RU2156291C2

RU2156291C2 - Disintegrator-heat generator

Info

Publication number: RU2156291C2
Application number: RU98122126A
Authority: RU
Inventors: В.И. Тумченок
Original assignee: Тумченок Виктор Игнатьевич
Priority date: 1998-12-08
Filing date: 1998-12-08
Publication date: 2000-09-20

Abstract

FIELD: disintegration of microorganisms; heat generation at water heat supply of building and structures. SUBSTANCE: disintegrator-heat includes cylindrical housing with suction and discharge branch pipes, rotor mounted along axis of housing and provided with alternating projections and recesses engageable with projections and recesses of housing through circular passage and mode selector switch for attaining disintegration or heat generator modes. Selector switch is fitted in discharge branch pipe; it is made in form of damper engageable with lateral. Mounted inside cavity of lateral of pipe is flat spiral. Pipe of lateral is communicated with branch pipe of housing forming disintegrating circulating loop. Discharge branch pipe of selector switch is communicated with additional lateral in whose pipe additional flat spiral is fitted. Pipe of additional lateral is communicated with heating system. Circular loop between rotor and housing forms conversion of dynamic pressure into static together with engageable projections and recesses and vise versa converting part of energy of pressure into thermal energy accompanied by regeneration of vapor bubble; when these bubbles collapse, disintegration of microorganisms takes place in recesses of housing. EFFECT: enhanced efficiency; avoidance of biogrowth on inner surfaces of heating system; low operational costs. 4 dwg

Description

Изобретение относится к технике дезинтеграции микроорганизмов при водяном теплоснабжении зданий и сооружений. The invention relates to techniques for the disintegration of microorganisms in water heating of buildings and structures.

Известен дезинтегратор-теплогенератор, содержащий цилиндрический корпус со всасывающим и нагнетательным патрубками, установленный по оси корпуса ротор с чередующимися продольными выступами, взаимодействующими через кольцевой канал с выступами и впадинами корпуса, переключатель работы в режимах дезинтеграции и теплогенерации /патент РФ N 2086641, кл. C 02 F 3/00, 1993/, недостатком которого является сложность конструкции узла переключателя, что снижает эффективность его работы. A known disintegrator-heat generator containing a cylindrical body with suction and discharge nozzles, a rotor mounted along the axis of the housing with alternating longitudinal protrusions interacting through the annular channel with the protrusions and depressions of the housing, a switch for operating in disintegration and heat generation modes / RF patent N 2086641, class. C 02 F 3/00, 1993 /, the disadvantage of which is the design complexity of the switch assembly, which reduces its efficiency.

Цель работы - повышение эффективности работы достигается тем, что в нагнетательном патрубке размещен переключатель, взаимодействующий с отводом, во внутренней полости трубы отвода установлена плоская спираль, а труба сообщена со всасывающим патрубком корпуса, с образованием дезинтеграторного контура циркуляции, причем нагнетательный патрубок переключателем сообщен с дополнительным отводом, в трубе которого размещена дополнительная плоская спираль, а труба через систему отопления сообщена со всасывающим патрубком корпуса с образованием теплового контура циркуляции, взаимодействующего с реле температуры. The purpose of the work is to increase work efficiency by the fact that a switch interacting with a tap is placed in the discharge pipe, a flat spiral is installed in the internal cavity of the pipe, and the pipe communicates with the suction pipe of the housing to form a disintegrator circulation circuit, and the discharge pipe is connected with an additional switch a branch, in the pipe of which an additional flat spiral is placed, and the pipe through the heating system is in communication with the suction pipe of the housing with the formation lowering the thermal circuit of the circulation interacting with the temperature switch.

Использование дезинтеграторного контура позволяет доводить скорость прогрева воды от 0,5 до 2,0 ^oC/минуту против 6-10 часов по тепловому контуру, т.е. снижается продолжительность запуска системы отопления после остановок в его эксплуатации. Дезинтеграторный контур позволяет доводить температуру воды до 100-150^oC, что обеспечивает дезинтеграцию микроорганизмов в виде плазмолиза. Использование труб со спиральными пластинами, являющимися гидравлическими сопротивлениями, повышает продолжительность обработки воды в кольцевом канале между ротором и корпусом, в котором происходит трансформация динамических давлений в статические и наоборот, с одновременным переходом части энергии давлений в тепловую. Снабжение труб отводов нагнетательного патрубка плоскими спиралями изменяет эпюру скоростей по сечению труб, максимальная скорость от оси трубы перемещается к стенке. Коэффициент трения между водой и стенкой трубы существенно выше коэффициента трения между струями жидкости, что приводит к фрикционному нагреву воды в дезинтеграторном и тепловом контурах циркуляции.Using a disintegrator circuit allows you to bring the heating rate of water from 0.5 to 2.0 ^o C / minute versus 6-10 hours on the thermal circuit, i.e. the duration of starting the heating system after stops in its operation is reduced. The disintegrator circuit allows you to bring the water temperature to 100-150 ^o C, which ensures the disintegration of microorganisms in the form of plasmolysis. The use of pipes with spiral plates, which are hydraulic resistors, increases the duration of water treatment in the annular channel between the rotor and the casing, in which the dynamic pressures are transformed into static pressures and vice versa, while a part of the pressure energy is converted into heat. The supply of discharge pipe branch pipes with flat spirals changes the velocity plot along the pipe section, the maximum speed from the pipe axis moves to the wall. The coefficient of friction between water and the pipe wall is significantly higher than the coefficient of friction between the jets of liquid, which leads to frictional heating of water in the disintegrator and thermal circuits of circulation.

На фиг. 1 схематически представлен продольный разрез; на фиг. 2 - участок трубы с плоской спиралью; на фиг. 3 - эпюра скоростей для участка трубы с плоской спиралью; на фиг. 4 - схема системы отопления с использованием дезинтегратора-теплогенератора. In FIG. 1 is a schematic longitudinal section; in FIG. 2 - pipe section with a flat spiral; in FIG. 3 - plot of speeds for the pipe section with a flat spiral; in FIG. 4 is a diagram of a heating system using a disintegrator-heat generator.

Дезинтегратор-теплогенератор содержит цилиндрический корпус 1 со всасывающим 2 и нагнетательными 3 патрубками, установленный по оси корпуса 1 ротор 4 с чередующимися продольными выступами и впадинами 5 и 6, взаимодействующими через кольцевой канал 7 с выступами 8 и впадинами 9 корпуса 1, переключатель 10 работы в режимы дезинтеграции и теплогенерации. В нагнетательном патрубке 3 размещен переключатель 10, например, выполненный в виде заслонки, взаимодействующей с отводом 11, во внутренней полости трубы ствола 11 установлена плоская спираль 12, а труба отвода 11 сообщена со всасывающим патрубком 2 корпуса 1 с образованием дезинтеграторного контура циркуляции, причем нагнетательный патрубок 3 переключателем 10 сообщен с дополнительным отводом 13, в трубе которого установлена дополнительная плоская спираль 14, а труба отвода 13 через систему отопления, включающую теплообменники 15, запорные вентили 16, обратный клапан 17, сообщена со всасывающим патрубком 2 с образованием теплогенераторного контура циркуляции, взаимодействующего с реле температуры 18. The disintegrator-heat generator contains a cylindrical housing 1 with a suction 2 and discharge 3 nozzles, a rotor 4 mounted along the axis of the housing 1 with alternating longitudinal protrusions and depressions 5 and 6, interacting through the annular channel 7 with the protrusions 8 and depressions 9 of the housing 1, the operation switch 10 modes of disintegration and heat generation. In the discharge pipe 3, a switch 10 is placed, for example, made in the form of a shutter cooperating with the outlet 11, a flat spiral 12 is installed in the inner cavity of the barrel 11, and the pipe 11 is connected to the suction pipe 2 of the housing 1 with the formation of a disintegration circulation circuit, and the discharge the pipe 3 is connected by a switch 10 with an additional outlet 13, in the pipe of which an additional flat spiral 14 is installed, and the pipe of the outlet 13 through a heating system including heat exchangers 15, shut-off valves and 16, a check valve 17, is in communication with the suction pipe 2 with the formation of a heat-generating circulation loop that interacts with the temperature switch 18.

Дезинтегратор-теплогенератор 19, выполненный с электродвигателем 20 в системе отопления, работает следующим образом. The disintegrator-heat generator 19, made with an electric motor 20 in the heating system, operates as follows.

При запуске в эксплуатацию системы отопления при вращении ротора 4 от электродвигателя 20 дезинтегратора-теплогенератора 19 во всасывающий патрубок 2 поступает вода и через кольцевой канал 7 проходит в нагнетательный патрубок 3 и при положении заслонки переключателя 10 / как показано на фиг. 1/ поступает в отвод 11 и через трубу отвода с установленной в его внутренней полости плоской спиралью возвращается во всасывающий патрубок 2 корпуса 1 и далее в кольцевой канал 7. При перемещении воды в кольцевом канале 7 выступами 5 она перемещается с выбросом из впадин 6. Поступая во впадины 9 неподвижного корпуса 1, скоростной напор переходит в статический, но с более высоким потенциалом, чем перед выбросом из предыдущей впадины 6, и вновь статический напор переходит в динамический, что повторяется многократно: впадина 6 ротора 4 - впадина 9 корпуса 1, при выбросе воды из впадины 6 в ней создается разрежение и в воде появляются пузырьки пара, пузырьки пара конденсируются и, так как объем пара в тысячу раз больше объема конденсата, образовавшегося из пара, во впадинах 6 возникают пустоты, причем центрами конденсации являются включения в воде, в том числе железобактерии, то новые порции воды заполняют пустоты с гидравлическими ударами, разрушающими оболочки бактерий, т.е. осуществляется дезинтеграция микроорганизмов. Благодаря малому объему воды в контуре степень дезинтеграции повышается. При переходах скоростных напоров в статические и наоборот часть энергии напоров переходит в тепловую с высокой скоростью нагрева воды 0,5-2^oC/минуту. Вода нагревается до 100-150^oC, гидродинамическая и кавитационная дезинтеграция сопровождается тепловым воздействием на микроорганизмы - плазмолизом. При работе устройства 19 его всасывающий патрубок 2 сообщен с системой отопления и при достижении в ней температур 60-75^oC от реле температуры 18 происходит переброс заслонки переключателя 10 с перекрытием отвода 11 /пунктиром на фиг. 1/ и открытием доступа циркулирующей воды непосредственно в систему отопления. При циркуляции воды через дополнительный отвод 13 с плоской спиралью 14, которая является гидродинамическим сопротивлением, повышающим время обработки воды в кольцевом канале 7, и ее нагревом с диссипацией энергии напоров в тепловую энергию, т.е. нагревом воды в кольцевом канале 7. Плоская спираль 14 отбирает поток воды к стенкам с образованием максимальных напоров возле стенки трубы отвода 13. При контакте воды с плоскостью спирали 14 и стенкой трубы отвода 13 возникает трение между материалом стенок и водой, которое существенно выше трения между слоями воды, а это приводит к росту потерянного напора, т.е. нагреву воды. Дезинтегратор-теплогенератор 19 обеспечивает комфортные условия по температуре воздуха в помещениях, устанавливая ее в зависимости от изменений температуры наружного воздуха, в том числе в течение суток. Отказ от теплопотребления от ТЭЦ сокращает эксплуатационные расходы и расходы на отопление. Устранение биообрастания внутренних поверхностей системы отопления повышает эксплуатационный ресурс и снижает затраты на ремонты.When the heating system is commissioned during rotation of the rotor 4 from the electric motor 20 of the disintegrator-heat generator 19, water enters the suction pipe 2 and passes through the annular channel 7 to the discharge pipe 3 and with the position of the shutter of the switch 10 / as shown in FIG. 1 / enters the outlet 11 and through the outlet pipe with a flat spiral installed in its inner cavity returns to the suction pipe 2 of the housing 1 and then to the annular channel 7. When water moves in the annular channel 7 by the protrusions 5, it moves with the discharge from the depressions 6. Acting into the troughs 9 of the fixed housing 1, the high-pressure head goes into static, but with a higher potential than before ejection from the previous cavity 6, and again the static head goes into dynamic, which is repeated many times: the cavity 6 of the rotor 4 is the cavity 9 of the building mustache 1, when water is ejected from the depression 6, a vacuum is created in it and steam bubbles appear in the water, the vapor bubbles condense and, since the volume of the vapor is a thousand times larger than the volume of condensate generated from the vapor, voids appear in the depressions 6, and the centers of condensation are inclusions in water, including iron bacteria, new portions of water fill voids with hydraulic shocks that destroy the shells of bacteria, i.e. disintegration of microorganisms is carried out. Due to the small volume of water in the circuit, the degree of disintegration is increased. When transitions of high-speed pressure to static and vice versa, part of the energy of the pressure goes into heat with a high water heating rate of 0.5-2 ^o C / minute. Water is heated to 100-150 ^o C, hydrodynamic and cavitation disintegration is accompanied by a thermal effect on microorganisms - plasmolysis. When the device 19 is operating, its suction pipe 2 is in communication with the heating system and when it reaches a temperature of 60-75 ^° C from the temperature switch 18, the shutter of the switch 10 is transferred with the outlet 11 overlapping / dotted in FIG. 1 / and by opening the access of circulating water directly to the heating system. When water circulates through an additional outlet 13 with a flat spiral 14, which is a hydrodynamic resistance, increasing the time of water treatment in the annular channel 7, and its heating with dissipation of the energy of heads into thermal energy, i.e. by heating water in the annular channel 7. A flat spiral 14 draws a stream of water to the walls with the formation of maximum pressure near the wall of the pipe 13. When water contacts the plane of the spiral 14 and the wall of the pipe 13, friction arises between the wall material and water, which is significantly higher than the friction between layers of water, and this leads to an increase in the lost pressure, i.e. water heating. The disintegrator-heat generator 19 provides comfortable conditions for indoor air temperature, setting it depending on changes in the temperature of the outdoor air, including during the day. The rejection of heat from the CHP reduces operating costs and heating costs. Elimination of biofouling of the internal surfaces of the heating system increases the operational resource and reduces the cost of repairs.

Claims

A disintegrator-heat generator comprising a cylindrical housing with suction and discharge nozzles, a rotor mounted along the axis of the housing with alternating longitudinal protrusions and depressions interacting through the annular channel with the protrusions and depressions of the housing, and an operation switch for disintegration or heat generation, characterized in that in the injection said switch is placed in the nozzle, for example, made in the form of a shutter cooperating with the outlet, a flat is installed in the internal cavity of the outlet pipe Single coil and drain pipe communicates with the suction nozzle housing to form Disintegrator circulation circuit, wherein the switch discharge pipe communicates with an additional challenge, in which pipe an extra flat spiral, and the additional drain pipe communicates with the heating system.