RU2223452C1 - Heat generator for heating liquid medium - Google Patents
Heat generator for heating liquid medium Download PDFInfo
- Publication number
- RU2223452C1 RU2223452C1 RU2002118241/06A RU2002118241A RU2223452C1 RU 2223452 C1 RU2223452 C1 RU 2223452C1 RU 2002118241/06 A RU2002118241/06 A RU 2002118241/06A RU 2002118241 A RU2002118241 A RU 2002118241A RU 2223452 C1 RU2223452 C1 RU 2223452C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cylindrical pipe
- heat generator
- heating
- liquid medium
- ribs
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Instantaneous Water Boilers, Portable Hot-Water Supply Apparatuses, And Control Of Portable Hot-Water Supply Apparatuses (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для нагрева жидкой среды, например воды, в системах водяного отопления, а также для разогрева различных жидких сред.The invention relates to heat engineering and can be used for heating a liquid medium, for example water, in water heating systems, as well as for heating various liquid media.
Известен теплогенератор для нагрева жидкой среды путем превращения механической энергии вращения рабочего колеса сначала в гидравлическую, а затем в тепловую энергию. Нагрев жидкой среды происходит за счет потерь гидравлической энергии на вихреобразование и трение в потоке оборотной жидкой среды (см., например, авторское свидетельство СССР №1703924, МПК F 24 Н 3/02).A heat generator is known for heating a liquid medium by converting the mechanical energy of rotation of the impeller first into hydraulic and then into thermal energy. The heating of the liquid medium occurs due to the loss of hydraulic energy due to vortex formation and friction in the flow of the circulating liquid medium (see, for example, USSR author's certificate No. 1703924, IPC F 24
Данный теплогенератор имеет низкий КПД и достаточно высокий уровень шума при работе.This heat generator has a low efficiency and a fairly high noise level during operation.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является теплогенератор, содержащий насос, подключенный нагнетательной стороной к устройству для ускорения движения жидкой среды, которое на выходе сообщено с улиткой, а последняя подключена к цилиндрической трубе, при этом на выходном участке последней размещено тормозное устройство, выполненное в виде установленного на ребрах полого стакана (см., например, патент Российской Федерации №2132517, МПК 7 F 24 Н 3/02, опубл.27.06.1999).The closest to the invention in technical essence and the achieved result is a heat generator containing a pump connected by the discharge side to a device for accelerating the movement of a liquid medium, which is connected to the cochlea at the outlet and the latter is connected to a cylindrical pipe, while the brake device is located at the outlet section of the latter made in the form of a hollow glass mounted on the ribs (see, for example, patent of the Russian Federation No. 2132517, IPC 7 F 24
Данный теплогенератор позволяет более эффективно преобразовывать механическую энергию потока жидкой среды в тепловую энергию для нагрева жидкой среды. Однако эффективность работы данного теплогенератора может быть повышена путем оптимизации его размеров и упрощения конструкции теплогенератора.This heat generator allows you to more effectively convert the mechanical energy of the fluid flow into thermal energy to heat the fluid. However, the efficiency of this heat generator can be improved by optimizing its size and simplifying the design of the heat generator.
Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение эффективности нагрева жидкой среды за счет снижения непроизводительных гидравлических потерь, а также оптимизации конструкции и размеров теплогенератора.The problem to which the present invention is directed, is to increase the efficiency of heating a liquid medium by reducing unproductive hydraulic losses, as well as optimizing the design and size of the heat generator.
Указанная задача решается за счет того, что теплогенератор содержит насос, подключенный нагнетательной стороной к устройству для ускорения движения жидкой среды, которое на выходе сообщено с улиткой, последняя подключена к цилиндрической трубе, а на выходном участке цилиндрической трубы размещено тормозное устройство, выполненное в виде установленного на ребрах полого стакана, при этом устройство для ускорения движения жидкости выполнено в виде сопла, цилиндрическая труба установлена соосно улитке, а тормозное устройство установлено соосно цилиндрической трубе, причем длина ребер равна высоте стакана, на выходном участке цилиндрической трубы за выходным сечением стакана образован ступенчатый диффузор, диаметр большей ступени которого равен внутреннему диаметру цилиндрической трубы, длина большей ступени диффузора составляет от 0,1 до 2,0 внутренних диаметров цилиндрической трубы, а отношение внутреннего диаметра цилиндрической трубы к наружному диаметру стакана составляет от 1,2 до 1,8.This problem is solved due to the fact that the heat generator contains a pump connected by the discharge side to the device for accelerating the movement of the liquid medium, which is connected to the cochlea at the outlet, the latter is connected to the cylindrical pipe, and a brake device placed in the output section of the cylindrical pipe is installed on the edges of the hollow glass, while the device for accelerating the movement of fluid is made in the form of a nozzle, the cylindrical pipe is installed coaxially with the cochlea, and the brake device is installed coaxial to the cylindrical pipe, the length of the ribs being equal to the height of the glass, a step diffuser formed at the output section of the cylindrical pipe behind the output section of the glass, the diameter of the larger stage of which is equal to the inner diameter of the cylindrical pipe, the length of the larger stage of the diffuser is from 0.1 to 2.0 internal diameters of the cylindrical pipe, and the ratio of the inner diameter of the cylindrical pipe to the outer diameter of the glass is from 1.2 to 1.8.
Кроме того, длина ребер может составлять от 0,7 до 1,6 внутренних диаметров цилиндрической трубы, и ребра могут быть установлены радиально.In addition, the length of the ribs can be from 0.7 to 1.6 of the inner diameters of the cylindrical pipe, and the ribs can be installed radially.
В ходе исследований было выявлено, что эффективность работы теплогенератора зависит как от взаимного расположения элементов конструкции теплогенератора, так и от относительных размеров этих элементов конструкции.In the course of research, it was revealed that the efficiency of the heat generator depends both on the relative position of the structural elements of the heat generator, and on the relative sizes of these structural elements.
Выполнение теплогенератора с соплом, установленным на входе в улитку, позволяете наименьшими гидравлическими потерями преобразовать поток жидкой среды после насоса в скоростной поток, который подают из улитки в цилиндрическую трубу. Другой момент, на который следует обратить серьезное внимание, - это торможение скоростного потока жидкой среды. Для эффективной работы установки важно преобразовать вихревой поток жидкой среды в прямолинейный турбулентный поток. Данная задача решается путем преобразования потока из вихревого в прямолинейный в результате взаимодействия потока жидкой среды с ребрами, образующими совместно со стаканом продольные каналы вдоль внутренней стенки цилиндрической трубы, и эффективного торможения потока в ступенчатом диффузоре на выходе из указанных выше продольных каналов.The implementation of the heat generator with a nozzle installed at the inlet of the cochlea allows you to use the least hydraulic loss to convert the flow of liquid medium after the pump into a high-speed flow, which is fed from the cochlea into a cylindrical pipe. Another point to which serious attention should be paid is the inhibition of the high-speed flow of a liquid medium. For the effective operation of the installation, it is important to convert the vortex flow of a liquid medium into a rectilinear turbulent flow. This problem is solved by converting the flow from a vortex to a rectilinear one as a result of the interaction of the fluid flow with ribs forming longitudinal channels along with the glass along the inner wall of the cylindrical pipe, and effectively inhibiting the flow in the step diffuser at the outlet of the above longitudinal channels.
Не менее важное значение имеет величина степени расширения канала при торможении потока жидкой среды. Было найдено, что наиболее оптимальный результат достигается при отношении внутреннего диаметра цилиндрической трубы к наружному диаметру стакана, составляющем от 1,2 до 1,8, при этом целесообразно, чтобы длина канала после стакана (длина большей ступени диффузора) составляла величину от 0,1 до 2,0 внутренних диаметров цилиндрической трубы. При выполнении данного канала меньше 0,1 внутреннего диаметра цилиндрической трубы поток не успевает расширить и заполнить поперечное сечение цилиндрической трубы, а выполнение канала более 2,0 внутренних диаметров цилиндрической трубы нецелесообразно, поскольку поток уже полностью перестроился, а увеличение длины канала не оказывает никакого влияния на режим течения жидкой среды. Установка соосно улитки, цилиндрической трубы и стакана, а также выполнение ребер длиной, равной высоте полого стакана, позволяет снизить потери энергии при гидродинамических преобразованиях потока жидкой среды, что дополнительно повышает эффективность работы теплогенератора.Equally important is the magnitude of the degree of expansion of the channel when braking the flow of a liquid medium. It was found that the most optimal result is achieved when the ratio of the inner diameter of the cylindrical pipe to the outer diameter of the glass is from 1.2 to 1.8, while it is advisable that the length of the channel after the glass (the length of the larger stage of the diffuser) be from 0.1 up to 2.0 internal diameters of a cylindrical pipe. When performing this channel less than 0.1 of the inner diameter of the cylindrical pipe, the flow does not have time to expand and fill the cross section of the cylindrical pipe, and the implementation of the channel more than 2.0 of the inner diameters of the cylindrical pipe is impractical, since the flow has already completely rebuilt, and increasing the length of the channel has no effect on the flow regime of a liquid medium. The coaxial installation of the cochlea, a cylindrical tube and a cup, as well as the implementation of ribs with a length equal to the height of the hollow cup, can reduce energy losses during hydrodynamic transformations of the fluid flow, which further increases the efficiency of the heat generator.
Таким образом, выполнение теплогенератора описанным выше образом позволяет достигнуть выполнения поставленной в изобретении задачи - повышения эффективности нагрева жидкой среды за счет снижения непроизводительных гидравлических потерь, а также оптимизации конструкции и размеров теплогенератора.Thus, the implementation of the heat generator in the manner described above allows us to achieve the objectives of the invention - to increase the efficiency of heating the liquid medium by reducing unproductive hydraulic losses, as well as optimizing the design and size of the heat generator.
На фиг.1 представлен продольный разрез теплогенератора, на фиг.2 - разрез А - А на фиг.1.Figure 1 shows a longitudinal section of a heat generator, figure 2 - section a - a in figure 1.
Теплогенератор содержит насос 1, подключенный нагнетательной стороной к устройству для ускорения движения жидкой среды, которое на выходе сообщено с улиткой 2, а последняя подключена к цилиндрической трубе 3. На выходном участке цилиндрической трубы 3 размещено тормозное устройство 4, выполненное в виде установленного на ребрах 5 полого стакана 6. Устройство для ускорения движения жидкости выполнено в виде сопла 7. Цилиндрическая труба 3 установлена соосно улитке 2. Тормозное устройство 4 установлено соосно цилиндрической трубе 3. Длина L1 ребер 5 равна высоте Н стакана 6. На выходном участке цилиндрической трубы 3 за выходным сечением стакана 6 образован ступенчатый диффузор 8, диаметр D1 большей ступени которого равен внутреннему диаметру D2 цилиндрической трубы 3. Длина L2 большей ступени диффузора 8 составляет от 0,1 до 2,0 внутренних диаметров цилиндрической трубы, а отношение внутреннего диаметра D2 цилиндрической трубы 3 к наружному диаметру D3 стакана 6 составляет от 1,2 до 1,8.The heat generator includes a pump 1, connected by the delivery side to a device for accelerating the movement of a liquid medium, which is in communication with the
Предпочтительно, чтобы длина L1 ребер 5 составляла от 0,7 до 1,6 внутренних диаметров D2 цилиндрической трубы 3 и чтобы ребра 5 были установлены радиально.Preferably, the length L 1 of the ribs 5 is from 0.7 to 1.6 of the inner diameters D 2 of the
Теплогенератор работает следующим образом. При подаче жидкой среды насосом 1 через сопло 7 в улитку 2 ее движение приобретает вихревой характер. Из улитки 2 вихревой поток поступает в цилиндрическую трубу 3. Далее жидкая среда, омывая внутреннюю поверхность цилиндрической трубы 3, движется по спирали в направлении тормозного устройства 4 и ступенчатого диффузора 8. При спиралевидном движении жидкая среда за счет центробежной силы активно взаимодействует с внутренней поверхностью цилиндрической трубы 3 теплогенератора, что приводит к нагреву жидкой среды и нагреву цилиндрической трубы 3.The heat generator operates as follows. When a liquid medium is pumped by a pump 1 through a
Испытания промышленного образца теплогенератора также показали, что для максимального нагрева жидкой среды целесообразно располагать тормозное устройство 4 от входного сечения цилиндрической трубы 3 на расстоянии от 1000 мм до 1200 мм. Дальнейшее увеличение длины цилиндрической части корпуса 2 не приводит к увеличению температуры нагрева жидкой среды. Таким образом, на вход тормозного устройства 4 поступает закрученная жидкая среда с максимальной температурой ее нагрева. В результате торможения потока жидкой среды сначала на ребрах 5 тормозного устройства 4, а затем в ступенчатом диффузоре 8 происходит дальнейший нагрев жидкой среды, которая из диффузора 8 поступает к потребителю тепла, например в тепломагистраль, практически без потери полезного тепла.Tests of the industrial design of the heat generator also showed that for maximum heating of the liquid medium, it is advisable to place the
В ходе испытания теплогенератора также установили целесообразность выполнения цилиндрической трубы 3 длиной, составляющей от 6 до 13 ее диаметров, а площади поперечного сечения выходного сечения сопла 7, составляющей от 0,75 до 1,1 площади поперечного сечения кольцевого канала, образованного внешней боковой поверхностью стакана 6 и внутренней стенкой цилиндрической трубы 3.During the test of the heat generator, it was also established the feasibility of making a
При этом установлено, что целесообразно, чтобы диаметр входного сечения сопла 7 составлял по отношению к мощности насоса 1 величину от 0,8 до 1,0 мм/кВт. Изменение диаметра выходного сечения сопла 7 можно осуществлять с помощью сменных конусных втулок, которые устанавливают в сопле 7.It was found that it is advisable that the diameter of the inlet section of the
Испытания показали высокую надежность работы теплогенератора при значительном упрощении его конструкции. При этом габариты и масса уменьшились на 25 и 15% соответственно, КПД увеличился на 3...5%.Tests have shown high reliability of the heat generator while significantly simplifying its design. At the same time, the dimensions and mass decreased by 25 and 15%, respectively, the efficiency increased by 3 ... 5%.
Данный теплогенератор может быть использован в качестве автономного источника тепловой энергии в отдаленных районах и местах, где отсутствует централизованное тепло и водоснабжение.This heat generator can be used as an autonomous source of thermal energy in remote areas and places where there is no centralized heat and water supply.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002118241/06A RU2223452C1 (en) | 2002-07-09 | 2002-07-09 | Heat generator for heating liquid medium |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002118241/06A RU2223452C1 (en) | 2002-07-09 | 2002-07-09 | Heat generator for heating liquid medium |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2002118241A RU2002118241A (en) | 2004-01-27 |
RU2223452C1 true RU2223452C1 (en) | 2004-02-10 |
Family
ID=32172969
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002118241/06A RU2223452C1 (en) | 2002-07-09 | 2002-07-09 | Heat generator for heating liquid medium |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2223452C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2517986C2 (en) * | 2012-05-18 | 2014-06-10 | Евгений Геннадьевич Иванов | Fluid heating device |
RU2758213C1 (en) * | 2021-01-22 | 2021-10-26 | Никита Александрович Бродский | Marine heat generator |
RU2773589C1 (en) * | 2021-09-27 | 2022-06-06 | Никита Александрович Бродский | Marine heat generator |
-
2002
- 2002-07-09 RU RU2002118241/06A patent/RU2223452C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2517986C2 (en) * | 2012-05-18 | 2014-06-10 | Евгений Геннадьевич Иванов | Fluid heating device |
RU2758213C1 (en) * | 2021-01-22 | 2021-10-26 | Никита Александрович Бродский | Marine heat generator |
RU2773589C1 (en) * | 2021-09-27 | 2022-06-06 | Никита Александрович Бродский | Marine heat generator |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2002118241A (en) | 2004-01-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2007040423A1 (en) | Method for realising energy by means o a reciprocating motion and a device for converting and releasing energy in liquid media | |
CN101435664B (en) | Large caliber acoustic velocity-variable supercharging heat-exchanging system | |
CN111170407B (en) | Multi-combination hydrodynamic cavitation device | |
RU2223452C1 (en) | Heat generator for heating liquid medium | |
KR100955701B1 (en) | A heating generator of cyclone type | |
RU2187768C2 (en) | Method for intensification of heat exchange at combustion of solid, liquid or gaseous fuel and heating device for its realization (modifications) | |
RU2155280C1 (en) | Gas-liquid jet device | |
RU2581630C1 (en) | Vortex jet apparatus for degassing liquids | |
RU2309340C2 (en) | Apparatus for converting kinetic energy of liquid flow to heat | |
RU2231004C1 (en) | Rotary cavitation pump-heat generator | |
RU2701788C1 (en) | Heat exchanger | |
RU2359182C1 (en) | Vortex heat-generating unit | |
WO2015145204A1 (en) | Hydromechanical heat generator | |
RU2415350C1 (en) | Cavitation-vortex heat generator | |
RU2242683C2 (en) | Hydraulic heater | |
RU2357162C1 (en) | Cavitation-vortex energy converter | |
RU16618U1 (en) | HYDRAULIC FLOW HEAT GENERATOR | |
RU2177591C1 (en) | Thermogenerator | |
RU2349854C2 (en) | Method of low-temperature heat utilisation and device for its implementation | |
RU2282115C1 (en) | Hydraulic heat-generator | |
RU2242684C1 (en) | Method and device for producing heat | |
RU32868U1 (en) | HYDRAULIC CAVITATION HEAT GENERATOR | |
RU2269074C2 (en) | Hydrodynamic heater | |
RU2310799C1 (en) | Liquid heating device | |
RU2243458C1 (en) | Heat generator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060710 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070710 |