналы "C" попадает в следующий зазор "A". В зазорах "A" между дисками 7 и 6 она разделяется на три слоя, два пограничные с дисками и средний, протекающий между ними. Пограничные слои жидкости, перемещаясь по твердой поверхности, будут тормозиться за счет "прилипания" молекул жидкости к поверхности диска, причем скорость перемещения слоя, пограничного с дисками ротора 6, будет выше, а сила торможения ниже, чем в слое, граничащим с неподвижным диском 7. Соответственно сила трения, возникшая между этими слоями и средним, различна и будет больше в последнем случае. Такую же работу будет совершать жидкость, проходя в зазоре между дисками ротора 6 и внутренней поверхностью камеры 1. Эта работа жидкости сопровождается выделением тепла, нагревом жидкости. Далее дросселируя через каналы "D" жидкость попадает в межсекционный зазор "B". Кроме того, жидкость, проходя через каналы "A" и "B" и дисков 6 и 7, дросселируют и, ударяясь о препятствие, стенки дисков 7 и 6, на выходе струи, создавая местные перепады давления, завихряется, что также сопровождается выделением тепла. Heater liquid heat carrier operates as follows. A liquid is supplied under pressure through the pipe 2 to the chamber 1 and the drive is turned on, from which the torque is transmitted to the drive shaft 5, and through it to the disks 6 of the rotor 4. The liquid supplied to the camera 1 through the pipe 2, falling onto the fixed disk 7, is dissected on the jet, it is throttled by channels "D" and falls into the gap "A" between disks 6 and 7. Disk 6, rotating, captures a layer of liquid and discards it from the center to the inner surface of chamber 1 and through channels "C" enters the next gap " A ". In the gaps "A" between the disks 7 and 6, it is divided into three layers, two border with the disks and the middle flowing between them. The boundary layers of the liquid, moving along a solid surface, will be slowed down due to the “sticking” of liquid molecules to the surface of the disk, and the speed of movement of the layer boundary with the disks of the rotor 6 will be higher and the braking force lower than in the layer bordering the stationary disk 7 Accordingly, the friction force arising between these layers and the middle is different and will be greater in the latter case. The same work will be done by the liquid, passing in the gap between the disks of the rotor 6 and the inner surface of the chamber 1. This work of the liquid is accompanied by heat generation, heating of the liquid. Then throttling through the channels "D", the liquid enters the intersection gap "B". In addition, the liquid, passing through the channels "A" and "B" and disks 6 and 7, throttles and, hitting an obstacle, the walls of the disks 7 and 6, at the outlet of the jet, creating local pressure drops, swirls, which is also accompanied by heat .

В результате, внутреннее трение слоев жидкости, ее дросселирование, трение жидкости о поверхности, а также перепады давления в местах выхода дросселирующего потока приводит к превращению кинетической энергии жидкости в тепло, повышающее температуру теплоносителя. As a result, the internal friction of the liquid layers, its throttling, the friction of the liquid on the surface, as well as the pressure drops at the exit points of the throttling flow, leads to the conversion of the kinetic energy of the liquid into heat, which increases the temperature of the coolant.

Пройдя через все диски 6 и 7, теплоноситель через патрубок 6 уходит из камеры 1 к потребителю. Having passed through all the disks 6 and 7, the coolant through the pipe 6 leaves the chamber 1 to the consumer.

Предлагаемый нагреватель позволяет повысить температуру жидкого теплоносителя за счет повышения жидкостного трения между неподвижными дисками и подвижными, а также создания условий дросселирования струй жидкости, при которых происходят местные перепады давления жидкости, завихрения ее потока, при прохождении его через каналы дисков ротора и несовпадении с каналом неподвижного диска. В следствии этого, происходит превращение накопленной избыточной энергии жидкости в тепло, уносимое теплоносителем. The proposed heater allows to increase the temperature of the liquid coolant by increasing the fluid friction between the fixed disks and the movable ones, as well as creating conditions for throttling the liquid jets, under which local pressure drops of the liquid, turbulence of its flow, when it passes through the channels of the rotor disks and does not coincide with the stationary channel drive. As a result of this, the accumulated excess energy of the liquid is converted into heat carried away by the coolant.

Claims

A liquid coolant heater containing a chamber with a liquid, equipped with nozzles for supplying and discharging the latter and a rotor installed in the chamber in the form of perforated disks fixed to the shaft, characterized in that pairs of fixed perforated disks are additionally fixed in the chamber, in each of which there are gaps between the latter for the passage of fluid, a corresponding rotor disk is installed, and the distance between the pairs of fixed disks exceeds the size of the mentioned gaps.