RU2173432C1

RU2173432C1 - Heat-generating unit for heating liquids

Info

Publication number: RU2173432C1
Application number: RU2000104055A
Authority: RU
Inventors: А.М. Левшаков; Н.И. Воробьев; В.И. Кусик
Original assignee: Амурский государственный университет
Filing date: 2000-02-17
Publication date: 2001-09-10

Abstract

FIELD: liquid heating appliances for heating buildings. SUBSTANCE: unit has cylindrical house with fuel-flow accelerating cyclone at its bottom, brake mechanism on its top, and outlet pipe connection joined to cyclone through transfer pipe; joint is made coaxially to cyclone on its butt end; the latter is tilted through 10 deg. to its radial section ; outer wall of injection nozzle at housing inlet is provided with guide vane attached to butt end of cyclone. Outer wall of injection nozzle and guide vane are built to constitute logarithmic spiral; length of guide vane is greater than πR/2, where R is inner radius of housing; cyclone and housing have equal radii. EFFECT: enhanced thermodynamic efficiency of energy conversion. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для отопления зданий и сооружений. The invention relates to devices for heating buildings and structures.

Известен теплогенератор /1/, содержащий герметичный сферический корпус с расположенным в нем теплообменником, сетевой насос, подающую и обратную тепломагистрали с запорными вентилями. Недостаток этого теплогенератора - высокие рабочие давления, достигающие 1000 атм. Known heat generator / 1 /, containing a sealed spherical body with a heat exchanger located in it, a network pump, supply and return heat lines with shut-off valves. The disadvantage of this heat generator is its high working pressures reaching 1000 atm.

Наиболее близким по технической сущности является теплогенератор для нагрева жидкостей /2/, имеющий цилиндрический корпус с циклоном, ускорителем потока жидкости в его нижней части, тормозное устройство в верхней части корпуса, выпускной патрубок, соединенный с циклоном с помощью перепускного патрубка, причем соединение выполнено на торце циклона соосно ему. The closest in technical essence is a heat generator for heating liquids / 2 /, having a cylindrical body with a cyclone, an accelerator of fluid flow in its lower part, a brake device in the upper part of the body, an exhaust pipe connected to the cyclone using a bypass pipe, and the connection is made on the end of the cyclone is aligned with it.

Недостаток этого теплогенератора - невысокая термодинамическая эффективность преобразования энергии. The disadvantage of this heat generator is the low thermodynamic efficiency of energy conversion.

Цель изобретения - повышение термодинамической эффективности преобразования энергии. The purpose of the invention is to increase the thermodynamic efficiency of energy conversion.

Указанная цель достигается тем, что в теплогенераторе для нагрева жидкостей, имеющем цилиндрический корпус с циклоном-ускорителем потока жидкости в его нижней части, тормозное устройство в верхней части корпуса, выпускной патрубок, соединенный с циклоном с помощью перепускного патрубка, торец циклона установлен под углом 10^o к его радиальному сечению, а внешняя стенка инжекционного патрубка на входе в корпус снабжена направляющей лопастью 10, прикрепленной к торцу циклона. При этом внешняя стенка инжекционного патрубка и направляющая лопасть выполнены по логарифмической спирали с длиной направляющей лопасти более πR/2, где R - внутренний радиус корпуса. При этом цилиндрический корпус и циклон выполнены с одинаковым радиусом.This goal is achieved by the fact that in a heat generator for heating liquids having a cylindrical body with a cyclone accelerator of the fluid flow in its lower part, a brake device in the upper part of the body, an exhaust pipe connected to the cyclone by the bypass pipe, the end of the cyclone is set at an angle of 10 ^o to its radial section, and the outer wall of the injection pipe at the entrance to the housing is equipped with a guide blade 10 attached to the end of the cyclone. In this case, the outer wall of the injection pipe and the guide vane are made in a logarithmic spiral with the length of the guide vane more than πR / 2, where R is the inner radius of the casing. In this case, the cylindrical body and the cyclone are made with the same radius.

Благодаря тому, что торец циклона установлен под углом 10^o к его радиальному сечению, внешняя стенка инжекционного патрубка на входе в корпус снабжена направляющей лопастью, а внешняя стенка инжекционного патрубка и направляющая лопасть выполнены по логарифмической спирали с длиной направляющей лопасти более πR/2, где R - внутренний радиус корпуса. При условии, что циклон и цилиндрический корпусы выполнены с одинаковым радиусом, происходит ускорение и закручивание потока жидкости с наименьшими потерями энергии, что обуславливает повышение термодинамиической эффективности преобразования энергии.Due to the fact that the end face of the cyclone is set at an angle of 10 ^o to its radial section, the outer wall of the injection nozzle at the entrance to the housing is equipped with a guide vane, and the outer wall of the injection nozzle and the guide vane are made in a logarithmic spiral with a guide vane longer than πR / 2, where R is the inner radius of the body. Provided that the cyclone and cylindrical bodies are made with the same radius, acceleration and swirling of the fluid flow occurs with the least energy loss, which leads to an increase in the thermodynamic efficiency of energy conversion.

При анализе уровня техники в целях проверки новизны заявляемого теплогенератора не обнаружены аналоги с перечисленной совокупностью вышеназванных признаков. Следовательно, описанное техническое решение соответствует критерию "новизна". When analyzing the prior art in order to verify the novelty of the inventive heat generator, no analogues were found with the above set of the above features. Therefore, the described technical solution meets the criterion of "novelty."

На фиг. 1 показан общий вид теплогенератора для нагрева жидкости, на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез В-В на фиг 1. In FIG. 1 shows a general view of a heat generator for heating a liquid; FIG. 2 is a section AA in FIG. 1; in FIG. 3 - section bb in FIG. 1.

Теплогенератор содержит цилиндрический корпус 1, с циклоном 2 - ускорителем движения жидкости в его нижней части. В верхней части корпуса 1 установлено тормозное устройство 3, предусматривающее несколько ребер 4, закрепленных на внешней поверхности тормозного устройства. За тормозным устройством 3 установлен выходной патрубок 5. На входе в циклон 2 тангенциально установлен инжекционный патрубок 6 с выходным отверстием 7. Выпускной патрубок 5 соединен с циклоном 2 с помощью перепускного патрубка 8. Соединение выполнено на торце циклона 9 соосно ему. Причем торец циклона 9 установлен под углом 10^o к его радиальному сечению, а внешняя стенка 10 инжекционного патрубка 6 на входе в циклон 2 снабжена направляющей лопастью 11, прикрепленной к торцу циклона 9. При этом внешняя стенка инжекционного патрубка 10 и направляющая лопасть 11 выполнены по логарифмической спирали с длиной направляющей лопасти более πR/2, где R - внутренний радиус корпуса, а цилиндрический корпус 1 и циклон 2 выполнены с одинаковым радиусом.The heat generator contains a cylindrical body 1, with a cyclone 2 - an accelerator of fluid movement in its lower part. In the upper part of the housing 1, a brake device 3 is installed, providing several ribs 4, mounted on the outer surface of the brake device. Behind the brake device 3, an outlet pipe 5 is installed. At the inlet to the cyclone 2, an injection pipe 6 is tangentially mounted with an outlet 7. The outlet pipe 5 is connected to the cyclone 2 by the bypass pipe 8. The connection is made at the end of the cyclone 9 coaxially to it. Moreover, the end face of the cyclone 9 is installed at an angle of 10 ^o to its radial section, and the outer wall 10 of the injection pipe 6 at the inlet of the cyclone 2 is equipped with a guide blade 11 attached to the end of the cyclone 9. The outer wall of the injection pipe 10 and the guide blade 11 are made a logarithmic spiral with a guide vane longer than πR / 2, where R is the inner radius of the casing, and the cylindrical casing 1 and cyclone 2 are made with the same radius.

Работает теплогенератор следующим образом. The heat generator operates as follows.

При подаче жидкости через инжекционный патрубок 6 жидкость под давлением 0.4-0.6 МПа направляется в циклон 2, ускоритель движения. При прохождении через входное отверстие 7 за счет сил трения жидкость частично нагревается. В циклоне 2 происходит ускорение движения жидкости и ее закручивание. При закрученном движении в цилиндрическом корпусе 1 происходит изменение давления жидкости, что приводит к увеличению температуры жидкости. При прохождении через тормозное устройство 4 кинетическая энергия жидкости падает, что обуславливает дальнейшее повышение температуры жидкости. Благодаря тому, что торец циклона 9 установлен под углом 10^o к его радиальному сечению, внешняя стенка инжекционного патрубка 6 на входе в корпус 1 снабжена направляющей лопастью 10, и они выполнены по логарифмической спирали с длиной направляющей лопасти более πR/2, где R - внутренний радиус корпуса. При условии, что цилиндрический корпус 1 и циклон 2 выполнены с одинаковым радиусом, происходит ускорение и закручивание потока жидкости с наименьшими потерями энергии, что обуславливает повышение термодинамической эффективности преобразования энергии.When the fluid is supplied through the injection pipe 6, the liquid is sent under pressure 0.4-0.6 MPa to cyclone 2, the accelerator. When passing through the inlet 7 due to friction, the liquid partially heats up. In cyclone 2, the fluid accelerates and swirls. When the movement is twisted in a cylindrical body 1, a change in the pressure of the liquid occurs, which leads to an increase in the temperature of the liquid. When passing through the braking device 4, the kinetic energy of the liquid decreases, which leads to a further increase in the temperature of the liquid. Due to the fact that the end face of the cyclone 9 is installed at an angle of 10 ^o to its radial section, the outer wall of the injection pipe 6 at the entrance to the housing 1 is equipped with a guide vane 10, and they are made in a logarithmic spiral with a length of the guide vane more than πR / 2, where R - inner radius of the body. Provided that the cylindrical body 1 and cyclone 2 are made with the same radius, acceleration and swirling of the fluid flow occurs with the least energy loss, which leads to an increase in the thermodynamic efficiency of energy conversion.

Проведенные эксперименты показали, что при одинаковом количестве потребляемой электроэнергии вода в предлагаемом теплогенераторе нагревалась на 15^oC выше, чем в теплогенераторе-прототипе.The experiments showed that with the same amount of electricity consumed, the water in the proposed heat generator was heated 15 ^o C higher than in the prototype heat generator.

Для изготовления теплогенератора в промышленных условиях используется стандартное оборудование и материалы. For the manufacture of a heat generator in an industrial environment, standard equipment and materials are used.

Литература
1. SU 458591, кл. F 25 B 29/00, 1972.Literature
1. SU 458591, class F 25 B 29/00, 1972.

2. RU 2045715, кл. F 25 B 29/00, 1995. 2. RU 2045715, class F 25 B 29/00, 1995.

Claims

1. A heat generator for heating liquids, having a cylindrical body with a cyclone accelerator of fluid flow, in its lower part, a brake device in the upper part of the body, an exhaust pipe connected to the cyclone by the bypass pipe, the connection made at the end of the cyclone coaxially with it, characterized the fact that the end of the cyclone is set at an angle of 10 ^o to its radial section, and the outer wall of the injection pipe at the entrance to the housing is equipped with a guide blade attached to the end of the cyclone.

2. The heat generator according to claim 1, characterized in that the outer wall of the injection pipe and the guide vane are made in a logarithmic spiral with a length of the guide vane of more than π R / 2, where R is the inner radius of the casing.

3. The heat generator according to claims 1 and 2, characterized in that the cyclone and the cylindrical body are made with the same radius.