RU2140042C1

RU2140042C1 - Heat generating unit

Info

Publication number: RU2140042C1
Application number: RU97119008A
Authority: RU
Inventors: Юрий Иванович Усенко; Андрей Юрьевич Усенко
Original assignee: Юрий Иванович Усенко; Андрей Юрьевич Усенко
Priority date: 1997-09-01
Filing date: 1997-11-18
Publication date: 1999-10-20
Also published as: UA29858A

Abstract

FIELD: heating buildings and structures. SUBSTANCE: unit has heat producer in the form of vortex chamber with injector for tangential feeding of heat- carrying agent, pump, and heat-transfer apparatus. Mounted in center of end portion of vortex chamber is discharge branch pipe made for varying diameter of open area of outlet hole. EFFECT: improved heat generating capacity. 2 dwg

Description

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для получения тепловой энергии и для отопления зданий и сооружений. The invention relates to heat engineering and can be used to produce thermal energy and for heating buildings and structures.

Известно устройство для получения тепла, включающее теплогенератор, выполненный в виде вихревой камеры с форсункой для тангенциального подвода теплоносителя, насос и теплообменник, объединенные посредством тепловой магистрали в замкнутый контур /п. России N 2059162, МКИ⁶: F 24 D 3/02/.A device for producing heat is known, including a heat generator, made in the form of a vortex chamber with an nozzle for tangential supply of a heat carrier, a pump and a heat exchanger, combined by means of a heat pipe into a closed circuit / p. Russia N 2059162, MKI ⁶ : F 24 D 3/02 /.

В известном устройстве теплоноситель с помощью насоса под давлением подается в вихревую камеру, где проходит по спирали. In the known device, the coolant is pumped under pressure into the vortex chamber, where it passes in a spiral.

При определенной скорости движения и давлении динамическая энергия теплоносителя переходит в тепловую, при этом температура теплоносителя резко повышается. Однако распределение температур в потоке неравномерно. По оси вихревой камеры образуется зона разрежения, что приводит к снижению температуры теплоносителя в этой зоне. В периферийной части вихревой камеры давление возрастает, что приводит к увеличению температуры в этой зоне. Таким образом, теплоноситель разделяется на два потока: холодный и горячий, которые на выходе из вихревой камеры смешиваются, при этом общая температура теплоносителя, поступающего в тепловую магистраль, снижается, уменьшая тем самым теплопроизводительность известного устройства. At a certain speed and pressure, the dynamic energy of the coolant goes into heat, while the temperature of the coolant rises sharply. However, the temperature distribution in the stream is uneven. A rarefaction zone forms along the axis of the vortex chamber, which leads to a decrease in the temperature of the coolant in this zone. In the peripheral part of the vortex chamber, the pressure increases, which leads to an increase in temperature in this zone. Thus, the coolant is divided into two streams: cold and hot, which are mixed at the outlet of the vortex chamber, while the total temperature of the coolant entering the heat main decreases, thereby reducing the heat output of the known device.

В основу настоящего изобретения поставлена задача создания такого устройства для получения тепла, применение которого позволило бы повысить теплопроизводительность за счет исключения смешивания холодного и горячего потоков теплоносителя. The basis of the present invention is the task of creating such a device for generating heat, the use of which would improve heat production by eliminating the mixing of cold and hot coolant flows.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для получения тепла, включающем теплогенератор, выполненный в виде тепловой камеры с форсункой для тангенциального подвода теплоносителя, насос и теплообменник, объединенные посредством тепловой магистрали в замкнутый контур, согласно изобретению в центре торцевой части вихревой камеры теплогенератора установлен отводной патрубок, выполненный с возможностью изменения диаметра живого сечения выходного отверстия. The problem is solved in that in a device for receiving heat, comprising a heat generator, made in the form of a heat chamber with an nozzle for tangential supply of a heat carrier, a pump and a heat exchanger combined by means of a heat pipe into a closed loop, according to the invention, a tap is installed in the center of the end part of the vortex chamber of the heat generator a pipe made with the possibility of changing the diameter of the living section of the outlet.

Благодаря такому конструктивному выполнению холодный поток отводится через отводной патрубок в открытый контур, а горячий поток через тепловую магистраль поступает на теплообменник, при этом температура горячего потока будет значительно выше, что позволяет повысить теплопроизводительность всего устройства. Thanks to this design, the cold stream is diverted through the branch pipe to the open circuit, and the hot stream through the heat pipe enters the heat exchanger, while the temperature of the hot stream will be much higher, which allows to increase the heat output of the entire device.

В дальнейшем изобретение поясняется подробным описанием его выполнения со ссылками на чертежи, на которых:
- фиг. 1 представляет схему устройства для получения тепла;
- фиг. 2 представляет схематично теплогенератор, общий вид.The invention is further explained in the detailed description of its implementation with reference to the drawings, in which:
- FIG. 1 is a diagram of a device for generating heat;
- FIG. 2 is a schematic view of a heat generator, a general view.

Устройство для получения тепла включает теплогенератор 1 /фиг. 1/, выполненный в виде вихревой камеры 2 /фиг. 2/, футерованной изоляционным материалом, с форсункой 3 для тангенциального подвода теплоносителя, электрический сетевой насос 4 и теплообменник 5, объединенные посредством тепловой магистрали 6 в замкнутый контур. A device for generating heat includes a heat generator 1 / Fig. 1 /, made in the form of a vortex chamber 2 / Fig. 2 /, lined with insulating material, with a nozzle 3 for tangential supply of a heat carrier, an electric network pump 4 and a heat exchanger 5, connected by a heat pipe 6 into a closed loop.

Входное отверстие форсунки 3 выполнено некруглым и может иметь форму прямоугольника или параллелограмма, что повышает интенсивность закручивания потока теплоносителя, придавая ему характер вихревого. Тепловая магистраль 6 снабжена запорной арматурой /на чертежах не указана/. В центре торцевой части вихревой камеры 2 теплогенератора 1 установлен отводной патрубок 7, выполненный с возможностью изменения диаметра живого сечения выходного отверстия, для чего в нем установлен диафрагменный клапан 8. The inlet opening of the nozzle 3 is non-circular and may have the shape of a rectangle or parallelogram, which increases the intensity of the swirling of the coolant flow, giving it the character of a vortex. Thermal line 6 is equipped with shutoff valves / not shown in the drawings /. In the center of the end part of the vortex chamber 2 of the heat generator 1, a branch pipe 7 is installed, made with the possibility of changing the diameter of the living section of the outlet, for which a diaphragm valve 8 is installed in it.

На входе насоса 4 установлен подводящий патрубок 9, оснащенный диафрагменным клапаном 10. At the inlet of the pump 4, a supply pipe 9 is installed, equipped with a diaphragm valve 10.

Для управления работой насоса 4 и регулировкой положения и диафрагменных клапанов 8 и 10, устройство для получения тепла снабжено температурными датчиками, установленными в помещении на выходе отводного патрубка 7 и подводящего патрубка 9, и оснащенными блоками обратной связи. Работа устройства осуществляется следующим образом. Теплоноситель, в качестве которого может быть использован воздух, через подводящий патрубок 9 поступает в насос и через форсунку 3 тангенциально подается в вихревую камеру 2 теплогенератора 1. Движение теплоносителя проходит по спирали и приобретает характер вихревого, при этом происходит разделение его на два потока: осевого холодного и периферийного горячего. To control the operation of the pump 4 and adjust the position and diaphragm valves 8 and 10, the device for receiving heat is equipped with temperature sensors installed in the room at the outlet of the outlet pipe 7 and the supply pipe 9, and equipped with feedback blocks. The operation of the device is as follows. The coolant, which can be used as air, enters the pump through the inlet pipe 9 and through the nozzle 3 is tangentially fed into the vortex chamber 2 of the heat generator 1. The coolant moves in a spiral and acquires the character of a vortex, while it is divided into two flows: axial cold and peripheral hot.

Горячий поток отводится из вихревой камеры 2 теплогенератора 1 через тепловую магистраль 6 и теплообменник 5, где отдает часть своего тепла, затем поступает в насос 4, циркулируя, таким образом, по замкнутому контуру. The hot stream is removed from the vortex chamber 2 of the heat generator 1 through the heat pipe 6 and the heat exchanger 5, where it gives up part of its heat, then it enters the pump 4, thus circulating in a closed circuit.

Холодный поток, возникающий в осевой части вихревой камеры 2, через отводной патрубок 7 отводится из теплогенератора 1. The cold stream arising in the axial part of the vortex chamber 2, through the branch pipe 7 is discharged from the heat generator 1.

Для компенсации объема, уходящего из контура циркуляции через отводящий патрубок 7 теплоносителя, в насос 4 через подводящий патрубок 9 подается дополнительный объем теплоносителя, количество которого регулируется посредством диафрагменного клапана 10. To compensate for the volume leaving the circulation circuit through the coolant outlet pipe 7, an additional volume of coolant is supplied to the pump 4 through the inlet pipe 9, the amount of which is controlled by means of a diaphragm valve 10.

При этом объем и средняя температура холодного теплоносителя зависят от давления и скорости его движения в вихревой камере 2, а также диаметра живого сечения выходного отверстия отводного патрубка 7, изменяя который с помощью диафрагменного клапана 8 можно изменять объем и температуру холодного теплоносителя, что позволяет регулировать объем и температуру горячего теплоносителя. Чем ниже температура и больше объем холодного теплоносителя, тем выше температура и меньше объем горячего потока теплоносителя. Оптимальное с точки зрения суммарного теплосодержания и тепловой эффективности процесса соотношение объемов определяется исходя из конкретных требований и условий работы устройства экспериментальным путем. The volume and average temperature of the cold coolant depend on the pressure and speed of its movement in the vortex chamber 2, as well as the diameter of the living section of the outlet of the outlet pipe 7, by changing which using the diaphragm valve 8 you can change the volume and temperature of the coolant, which allows you to adjust the volume and the temperature of the hot fluid. The lower the temperature and the larger the volume of the cold coolant, the higher the temperature and the smaller the volume of the hot coolant flow. The optimal volume ratio from the point of view of the total heat content and thermal efficiency of the process is determined based on the specific requirements and operating conditions of the device experimentally.

По сравнению с прототипом заявляемое техническое решение позволяет отделить холодный поток теплоносителя и увеличить таким образом температуру горячего потока, поступающего через тепловую магистраль на теплообменник, что значительно повышает эффективность работы устройства для получения тепла. Compared with the prototype, the claimed technical solution allows you to separate the cold coolant stream and thus increase the temperature of the hot stream entering the heat exchanger through the heat pipe, which significantly increases the efficiency of the device for receiving heat.

Предлагаемое устройство позволяет отказаться от использования твердого, жидкого или газообразного топлива. The proposed device eliminates the use of solid, liquid or gaseous fuels.

Устройство для получения тепла просто в эксплуатации и может быть изготовлено в условиях промышленного производства на стандартном оборудовании, с применением стандартных узлов и комплектующих. The device for generating heat is easy to operate and can be manufactured in industrial production using standard equipment, using standard components and accessories.

Claims

A device for generating heat, including a heat generator, made in the form of a vortex chamber with an nozzle for tangential supply of a heat carrier, a pump and a heat exchanger, connected by a heat pipe into a closed loop, characterized in that a branch pipe is installed in the center of the end part of the vortex chamber of the heat generator, configured to changes in the diameter of the living section of the outlet.