RU2231716C2

RU2231716C2 - Heat generator for heating liquids

Info

Publication number: RU2231716C2
Application number: RU2002118363/06A
Authority: RU
Inventors: А.Б. Жирнов (RU); А.Б. Жирнов; Д.Б. Ушатов (RU); Д.Б. Ушатов; А.А. Давыденко (RU); А.А. Давыденко; С.А. Щелкунов (RU); С.А. Щелкунов
Original assignee: Дальневосточный государственный аграрный университет
Priority date: 2002-07-08
Filing date: 2002-07-08
Publication date: 2004-06-27
Also published as: RU2002118363A

Abstract

FIELD: devices for heating liquids; heating systems for buildings.

SUBSTANCE: proposed heat generator includes taper housing with cyclone-accelerator in its lower portion, braking unit mounted in upper portion of housing and outlet branch pipe connected with cyclone by mans of bypass branch pipe; connection is made at end face of cyclone, coaxially relative to it. End face of cyclone is made in form of cone at angle of 160 deg. Cyclone and inlet hole of housing have similar radius and diameter of outlet hole of housing is lesser than diameter of inlet hole by 25%. Braking unit is made in form of cone.

EFFECT: enhanced thermodynamic efficiency of conversion of energy.

3 dwg

Description

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

Известен теплогенератор, 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 теплогенератора соосно ему (патент РФ № 2045715, МКИ F 25 В 29/00).A heat generator is known 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 at the end of the heat generator coaxially with it (RF patent No. 2045715, MKI F 25 V 29/00).

Наиболее близким по технической сущности является теплогенератор для нагрева жидкости, 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, торец циклона установлен под углом 10° к его радиальному сечению, а внешняя стенка инжекционного патрубка на входе в корпус снабжена направляющей лопастью, прикрепленной к торцу циклона. При этом внешняя стенка инжекционного патрубка и направляющая лопасть выполнены по логарифмической спирали с длиной направляющей лопасти πR/2, где R - внутренний радиус корпуса, а циклон и цилиндрический корпус выполнены с одинаковым радиусом (патент РФ № 2173432, МКИ F 24 D 3/02).The closest in technical essence is a heat generator for heating a fluid, 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, and the connection is made coaxially at the end of the cyclone him, the end of the cyclone is set at an angle of 10 ° 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 . Moreover, the outer wall of the injection pipe and the guide vane are made in a logarithmic spiral with the length of the guide vane πR / 2, where R is the inner radius of the casing, and the cyclone and cylindrical casing are made with the same radius (RF patent No. 2173432, MKI F 24 D 3/02 )

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

Повышение термодинамической эффективности преобразования энергии достигается тем, что корпус теплогенератора для нагрева жидкости имеет коническую форму, в нижней части которого расположен циклон - ускоритель потока жидкости, тормозное устройство в верхней части корпуса, выпускной патрубок, соединенный с циклоном с помощью перепускного патрубка, причем соединение выполнено на торце циклона, соосно ему, торец циклона, выполненный в виде конуса с углом при вершине 160°, а внешняя стенка инжекционного патрубка на входе в корпус снабжена направляющей лопастью, 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 циклона. Циклон и входное отверстие корпуса теплогенератора выполнены с одинаковым радиусом, диаметр выходного отверстия корпуса меньше диаметра входного отверстия на 25%, а тормозное устройство выполнено в виде конуса.Improving the thermodynamic efficiency of energy conversion is achieved by the fact that the body of the heat generator for heating the liquid has a conical shape, in the lower part of which there is a cyclone - an accelerator of fluid flow, a braking device in the upper part of the body, an exhaust pipe connected to the cyclone using a bypass pipe, and the connection is made at the end of the cyclone, coaxially to it, the end of the cyclone, made in the form of a cone with an angle at an apex of 160 °, and the outer wall of the injection pipe at the entrance to the housing is equipped with ruling blade attached to the end of the cyclone. In this case, 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 cyclone. The cyclone and the inlet of the heat generator body are made with the same radius, the diameter of the outlet of the body is 25% less than the diameter of the inlet, and the brake device is made in the form of a cone.

При анализе уровня техники в целях проверки новизны занимаемого 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 occupied 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 is a section BB of FIG. 1.

Теплогенератор содержит конический 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 выпускной 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 выполнен в виде конуса с углом при вершине 160°, 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 спирали πR/2, где R - внутренний радиус циклона. Циклон 2 и входное отверстие корпуса 1 выполнены с одинаковым радиусом, а диаметр выходного отверстия корпуса меньше диаметра входного отверстия на 25%. При этом тормозное устройство 3 выполнено в виде конуса.The heat generator contains a conical 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 exhaust pipe 5 is installed, at the entrance to the cyclone 2, an injection pipe 6 is tangentially installed with an outlet 7. The exhaust 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 made in the form of a cone with an angle at the apex of 160 °, and the outer wall 10 of the injection pipe 6 at the inlet of the cyclone 2 is provided 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 along a logarithmic spiral with a spiral length πR / 2, where R is the inner radius of the cyclone. The cyclone 2 and the inlet of the housing 1 are made with the same radius, and the diameter of the outlet of the housing is less than the diameter of the inlet by 25%. When this brake device 3 is made in the form of a cone.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

При подаче жидкости через инжекционный патрубок 6 жидкость под давлением направляется в циклон 2 - ускоритель движения. В циклоне 2 происходит ускорение движения жидкости и ее закручивание. При закрученном движении в конусообразном корпусе 1 происходит изменение давления и увеличение кинетической энергии вихревого потока жидкости. При прохождении через тормозное устройство 3 кинетическая энергия падает. Благодаря тому, что торец циклона 9 выполнен в виде конуса с углом при вершине 160°, происходит ускорение и закручивание потока жидкости с наименьшими потерями энергии. При условии, что циклон 2 и входное отверстие корпуса 1 выполнены с одинаковым радиусом, а диаметр выходного отверстия корпуса меньше диаметра входного отверстия на 25% и тормозное устройство 3 выполнено в виде конуса, происходит увеличение кинетической энергии вихревого потока и при его прохождении через тормозное устройство значительно увеличивается давление жидкости, что обуславливает повышение термодинамической эффективности преобразования энергии.When supplying fluid through the injection pipe 6, the liquid under pressure is sent to the cyclone 2 - the accelerator. In cyclone 2, the fluid accelerates and swirls. When swirling in a cone-shaped body 1, a change in pressure and an increase in the kinetic energy of the vortex fluid flow occur. When passing through the braking device 3, the kinetic energy decreases. Due to the fact that the end face of the cyclone 9 is made in the form of a cone with an angle at the apex of 160 °, acceleration and swirling of the fluid flow occurs with the least energy loss. Provided that the cyclone 2 and the inlet of the housing 1 are made with the same radius, and the diameter of the outlet of the housing is 25% less than the diameter of the inlet and the brake device 3 is made in the form of a cone, the kinetic energy of the vortex flow increases and when it passes through the brake device significantly increases the pressure of the liquid, which leads to an increase in the thermodynamic efficiency of energy conversion.

Благодаря внесенным в конструкцию изменениям происходит ускорение и закручивание потока жидкости с наименьшими потерями, увеличение кинетической энергии вихревого потока жидкости, что обуславливает повышение термодинамической эффективности преобразования энергии.Due to the changes made to the design, the fluid flow is accelerated and twisted with the least losses, the kinetic energy of the vortex fluid flow is increased, which leads to an increase in the thermodynamic efficiency of energy conversion.

Claims

A heat generator for heating liquids, having a housing with a cyclone — an accelerator of fluid flow in its lower part, a brake device in the upper part of the housing, an exhaust pipe connected to the cyclone by the bypass pipe, the connection being made at the end of the cyclone coaxially with it, characterized in that the housing the heat generator has a conical shape, and the cyclone and the inlet of the housing are made with the same radius, and the diameter of the outlet of the housing is less than the diameter of the inlet by 25%, the end of the cyclone is made in the form of a cone with an angle at the apex of 160 ° and the brake device is made in the form of a cone.