RU2115027C1 - Насосно-эжекторная установка с возможностью выделения тепловой энергии - Google Patents
Насосно-эжекторная установка с возможностью выделения тепловой энергии Download PDFInfo
- Publication number
- RU2115027C1 RU2115027C1 RU96119115A RU96119115A RU2115027C1 RU 2115027 C1 RU2115027 C1 RU 2115027C1 RU 96119115 A RU96119115 A RU 96119115A RU 96119115 A RU96119115 A RU 96119115A RU 2115027 C1 RU2115027 C1 RU 2115027C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pump
- installation
- liquid
- diffuser
- nozzle
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Jet Pumps And Other Pumps (AREA)
Abstract
Установка предназначена для преобразования энергии жидкости в тепловую энергию. Устройство выполнено в виде струйного аппарата, содержащего активное сопло, установленную коаксиально соплу конфузорную приемную камеру, конфузорную камеру смешения с горловиной и диффузор. Выход насоса подключен к входу в тепловыделяющее устройство и к активному соплу. Тепловыделяющее устройство со стороны выхода из него подключено к приемной камере струйного аппарата. Диффузор струйного аппарата подключен к входу в насос и к входу в тепловыделяющее устройство. Выполнение устройства преобразования энергии в виде струйного аппарата позволяет повысить экономичность установки. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Настоящее изобретение относится к области струйной техники, преимущественно к насосно-эжекторным установкам, в которых возможно преобразование энергии жидкости в тепловую энергию, что позволит использовать ее для обогрева помещений.
Известна насосно-эжекторная установка, содержащая струйный аппарат, подключенный диффузором к входу в тепловыделяющее устройство, приемной камерой - к выходу из тепловыделяющего устройства и активным соплом - к источнику жидкости под давлением (см. заявку ФРГ N 2330502, кл. F 04 F 5/48, 1975).
Однако в данной установке струйный аппарат используется только для организации циркуляционного движения нагретой жидкости, а другие виды энергии жидкости не используются, что ведет к снижению эффективности работы установки.
Наиболее близкой к описываемой является насосно-эжекторная установка, содержащая насос, тепловыделяющее устройство, устройство преобразования энергии жидкости (см. авт.св. СССР N 1290015, кл. F 04 F 5/02, 1987).
В данной установке предусмотрена возможность использования энергии жидкости путем преобразования ее кинетической энергии в механическую энергию, однако в данном случае имеет место недостаточно эффективное использование энергии жидкости, а регулирование режима работы установки осуществляется только путем смешения горячей и холодной жидкости, что приводит к усложнению установки, снижает надежность ее работы и, как следствие, к повышению эксплуатационных затрат.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение экономичности установки, упрощение ее эксплуатации и повышение надежности ее работы.
Указанная задача достигается тем, что в насосно-эжекторной установке, содержащей насос, тепловыделяющее устройство и устройство преобразования энергии жидкости, последнее выполнено в виде струйного аппарата, содержащего активное сопло, установленную коаксиально соплу конфузорную приемную камеру, конфузорную камеру смешения с горловиной и диффузор, при этом выход насоса подключен к входу в тепловыделяющее устройство и к активному соплу, тепловыделяющее устройство со стороны выхода из него подключено к приемной камере струйного аппарата и диффузор струйного аппарата подключен к входу в насос и к входу в тепловыделяющее устройство. Струйный аппарат может быть на выходе из диффузора снабжен профилированным напорным трубопроводом, активное сопло может быть выполнено ступенчато сужающимся по ходу потока или ступенчато сужающимся со стороны входа в него и ступенчато расширяющимся со стороны выхода из него, а установка может быть снабжена линией подвода и отвода жидкости из установки с автоматическим клапаном поддержания заданного давления жидкости в установке.
Выполнение устройства, описываемого в данном изобретении, с устройством преобразования энергии жидкости в виде струйного аппарата позволяет организовать такой процесс течения жидкости в нем, когда по мере движения поступающей в активное сопло и в приемную камеру жидкости в последних организуют разгон жидкости, ее вскипание с образованием двухфазного потока, перевод за счет этого движения потока на сверхзвуковой режим и, как следствие этого, организацию в потоке скачка давления. Далее поток вторично разгоняют, организуют его вскипание, перевод на сверхзвуковой режим течения и после этого организуют второй скачок давления, после чего в диффузоре за счет торможения потока рост давления в струйном аппарате завершают.
Как результат, в проточной части за струйным аппаратом получают давление, значительно превышающее давление, которое было на входе в струйный аппарат. Одновременно с интенсивным ростом давления в процессе интенсивного торможения потока растет температура жидкости. Таким образом, в струйном аппарате организуют преобразование энергии потока жидкости в тепловую энергию. Из струйного аппарата нагретая в нем жидкость направляется в тепловыделяющее устройство, например в батарею для отопления помещения, а из тепловыделяющего устройства рабочая жидкая среда возвращается в струйный аппарат на новый цикл нагрева.
Располагая на выходе диффузора профилированный напорный трубопровод, можно достигнуть, если это необходимо, дополнительного роста давления с соответствующим ростом температуры жидкости на выходе из струйного аппарата. Выполнение проточной части активного сопла со ступенчатыми сужением и расширением позволяет в ряде случаев интенсифицировать процессы разгона и вскипания и более качественно организовать переход на дозвуковой режим течения со скачком давления в проточной части активного сопла.
Таким образом, достигается возможность организации автономного циркуляционного контура нагрева жидкости (жидкой рабочей среды) без использования экологически вредных источников нагрева жидкости (угля, нефти и нефтепродуктов), при этом в установке нет, кроме насоса, ни одного устройства с механическим приводом и механическими подвижными рабочими элементами, что делает установку экологически безопасной, а непосредственное преобразование энергии потока жидкости в тепловую энергию с учетом вышесказанного делает установку экономически выгодной, надежной и простой в эксплуатации.
На фиг. 1 представлена принципиальная схема описываемой насосно-эжекторной установки; на фиг. 2 представлен схематический разрез струйного аппарата с графиком изменения давления жидкости вдоль его проточной части; на фиг. 3 представлен схематический разрез струйного аппарата с активным соплом, в котором выполнены ступенчатое сужение и ступенчатое расширение проточной части сопла.
Насосно-эжекторная установка содержит насос 1, тепловыделяющее устройство 2 и устройство 3 преобразования энергии жидкости, при этом последнее выполнено в виде струйного аппарата, содержащего активное сопло 4, установленную коаксиально соплу 4 конфузорную приемную камеру 5, конфузорную камеру 6 смешения с горловиной 7 и диффузор 8, при этом выход насоса 1 подключен к входу в тепловыделяющее устройство 2 и к активному соплу 4, тепловыделяющее устройство 2 со стороны выхода из него подключено к приемной камере 5 струйного аппарата и диффузор 8 струйного аппарата подключен к входу в насос 1 и к входу в тепловыделяющее устройство 2. Струйный аппарат на выходе из диффузора 8 снабжен профилированным напорным трубопроводом 9. Активное сопло 4 может быть выполнено ступенчато сужающимся со стороны входа в него и ступенчато расширяющимся со стороны выхода из него. Установка может быть снабжена линией 10 отвода и подвода жидкости в установку с установленным на ней автоматическим клапаном 11 поддержания заданного давления жидкости в установке.
Установка работает следующим образом.
Запуск установки осуществляют путем направления насосом 1 всего потока жидкости в активное сопло 4 струйного аппарата. Поступая в сопло 4, поток жидкости сужается, что ведет к росту кинетической энергии потока и уменьшению давления. После того, как давление падает ниже давления насыщения (газов или паров), происходит вскипание потока, скорость потока резко увеличивается, а величина скорости, при которой наступает сверхзвуковой режим течения, резко падает. Поскольку скорость потока становится выше скорости звука, в сопле 4 возникает скачок давления, далее на выходе из сопла 4 (сечение II - II) давление снова падает, а скорость потока вновь возрастает, при этом проточная часть камеры 6 смешения выбрана таким образом (а именно в нее истекает жидкая среда из сопла 4), что в камере 6 смешения устанавливается критический режим течения с вскипанием жидкостного потока, установлением сверхзвукового режима и последующим скачком давления, причем давление перед вторым скачком давления меньше, чем критическое давление после первого скачка давления (в активном сопле 4), кинетическая энергия потока в камере 6 смешения больше, чем кинетическая энергия потока в сопле 4, и, как следствие, за счет более интенсивного вскипания потока скорость звука соответственно меньше, поэтому скачок давления в камере 6 смешения более интенсивный, чем в активном сопле 4. Дальнейшее повышение давления происходит в диффузоре 8, и на выходе из диффузора 8 устанавливается окончательная величина давления, которое значительно больше, чем давление жидкости на входе в струйный аппарат. При протекании описанных процессов в струйном аппарате начинает расти температура жидкости, в частном случае воды. Такой режим работы продолжается до тех пор, пока повышение температуры, сопровождающееся повышением давления, не достигнет того значения, при котором нагретую жидкость можно направлять в тепловыделяющее устройство, например в батарею для отопления какого-либо помещения. Для этого часть потока жидкости с выхода насоса 1 направляют в тепловыделяющее устройство 2. После тепловыделяющего устройства 2 жидкость направляется в приемную камеру 6 струйного аппарата. Дальнейшая циркуляция жидкости между струйным аппаратом и тепловыделяющим устройством 2 возможна без насоса 1. В этом случае нагретая жидкость из струйного аппарата направляется непосредственно в тепловыделяющее устройство 2. В дальнейшем, если количества тепла, которое снимается с тепловыделяющего устройства, будет не хватать, или потребуется быстро изменить количество тепла, которое необходимо снять с тепловыделяющего устройства 2, вновь в работу включается насос 2. При этом тепловая мощность, снимаемая с тепловыделяющего устройства 2, будет тем больше, чем больше будет начальная мощность (напор и расход) насоса 1.
В различных установках, в зависимости от требований потребителя, возможны различные режимы работы струйного аппарата по нагреву жидкости. В зависимости от этого возможно выполнение струйного аппарата как со ступенчато сужающимся соплом 4, так и ступенчато сужающимся со стороны входа и ступенчато расширяющимся со стороны выхода соплом 4.
Кроме того, для регулирования количества жидкости в установке возможно снабжение ее линией 10 подвода и отвода жидкости из установки с установленным на ней автоматическим клапаном 11 поддержания заданного давления жидкости в установке.
Таким образом, путем выполнения установки описанным образом решается поставленная задача, что позволяет использовать описанную насосно-эжекторную установку в качестве автономной установки для отопления рабочих и производственных помещений, а также для нагрева жидкости в различных технологических циклах.
Claims (5)
1. Насосно-эжекторная установка, содержащая насос, тепловыделяющее устройство и устройство преобразования энергии жидкости, отличающаяся тем, что устройство преобразования энергии жидкости выполнено в виде струйного аппарата, содержащего активное сопло, установленную коаксиально соплу конфузорную приемную камеру, конфузорную камеру смешения с горловиной и диффузор, при этом выход насоса подключен к входу в тепловыделяющее устройство и к активному соплу, тепловыделяющее устройство со стороны выхода из него подключено к приемной камере струйного аппарата и диффузор струйного аппарата подключен к входу в насос и к входу в тепловыделяющее устройство.
2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что струйный аппарат на выходе из диффузора снабжен профилированным напорным трубопроводом.
3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что активное сопло струйного аппарата выполнено ступенчато сужающимся.
4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что активное сопло выполнено ступенчато сужающимся со стороны входа в него и ступенчато расширяющимся со стороны выхода из него.
5. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена линией отвода и подвода жидкости в установку с установленным на ней автоматическим клапаном поддержания заданного давления жидкости в установке.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96119115A RU2115027C1 (ru) | 1996-10-03 | 1996-10-03 | Насосно-эжекторная установка с возможностью выделения тепловой энергии |
AU46404/97A AU4640497A (en) | 1996-10-03 | 1997-09-25 | Method for converting the energy of a liquid flow into thermal energy and equipment for realising the same |
PCT/RU1997/000299 WO1998014737A1 (fr) | 1996-10-03 | 1997-09-25 | Procede de transformation de l'energie d'un flux de liquide en energie thermique et installation de mise en oeuvre de ce procede |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96119115A RU2115027C1 (ru) | 1996-10-03 | 1996-10-03 | Насосно-эжекторная установка с возможностью выделения тепловой энергии |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2115027C1 true RU2115027C1 (ru) | 1998-07-10 |
RU96119115A RU96119115A (ru) | 1999-01-20 |
Family
ID=20185854
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96119115A RU2115027C1 (ru) | 1996-10-03 | 1996-10-03 | Насосно-эжекторная установка с возможностью выделения тепловой энергии |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2115027C1 (ru) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8936202B2 (en) | 2010-07-30 | 2015-01-20 | Consolidated Edison Company Of New York, Inc. | Hyper-condensate recycler |
US9739508B2 (en) | 2010-07-30 | 2017-08-22 | Hudson Fisonic Corporation | Apparatus and method for utilizing thermal energy |
RU2653796C2 (ru) * | 2003-07-18 | 2018-05-14 | Евгений Юрьевич Мурышев | Нагревательное устройство |
US10184229B2 (en) | 2010-07-30 | 2019-01-22 | Robert Kremer | Apparatus, system and method for utilizing thermal energy |
RU2751738C1 (ru) * | 2020-03-10 | 2021-07-16 | Юрий Павлович Кондрашов | Система пароводяного отопления |
RU2790877C1 (ru) * | 2021-12-16 | 2023-02-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" | Установка для дезодорации масла из растительного сырья |
-
1996
- 1996-10-03 RU RU96119115A patent/RU2115027C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Фисенко В.В. Сжимаемость т епло носителя и эффективность работы контуров циркуляции ЯЭУ. - М.: Эн ергоатоми здат, 1987, с.99 - 117. * |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2653796C2 (ru) * | 2003-07-18 | 2018-05-14 | Евгений Юрьевич Мурышев | Нагревательное устройство |
US8936202B2 (en) | 2010-07-30 | 2015-01-20 | Consolidated Edison Company Of New York, Inc. | Hyper-condensate recycler |
US9506659B2 (en) | 2010-07-30 | 2016-11-29 | Robert Kremer | Hyper-condensate recycler |
US9739508B2 (en) | 2010-07-30 | 2017-08-22 | Hudson Fisonic Corporation | Apparatus and method for utilizing thermal energy |
US10184229B2 (en) | 2010-07-30 | 2019-01-22 | Robert Kremer | Apparatus, system and method for utilizing thermal energy |
RU2751738C1 (ru) * | 2020-03-10 | 2021-07-16 | Юрий Павлович Кондрашов | Система пароводяного отопления |
RU2790877C1 (ru) * | 2021-12-16 | 2023-02-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" | Установка для дезодорации масла из растительного сырья |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3606867A (en) | Puisating combustion system | |
RU2124672C1 (ru) | Котел-утилизатор и способ его эксплуатации | |
US8387956B2 (en) | Heat-generating jet injection | |
EP0812378A4 (en) | PRE-HEATED INJECTION TURBINE CYCLE | |
TW201224376A (en) | Apparatus and method for utilizing thermal energy | |
RU2115027C1 (ru) | Насосно-эжекторная установка с возможностью выделения тепловой энергии | |
RU2513063C1 (ru) | Стенд для высотных испытаний ракетных двигателей с тонкостенными соплами | |
RU2187768C2 (ru) | Способ интенсификации теплообмена при сжигании твердого, жидкого и газообразного топлива и нагревательное устройство для его осуществления (варианты) | |
US4143516A (en) | Air-water power generator | |
US5161377A (en) | Method and system for generating energy utilizing a bleve-reaction | |
RU2202055C2 (ru) | Струйная теплогенерирующая установка (варианты) | |
RU2110701C1 (ru) | Способ работы тепловыделяющего струйного аппарата (варианты) | |
RU2221935C2 (ru) | Способ работы струйной тепловыделяющей установки и струйная тепловыделяющая установка для его осуществления | |
RU2629104C2 (ru) | Устройство пароводяного струйного теплонагревателя | |
RU2263826C2 (ru) | Способ работы эжекторной установки тепло- и горячего водоснабжения | |
RU2114326C1 (ru) | Способ преобразования в струйной установке энергии потока в тепловую энергию | |
RU2127832C1 (ru) | Способ работы эжекторной тепловыделяющей установки | |
UA66334A (ru) | Способ получения тепла для отопления зданий и сооружений и кавитационный теплогенератор непрерывного действия | |
US6371161B1 (en) | Apparatus for conserving thermal energy in a central heating system | |
RU2144145C1 (ru) | Способ работы теплогенерирующей установки и струйные теплогенерирующие установки для осуществления способа | |
RU2630952C1 (ru) | Струйный термонасос | |
RU2152542C1 (ru) | Пароводяной насос-подогреватель | |
RU2115831C1 (ru) | Способ регенеративного подогрева питательной воды в струйном подогревателе | |
RU96119115A (ru) | Насосно-эжекторная установка с возможностью выделения тепловой энергии | |
RU2270396C1 (ru) | Энергосырьевой комплекс утилизации энергии редуцирования давления магистральных газопроводов |