RU2313738C1 - Hydrodynamic heat-generator - Google Patents

Hydrodynamic heat-generator Download PDF

Info

Publication number
RU2313738C1
RU2313738C1 RU2006110835/06A RU2006110835A RU2313738C1 RU 2313738 C1 RU2313738 C1 RU 2313738C1 RU 2006110835/06 A RU2006110835/06 A RU 2006110835/06A RU 2006110835 A RU2006110835 A RU 2006110835A RU 2313738 C1 RU2313738 C1 RU 2313738C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
channel
heat generator
liquid
type heat
generator according
Prior art date
Application number
RU2006110835/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006110835A (en
Inventor
Лев Николаевич Бритвин (RU)
Лев Николаевич Бритвин
Юрий Михайлович Колбин (RU)
Юрий Михайлович Колбин
Алексей Михайлович Минаев (RU)
Алексей Михайлович Минаев
Сергей Михайлович Сухенко (RU)
Сергей Михайлович Сухенко
Алексей Витальевич Щепочкин (RU)
Алексей Витальевич Щепочкин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма ТГМ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма ТГМ" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма ТГМ"
Priority to RU2006110835/06A priority Critical patent/RU2313738C1/en
Publication of RU2006110835A publication Critical patent/RU2006110835A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2313738C1 publication Critical patent/RU2313738C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: hydrodynamic heat-generators used for liquid warming up and room heating.
SUBSTANCE: heat-generator comprises pump impeller having peripheral swirled liquid flow generation means, which creates high-velocity liquid flow rotating about impeller axis and body. The swirled liquid flow passes into body end tore-forming chamber having axial liquid supply channel for liquid delivery from outer heat-exchanging loop. Annular outlet channel is created between axial liquid supply channel and body chamber. The annular outlet channel has nozzle unit connected to annular outlet channel inlet. Annular outlet channel outlet smoothly passes into tubular discharge channel through supply channel. Supply channel is electrically isolated from the body and discharge channel. Supply channel is linked to power source and to high-voltage electric pulse source, which applies electric pulses to liquid flowing through nozzle to increase heat generation intensity and to control thermal heat-generator power.
EFFECT: possibility of impeller pump having increased driving motor usage and increased efficiency of working heat-generation processes.
12 cl, 3 dwg

Description

Предложенное техническое решение относится к кавитационно-вихревым теплогенераторам для отопления различных помещений путем разогрева жидкости в контуре ее циркуляции, но также может использоваться в различных технологических процессах, например, для смешения и гомогенизации жидких сред.The proposed technical solution relates to cavitation-vortex heat generators for heating various rooms by heating the liquid in its circulation circuit, but can also be used in various technological processes, for example, for mixing and homogenizing liquid media.

Известны теплогенераторы роторного типа со специальными рабочими органами, использующими роторы с ячейками Грикса или многодисковые роторы, требующие для циркуляции жидкости дополнительного циркуляционного насоса с относительно высоким напором, см. патент Украины № 54703 А. Эти теплогенераторы достаточно сложны, имеют большой момент инерции, требующие применения систем плавного пуска электродвигателя и значительные осевые силы на роторе (из-за большого перепада давления от действия циркуляционного насоса), снижающие ресурс работы теплогенератора, сложны в ремонте.Known rotor-type heat generators with special working bodies that use rotors with Griks cells or multi-disk rotors that require an additional circulation pump with a relatively high pressure to circulate the liquid, see Ukrainian patent No. 54703 A. These heat generators are quite complex, have a large moment of inertia requiring application soft start systems of the electric motor and significant axial forces on the rotor (due to the large pressure drop from the action of the circulation pump), which reduce the operating life of the heat ogeneratora, difficult to repair.

Более близким по технической сущности является вихревой теплогенератор тепла по патенту РФ 2224957, в котором использовано стандартное лопастное колесо центробежного насоса с устройством формирования на его выходе высокоскоростного и вращающегося потока струй, поступающих на вход торцевой корпусной тороформирующей камеры с осевым каналом подвода жидкости от внешнего контура к центральному входу в рабочее колесо насоса, что, например, позволяет изготавливать теплогенератор, например, на базе серийно выпускаемых насосных консольных насосных агрегатов, обеспечивая существенную интенсификацию вращательного вихревого движения жидкости. Однако такое решение ограничивает повышение мощности теплоагрегата по электродвигателю и вырабатываемому теплу и передачу тепла в контур циркуляции из-за недостаточной интенсивности кавитационно-вихревых процессов в торовой торцевой корпусной камере. С другой стороны, данное техническое решение в определенной мере ограничивает и процесс выделения тепловой энергии из-за ограничения возможностей совмещения и интенсификации его рабочего процесса с процессом электролиза жидкости в теплогенераторе, обычно имеющим место при его работе на электропроводящих жидкостях и позволяющим при определенных условиях приводить к дополнительному тепловыделению.Closer in technical essence is the vortex heat generator according to the patent of the Russian Federation 2224957, which uses a standard impeller of a centrifugal pump with a device for forming at its output a high-speed and rotating stream of jets entering the input of the end housing torus-forming chamber with an axial channel for supplying fluid from the external circuit to the central entrance to the impeller of the pump, which, for example, allows you to make a heat generator, for example, on the basis of commercially available pump console pumps aggregates, providing a significant intensification of the rotational vortex fluid motion. However, this solution limits the increase in the power of the heat generator through the electric motor and the generated heat and the transfer of heat to the circulation circuit due to the insufficient intensity of cavitation-vortex processes in the torus end body chamber. On the other hand, this technical solution to some extent also limits the process of heat energy release due to the limited possibilities of combining and intensifying its working process with the process of electrolysis of a liquid in a heat generator, which usually takes place during its operation on electrically conductive liquids and which, under certain conditions, can lead to additional heat.

В этой связи целью данного предложения является обеспечение возможности создания теплогенераторов на базе насосов, например, консольного типа, с рабочими лопастными колесами, в том числе стандартной конфигурации, с повышенной мощностью приводного двигателя и более высокой эффективностью рабочих теплогенерирующих процессов.In this regard, the aim of this proposal is to provide the possibility of creating heat generators based on pumps, for example, a cantilever type, with impellers, including a standard configuration, with increased drive motor power and higher efficiency of working heat-generating processes.

Данная задача решается тем, что в теплогенераторе гидродинамического типа, состоящем из лопастного насосного колеса с периферийным устройством формирования высокоскоростного вращающегося относительно оси колеса и корпуса потока жидкости, выходящего в торцевую корпусную тороформирующую камеру с осевым каналом подвода жидкости от внешнего теплообменного контура, между осевым каналом подвода жидкости и корпусной камерой выполнен кольцевой выходной канал отвода, снабженный на своем входе сопловым аппаратом, а на выходе - выполненным с плавным переходом через канал подвода и переходом в отводной канал трубчатой формы.This problem is solved in that in a hydrodynamic type heat generator, consisting of a vane pump wheel with a peripheral device for forming a high-speed fluid flow rotating relative to the axis of the wheel and the housing, exiting into the end housing torus-forming chamber with an axial fluid supply channel from an external heat exchange circuit, between the axial supply channel of liquid and a body chamber, an annular outlet channel of exhaust is provided, provided with a nozzle device at its inlet, and at the outlet, made with smooth transition through the feed channel and the transition to the outlet channel of a tubular shape.

Канал подвода выполнен электрически изолированным от корпуса канала отвода и подключенным к электрическому, преимущественно регулируемому по рабочим параметрам теплогенератора, электроисточнику создания разницы электрических потенциалов между каналом подвода и кольцевым выходным каналом;The inlet channel is made electrically isolated from the body of the outlet channel and connected to an electric source, mainly regulated by the operating parameters of the heat generator, an electric source for creating a difference in electrical potentials between the inlet channel and the annular output channel;

- сопловой аппарат выполнен электрически изолированным и подключенным к высоковольтному источнику электроимпульсных разрядов в протекающей через сопло жидкости;- the nozzle apparatus is electrically isolated and connected to a high voltage source of electric pulse discharges in a fluid flowing through the nozzle;

- сопловой аппарат выполнен с внутренней кольцевой полостью, внутренняя поверхность которой подключена к источнику электрического напряжения с отрицательным потенциалом относительно корпусных элементов теплогенератора, причем кольцевая полость преимущественно снабжена, по меньшей мере, как входным, так и выходным каналами для ввода в теплогенератор дополнительной жидкости или газа;- the nozzle apparatus is made with an internal annular cavity, the inner surface of which is connected to a source of electrical voltage with a negative potential relative to the housing elements of the heat generator, and the annular cavity is advantageously provided with at least both input and output channels for introducing additional liquid or gas into the heat generator ;

- отводной канал трубчатой формы подключен преимущественно к центру днища цилиндрического бака, с расположенным в нем по оси и электрически изолированным от корпуса бака, и равноудаленным от его внутренних стенок цилиндрическим электродом, подключенным к отрицательному потенциалу источника создания разницы электрических потенциалов и преимущественно выполненным в виде проточного для жидкости перфорированного или сетчатого барабана, вход в который расположен напротив выхода из отводного канала;- the outlet channel of the tubular shape is connected mainly to the center of the bottom of the cylindrical tank, with a cylindrical electrode located in it along the axis and electrically isolated from the tank body, connected to the negative potential of the source of the difference in electric potentials and mainly made in the form of a flow for fluid perforated or mesh drum, the entrance to which is located opposite the exit from the outlet channel;

- в подводном канале выполнены дросселирующие каналы для его частичной гидравлической связи с полостью корпусной торообразующей камеры и кольцевой отводной камерой на ее участке, прилегающем к отводному каналу трубчатой формы;- in the underwater channel throttling channels are made for its partial hydraulic connection with the cavity of the housing toroidal chamber and an annular outlet chamber in its area adjacent to the outlet channel of a tubular shape;

- канал подвода гидравлически сообщен с внешней гидросистемой через регулируемый дросселирующий элемент, выполненный преимущественно с возможностью его регулирования по давлению и по температуре рабочей жидкости;- the feed channel is hydraulically connected to the external hydraulic system through an adjustable throttling element, made mainly with the possibility of its regulation by pressure and temperature of the working fluid;

- проходное сечение соплового аппарата выполнено переменным по его оси и снабжено на выходном участке электроразрядниками, подключенными к высоковольтному импульсному электрогенератору формирования ударных волн в кольцевом выходном канале;- the passage section of the nozzle apparatus is made variable along its axis and is equipped at the output section with electric dischargers connected to a high-voltage pulse electric generator for generating shock waves in the annular output channel;

- на входе кольцевого выходного канала с гарантированным зазором от стенки корпусной камеры, преимущественно на канале подвода жидкости, установлен осесимметричный отражатель, повышающий давление на входе в кольцевой канал, который со стороны рабочего колеса выполнен с поверхностью, формирующей зону торможения, возврат жидкости в сторону рабочего колеса и активацию торового движения жидкости в рабочей полости корпусной тороформирующей камеры;- at the entrance of the annular output channel with a guaranteed gap from the wall of the housing chamber, mainly on the fluid supply channel, an axisymmetric reflector is installed that increases the pressure at the entrance to the annular channel, which is made from the side of the impeller with the surface forming the braking zone, the fluid returns to the working side wheels and activation of torus fluid motion in the working cavity of the body toroid chamber;

- осевой канал подвода жидкости от внешнего теплообменного контура в зоне входа в рабочее колесо закреплен на радиальных спицах, выполненных с возможностью их радиального смещения и фиксирования и преимущественно в виде полых трубок с радиальными отверстиями в зоне оси вихревого парогазожидкостного тора, формируемого в корпусной тороформирующей камере, причем к выходящему из корпуса торцу по меньшей мере одной радиальной спицы, выполненной с осевым каналом и радиальными отверстиями, подключено по меньшей мере устройство вывода/ввода газа/жидкости с запорно-регулирующей арматурой, например регулируемым вентилем;- the axial channel for supplying fluid from an external heat exchange circuit in the zone of entry into the impeller is mounted on radial spokes made with the possibility of their radial displacement and fixation and mainly in the form of hollow tubes with radial holes in the axis zone of the vortex vapor-liquid torus formed in the case torus-forming chamber, moreover, at least one output / input device is connected to the end face of the at least one radial spoke made of the axial channel and radial holes emerging from the housing aza / fluid shut-off control valves, for example an adjustable valve;

- в корпусной торообразующей камере в зоне расположения периферийной поверхности колеса выполнен по меньшей мере один дополнительный выходной канал;- in the housing toroidal chamber in the area of the peripheral surface of the wheel made at least one additional output channel;

- в канале подвода установлен направляющий аппарат закрутки потока.- a flow swirl guide device is installed in the feed channel.

На фиг.1 показан вариант выполнения предложенного устройства, а на фиг.2 и 3 - варианты выполнения его соплового элемента, устанавливаемого на входе кольцевого выходного канала, выходящего из тороформирующей корпусной камеры.In Fig.1 shows an embodiment of the proposed device, and in Fig.2 and 3 - embodiments of its nozzle element installed at the inlet of the annular output channel emerging from the torus-forming housing chamber.

Теплогенератор гидродинамического типа состоит из лопастного насосного колеса 1, см. фиг.1, с периферийным устройством 2 или 3 формирования высокоскоростного вращающегося относительно оси колеса и корпуса потока жидкости, выходящего в торцевую корпусную тороформирующую камеру 4 с осевым каналом 5 подвода жидкости от внешнего теплообменного контура 6. Между осевым каналом 5 подвода жидкости и корпусной камерой 4 выполнен кольцевой выходной канал 7, снабженный на своем входе сопловым аппаратом 8. Канал 7 выполнен с плавным переходом 8 через канал подвода и переходом в отводной канал трубчатой формы 9.The hydrodynamic type heat generator consists of a vane pump wheel 1, see Fig. 1, with a peripheral device 2 or 3 for forming a high-speed fluid flow rotating relative to the axis of the wheel and the casing, exiting into the end housing toroid chamber 4 with an axial channel 5 for supplying fluid from an external heat exchange circuit 6. Between the axial channel 5 of the fluid supply and the housing chamber 4 is made an annular output channel 7, equipped at its inlet with a nozzle apparatus 8. Channel 7 is made with a smooth transition 8 through the channel al supply and transition to the outlet channel of a tubular form 9.

Канал подвода 5 выполнен электрически изолированным от корпуса 10 кольцевого выходного 7 и канала отвода 9 и подключенным к электрическому, преимущественно регулируемому по рабочим параметрам теплогенератора, электроисточнику 11 создания разницы электрических потенциалов между корпусными элементами канала подвода 5 и кольцевого выходного канала 7.The supply channel 5 is made electrically isolated from the housing 10 of the annular output 7 and the exhaust channel 9 and connected to an electrical source, mainly adjustable in terms of operating parameters of the heat generator, to the electric source 11 to create a difference in electrical potentials between the housing elements of the supply channel 5 and the annular output channel 7.

Сопловой аппарат 8 выполнен электрически изолированным и подключенным к высоковольтному источнику 12 электроимпульсных разрядов в протекающей через сопло 8 жидкости.The nozzle apparatus 8 is electrically isolated and connected to a high voltage source 12 of electric pulse discharges in a fluid flowing through the nozzle 8.

Сопловой аппарат 8 может быть выполнен с внутренней кольцевой полостью 13, см. фиг.1-3, внутренняя поверхность которой подключена к источнику электрического напряжения 11 с отрицательным потенциалом относительно корпусных элементов теплогенератора, причем кольцевая полость 13 преимущественно снабжена, по меньшей мере, как входным 14, так и выходным каналами 15 для ввода в теплогенератор дополнительной жидкости или газа, изменяющих химический состав и физико-химические свойства рабочей жидкости, что может, например, использоваться для изменения (регулирования) выходной тепловой мощности теплогенератора.The nozzle apparatus 8 can be made with an inner annular cavity 13, see FIGS. 1-3, the inner surface of which is connected to a source of electrical voltage 11 with a negative potential relative to the housing elements of the heat generator, and the annular cavity 13 is advantageously provided with at least an input 14 and the output channels 15 for introducing additional heat or gas into the heat generator, which change the chemical composition and physico-chemical properties of the working fluid, which can, for example, be used to change ia (regulation) of the output heat output of the heat generator.

Отводной канал 9 трубчатой формы подключен преимущественно к центру днища цилиндрического бака 16, с расположенным в нем по оси и электрически изолированным от корпуса бака, и равноудаленным от его внутренних стенок цилиндрическим электродом 17, подключенным к отрицательному потенциалу электроисточника источника 11 создания разницы электрических потенциалов и преимущественно выполненным в виде проточного для жидкости перфорированного или сетчатого барабана, вход 18 в который расположен напротив выхода из отводного канала 9.The outlet channel 9 of a tubular shape is connected mainly to the center of the bottom of the cylindrical tank 16, with the cylindrical electrode 17 located in it along the axis and electrically isolated from its inner walls, connected to the negative potential of the electric source of the source 11 to create a difference in electrical potentials and mainly made in the form of a perforated or mesh drum flowing for liquid, the input 18 of which is located opposite the outlet from the outlet channel 9.

В подводном канале 5 выполнены дросселирующие каналы 19 для его частичной гидравлической связи с полостью 4 корпусной торообразующей камеры и с кольцевой отводной камерой 7 на ее участке, прилегающем к отводному каналу трубчатой формы 9.In the underwater channel 5, throttling channels 19 are made for its partial hydraulic connection with the cavity 4 of the housing torus-forming chamber and with the annular outlet chamber 7 in its area adjacent to the outlet channel of the tubular shape 9.

Канал подвода 5 гидравлически сообщен с внешней гидросистемой 6 через регулируемый дросселирующий элемент 20, выполненный преимущественно с возможностью его регулирования по давлению и по температуре рабочей жидкости.The supply channel 5 is hydraulically connected to the external hydraulic system 6 through an adjustable throttling element 20, made mainly with the possibility of its regulation by pressure and temperature of the working fluid.

Проходное сечение соплового аппарата 8 выполнено переменным по его оси и снабжено на выходном участке электроразрядниками, подключенными к высоковольтному импульсному электрогенератору, например источнику 12, для формирования ударных волн в кольцевом выходном канале 7 при взаимодействии ударных волн в зоне электроразрядников 21 с выходным участком соплового аппарата 8.The passage section of the nozzle apparatus 8 is made variable along its axis and is equipped at the output section with electric dischargers connected to a high-voltage pulse electric generator, for example, source 12, for generating shock waves in the annular output channel 7 during the interaction of shock waves in the zone of electric dischargers 21 with the output section of the nozzle apparatus 8 .

На входе кольцевого выходного канала 7 с гарантированным зазором от стенки корпусной камеры 4, преимущественно на канале подвода жидкости, установлен и жестко с ним соединен осесимметричный отражатель 22, повышающий давление в жидкости, поступающей в кольцевой канал 7, например, через сопловой аппарат 8. В зоне входа в сопловой аппарат отражатель может иметь различную конфигурацию, в том числе акустические резонаторы 23. Отражатель 22 со стороны рабочего колеса 1 выполнен с поверхностью, формирующей зону торможения 24, возврат жидкости в сторону рабочего колеса 1 и активацию торового и одновременно винтового движения жидкости в рабочей полости корпусной тороформирующей камеры 4, причем ось торовинтовой зоны 25 расположена в плоскости, перпендикулярной оси колеса 1.At the entrance of the annular output channel 7 with a guaranteed gap from the wall of the housing chamber 4, mainly on the fluid supply channel, an axisymmetric reflector 22 is installed and rigidly connected to it, increasing the pressure in the liquid entering the annular channel 7, for example, through a nozzle device 8. B The reflector may have a different configuration in the zone of entry into the nozzle apparatus, including acoustic resonators 23. The reflector 22 from the side of the impeller 1 is made with a surface forming a braking zone 24, the liquid returns to the sides at the impeller 1 and the activation of the torus and at the same time helical movement of the fluid in the working cavity of the housing toroid chamber 4, and the axis of the torus zone 25 is located in a plane perpendicular to the axis of the wheel 1.

Осевой канал 5 подвода жидкости от внешнего теплообменного контура 6 в зоне входа в рабочее колесо 1 закреплен на радиальных спицах 26, выполненных с возможностью их радиального смещения и фиксирования и преимущественно в виде полых трубок с радиальными отверстиями 27 в зоне оси вихревого парогазожидкостного тора, формируемого в корпусной тороформирующей камере 4. К выходящему из корпуса камеры 4 торцу по меньшей мере к одной радиальной спице 26, выполненной с осевым каналом и радиальными отверстиями 27, подключено по меньшей мере устройство вывода/ввода газа/жидкости с запорно-регулирующей арматурой, например, регулируемым вентилем 28.The axial channel 5 for supplying fluid from the external heat exchange circuit 6 in the zone of entry to the impeller 1 is mounted on radial spokes 26 made with the possibility of their radial displacement and fixation and mainly in the form of hollow tubes with radial holes 27 in the zone of the axis of the vortex vapor-liquid torus formed in at least one radial spoke 26 made with an axial channel and radial openings 27, at least a device is connected to gas / liquid inlet / outlet with shut-off and control valves, for example, an adjustable valve 28.

В корпусной торообразующей камере 4 в зоне расположения периферийной поверхности колеса 1 выполнен по меньшей мере один дополнительный выходной канал 29, например, подключаемый к дополнительному потребителю тепловой энергии 30, например к системе горячего водоснабжения.In the housing toroidal chamber 4 in the area of the peripheral surface of the wheel 1 is made at least one additional output channel 29, for example, connected to an additional consumer of thermal energy 30, for example, to a hot water supply system.

Для воздействия на величину циркуляции потока жидкости на входе в рабочее колесо 1 в канале подвода 5 может быть установлен направляющий аппарат 31 закрутки потока для задания режима течения жидкости по лопаткам рабочего колеса 1.To influence the amount of fluid flow at the entrance to the impeller 1, a flow swirl guide apparatus 31 can be installed in the inlet channel 5 to set the flow regime of the fluid along the blades of the impeller 1.

Работает предложенный теплогенератор следующим образом. При вращении рабочего колеса 1 от двигателя (двигатель на чертеже не показан) из периферийного устройства 2 или 3 вытекает высокоскоростной вращающийся поток жидкости, например, в виде отдельных многочисленных струй, выходящих в торцевую корпусную тороформирующую камеру 4, которые в зоне ее сужения на входе в кольцевой канал 7 приобретают высокую скорость вращения. Этот эффект усиливается при установке соплового аппарата 8, прижимающего поток жидкости к осевому каналу подвода 5, а также при наличии отражателя 22, повышающего давление на входе в кольцевой канал 7 за счет ограничения оттока жидкости к рабочему колесу 1 и преобразования кинетической энергии натекающего высокоскоростного потока в потенциальную энергию. Совместное действие устройства формирования высокоскоростного потока 2 или 3, отражателя 22 и соплового аппарата 8 приводит к резкой интенсификации винтового движения через сопловой аппарат при одновременном возбуждении молекул воды за счет вихревого движения возникающих в зазоре 36 между отражателем и корпусной стенкой камеры 3 ударных и акустических волн давления. При этом в канале 7 и далее в баке 16 происходит разогрев рабочей жидкости, которая и поступает в теплообменный контур 6, 30. Часть расхода жидкости, перетекая через дросселирующие каналы 19 в зону низкого давления - в канал подвода 5, обеспечивает стабилизацию рабочего процесса в межлопастных каналах колеса 1 и быстрый разогрев внутреннего контура рециркуляции теплогенератора - каналы 2, 7, 19, 5, 1, контролируемый, например, датчиком 32. Температура жидкости, поступающей в канал подвода 5 из теплообменного контура 6, контролируется датчиком 33, по сигналам которого Т32 Т33 и давлению по датчику 34, сигнал Р34 задается регулятором 35 давления в канале 5 на входе в рабочее колесо 1, обеспечивающее устойчивый режим его работы при протекании через него мелкодисперсионной парогазожидкостной среды, образующейся за счет кавитационно-вихревых и ударных взаимодействий в рабочих элементах теплогенератора 2, 4, 36, 23, 8, 7, 19, 5, 1.The proposed heat generator works as follows. When the impeller 1 rotates from the engine (the engine is not shown in the drawing), a high-speed rotating fluid stream flows from the peripheral device 2 or 3, for example, in the form of separate multiple jets entering the end housing torus-forming chamber 4, which in the zone of its narrowing at the inlet the annular channel 7 acquire a high rotation speed. This effect is enhanced by installing the nozzle apparatus 8, which presses the fluid flow to the axial feed channel 5, as well as in the presence of a reflector 22, which increases the pressure at the inlet to the annular channel 7 by limiting the outflow of fluid to the impeller 1 and converting the kinetic energy of the incoming high-speed flow into potential energy. The combined action of the device for the formation of high-speed flow 2 or 3, the reflector 22 and the nozzle apparatus 8 leads to a sharp intensification of the helical movement through the nozzle apparatus while exciting water molecules due to the vortex movement arising in the gap 36 between the reflector and the case wall of the chamber 3 of shock and acoustic pressure waves . At the same time, in the channel 7 and further in the tank 16, the working fluid is heated, which enters the heat exchange circuit 6, 30. Part of the fluid flow, flowing through the throttling channels 19 into the low pressure zone - into the supply channel 5, ensures stabilization of the working process in the inter-blades channels of the wheel 1 and quick heating of the internal recirculation circuit of the heat generator - channels 2, 7, 19, 5, 1, controlled, for example, by the sensor 32. The temperature of the liquid entering the supply channel 5 from the heat exchange circuit 6 is controlled by the sensor 33, by signal llamas which T 32 T 33 and the pressure on the sensor 34, the signal P 34 is given 35 the pressure regulator in the duct 5 at the inlet of the impeller 1, providing a stable operation mode during the flow therethrough of very fine-vapor medium formed due to cavitation-vortex and percussion interactions in the working elements of the heat generator 2, 4, 36, 23, 8, 7, 19, 5, 1.

Для повышения эффективности теплогенератора направление вращения колеса 1 задают из условия обеспечения в кольцевом канале 7 и баке 16 правовращательного (по правилу правого буравчика) движения жидкости. Аналогичное движение может быть задано и направляющим аппаратом 31 в подводном канале 5.To improve the efficiency of the heat generator, the direction of rotation of the wheel 1 is set from the condition of providing in the annular channel 7 and tank 16 dextrorotatory (by the rule of the right gimlet) fluid movement. A similar movement can be set and the guide apparatus 31 in the underwater channel 5.

При включении электроисточников 11 и 12 в рабочих каналах, включая бак 16, интенсифицируются процессы электролиза воды (или другой жидкости на ее основе). При этом выделяющийся водород и кислород смываются со стенок (выполняющих функции катодов и анодов) за счет интенсивного вихревого и акустического воздействий, мелкодисперсионно смешиваются, в том числе и в торовинтовой зоне 25 торообразующей камеры 4, с образованием каверн (пузырьков), заполненных паром, водородом и кислородом, которые при их попадании в зоны повышенного ударного воздействия, в том числе и за счет действия импульсного электроисточника 12 и электроразрядников 21, приводит к процессам дополнительного разложения паров воды и окисления водорода кислородом. Это приводит к дополнительному выделению тепла непосредственно в потоке жидкости циркуляционных контуров теплогенератора. Такое выделение тепловой энергии, распределенное по объему жидкости, безопасно для работы агрегата даже при относительно большой мощности тепловыделения, причем мощность тепловыделения может легко регулироваться изменением режима работы теплогенератора и электроисточниками 11 и 12, а также воздействием на химический состав рабочей жидкости путем подвода в контур циркуляции жидкостей или газов, стимулирующих электрохимические процессы в рабочей жидкости, например, через каналы 14 в сопловом аппарате 8, через вентиль 28 или другим известным путем. Отвод избытка выделившегося газа осуществляется через вентиль 28 или сепарационное устройство 37, устанавливаемое в верхней части бака 16 по его оси.When you turn on the electrical sources 11 and 12 in the working channels, including the tank 16, the processes of electrolysis of water (or other liquid based on it) are intensified. In this case, the evolved hydrogen and oxygen are washed off from the walls (acting as cathodes and anodes) due to intense vortex and acoustic influences, are finely dispersed, including in the torus screw zone 25 of the toroid chamber 4, with the formation of caverns (bubbles) filled with steam, hydrogen and oxygen, which when they enter the zone of increased impact, including due to the action of a pulsed electrical source 12 and electric dischargers 21, leads to processes of additional decomposition of water vapor and oxidation of hydrogen by oxygen. This leads to additional heat generation directly in the fluid flow of the circulation circuits of the heat generator. Such a release of heat energy, distributed over the volume of the liquid, is safe for operation of the unit even with a relatively large heat release power, and the heat release power can be easily controlled by changing the operating mode of the heat generator and electric sources 11 and 12, as well as by influencing the chemical composition of the working fluid by supplying it to the circulation circuit liquids or gases that stimulate electrochemical processes in the working fluid, for example, through channels 14 in the nozzle apparatus 8, through a valve 28 or other known by m. The excess gas released is removed through a valve 28 or a separation device 37 mounted in the upper part of the tank 16 along its axis.

Предложенное устройство имеет достаточно простую конструкцию, позволяющую его реализовывать на относительно большие мощности приводного двигателя, может изготавливаться заводами, имеющими опыт по производству насосного оборудования, просто в эксплуатации и ремонте, имеет широкие возможности регулирования выделяемой тепловой энергии, приводной электродвигатель может запускаться без электроустройств плавного пуска из-за малого момента инерции рабочего колеса и наличия на нем периферийных нагружающих устройств 2 или 3, ограничивающих расход жидкости через рабочее колесо.The proposed device has a fairly simple design that allows it to be implemented at relatively high powers of the drive motor, can be manufactured by factories with experience in the manufacture of pumping equipment, easy to operate and repair, has ample opportunity to control the released heat energy, the drive motor can start without soft starters due to the small moment of inertia of the impeller and the presence on it of peripheral loading devices 2 or 3, limiting x fluid flow through the impeller.

Claims (12)

1. Теплогенератор гидродинамического типа, состоящий из лопастного насосного колеса с периферийным устройством формирования высокоскоростного вращающегося относительно оси колеса и корпуса потока жидкости, выходящего в торцевую корпусную тороформирующую камеру с осевым каналом подвода жидкости от внешнего теплообменного контура, отличающийся тем, что между осевым каналом подвода жидкости и корпусной камерой выполнен кольцевой выходной канал отвода, снабженный на своем входе сопловым аппаратом, а на выходе выполненный с плавным переходом через канал подвода и переходом в отводной канал трубчатой формы.1. The hydrodynamic type heat generator, consisting of a vane pump wheel with a peripheral device for forming a high-speed fluid flow rotating relative to the axis of the wheel and the housing, exiting into the end housing torus-forming chamber with an axial fluid supply channel from an external heat exchange circuit, characterized in that between the axial fluid supply channel and a casing chamber, an annular exhaust outlet channel is provided, equipped with a nozzle device at its inlet, and at the outlet, made with a smooth lane move through the supply channel and the transition to the vent tube shape. 2. Теплогенератор гидродинамического типа по п.1, отличающийся тем, что канал подвода выполнен электрически изолированным от корпуса канала отвода и подключенным к электрическому преимущественно регулируемому по рабочим параметрам теплогенератора электроисточнику создания разницы электрических потенциалов между каналом подвода и кольцевым выходным каналом,2. The hydrodynamic type heat generator according to claim 1, characterized in that the supply channel is made electrically isolated from the body of the exhaust channel and connected to an electric source that creates a potential difference between the supply channel and the annular output channel, which is mainly regulated by the operating parameters of the heat generator, 3. Теплогенератор гидродинамического типа по п.1, отличающийся тем, что сопловой аппарат выполнен электрически изолированным и подключенным к высоковольтному источнику электроимпульсных разрядов в протекающей через сопло жидкости.3. The hydrodynamic type heat generator according to claim 1, characterized in that the nozzle apparatus is electrically isolated and connected to a high voltage source of electric pulse discharges in a fluid flowing through the nozzle. 4. Теплогенератор гидродинамического типа по п.1, отличающийся тем, что сопловой аппарат выполнен с внутренней кольцевой полостью, внутренняя поверхность которой подключена к источнику электрического напряжения с отрицательным потенциалом относительно корпусных элементов теплогенератора, причем кольцевая полость преимущественно снабжена по меньшей мере как входным, так и выходным каналами для ввода в теплогенератор дополнительной жидкости или газа.4. The hydrodynamic type heat generator according to claim 1, characterized in that the nozzle apparatus is made with an internal annular cavity, the inner surface of which is connected to a voltage source with negative potential relative to the housing elements of the heat generator, the annular cavity being advantageously provided with at least an input and output channels for introducing additional liquid or gas into the heat generator. 5. Теплогенератор гидродинамического типа по п.1, отличающийся тем, что отводной канал трубчатой формы подключен преимущественно к центру днища цилиндрического бака с расположенным в нем по оси и электрически изолированным от корпуса бака и равноудаленным от его внутренних стенок цилиндрическим электродом, подключенным к отрицательному потенциалу источника создания разницы электрических потенциалов и преимущественно выполненным в виде проточного для жидкости перфорированного или сетчатого барабана, вход в который расположен напротив выхода из отводного канала.5. The hydrodynamic type heat generator according to claim 1, characterized in that the tubular outlet channel is connected mainly to the center of the bottom of the cylindrical tank with an axis located therein and electrically isolated from the tank body and connected to a negative potential equidistant from its inner walls a source of creating a difference in electric potentials and mainly made in the form of a perforated or mesh drum flowing for liquid, the entrance to which is located opposite in output from the branch duct. 6. Теплогенератор гидродинамического типа по п.1, отличающийся тем, что в подводном канале выполнены дросселирующие каналы для его частичной гидравлической связи с полостью корпусной торообразующей камеры и кольцевой отводной камерой на ее участке, прилегающем к отводному каналу трубчатой формы.6. The hydrodynamic type heat generator according to claim 1, characterized in that throttling channels are made in the underwater channel for its partial hydraulic connection with the cavity of the body toroid chamber and the annular outlet chamber adjacent to the pipe outlet channel. 7. Теплогенератор гидродинамического типа по п.1, отличающийся тем, что канал подвода гидравлически сообщен с внешней гидросистемой через регулируемый дросселирующий элемент, выполненный преимущественно с возможностью его регулирования по давлению и по температуре рабочей жидкости.7. The hydrodynamic type heat generator according to claim 1, characterized in that the feed channel is hydraulically connected to the external hydraulic system through an adjustable throttling element, made mainly with the possibility of its regulation by pressure and temperature of the working fluid. 8. Теплогенератор гидродинамического типа по п.1, отличающийся тем, что проходное сечение соплового аппарата выполнено переменным по его оси и снабжено на выходном участке электроразрядниками, подключенными к высоковольтному импульсному электрогенератору формирования ударных волн в кольцевом выходном канале.8. The hydrodynamic type heat generator according to claim 1, characterized in that the orifice of the nozzle apparatus is made variable along its axis and is equipped at the outlet with electric dischargers connected to a high-voltage pulse electric generator of shock wave formation in the annular output channel. 9. Теплогенератор гидродинамического типа по п.1, отличающийся тем, что на входе кольцевого выходного канала с гарантированным зазором от стенки корпусной камеры, преимущественно на канале подвода жидкости, установлен осесимметричный отражатель, повышающий давление на входе в кольцевой канал, который со стороны рабочего колеса выполнен с поверхностью, формирующей зону торможения, возврат жидкости в сторону рабочего колеса и активацию торового движения жидкости в рабочей полости корпусной тороформирующей камеры.9. The hydrodynamic type heat generator according to claim 1, characterized in that at the inlet of the annular output channel with a guaranteed gap from the wall of the housing chamber, mainly on the liquid supply channel, an axisymmetric reflector is installed that increases the pressure at the entrance to the annular channel, which is on the side of the impeller made with a surface forming a braking zone, the return of fluid to the side of the impeller and the activation of the torus movement of fluid in the working cavity of the housing toroid chamber. 10. Теплогенератор гидродинамического типа по п.1, отличающийся тем, что осевой канал подвода жидкости в зоне входа в рабочее колесо закреплен на радиальных спицах, выполненных с возможностью их радиального смещения и фиксирования и преимущественно в виде полых трубок с радиальными отверстиями в зоне оси вихревого парогазожидкостного тора, формируемого в корпусной тороформирующей камере, причем к выходящему из корпуса торцу по меньшей мере к одной радиальной спице, выполненной с осевым каналом и радиальными отверстиями, подключено по меньшей мере устройство вывода/ввода газа/жидкости с запорно-регулирующей арматурой, например регулируемым вентилем.10. The hydrodynamic type heat generator according to claim 1, characterized in that the axial channel for supplying liquid in the zone of entry into the impeller is mounted on radial spokes made with the possibility of their radial displacement and fixing and mainly in the form of hollow tubes with radial holes in the zone of the vortex axis vapor-liquid torus formed in the housing torus-forming chamber, and to the end coming out of the housing to at least one radial spoke made with an axial channel and radial holes, connected to shey as output / input gas / liquid with a shut-off control valves, for example an adjustable valve. 11. Теплогенератор гидродинамического типа по п.1, отличающийся тем, что в корпусной торообразующей камере в зоне расположения периферийной поверхности колеса выполнен по меньшей мере один дополнительный выходной канал.11. The hydrodynamic type heat generator according to claim 1, characterized in that at least one additional output channel is made in the housing toroidal chamber in the area of the peripheral surface of the wheel. 12. Теплогенератор гидродинамического типа по п.1, отличающийся тем, что в канале подвода установлен направляющий аппарат закрутки потока.12. The hydrodynamic type heat generator according to claim 1, characterized in that a flow swirl guide apparatus is installed in the feed channel.
RU2006110835/06A 2006-04-05 2006-04-05 Hydrodynamic heat-generator RU2313738C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006110835/06A RU2313738C1 (en) 2006-04-05 2006-04-05 Hydrodynamic heat-generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006110835/06A RU2313738C1 (en) 2006-04-05 2006-04-05 Hydrodynamic heat-generator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006110835A RU2006110835A (en) 2007-10-10
RU2313738C1 true RU2313738C1 (en) 2007-12-27

Family

ID=38952640

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006110835/06A RU2313738C1 (en) 2006-04-05 2006-04-05 Hydrodynamic heat-generator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2313738C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2472075C1 (en) * 2011-06-07 2013-01-10 Закрытое акционерное общество "Нефтемонтаждиагностика" Hydrodynamic cavitator

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2472075C1 (en) * 2011-06-07 2013-01-10 Закрытое акционерное общество "Нефтемонтаждиагностика" Hydrodynamic cavitator

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006110835A (en) 2007-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2313738C1 (en) Hydrodynamic heat-generator
RU2534198C2 (en) Heat energy generation method and device
CN114945421A (en) Apparatus for vaporizing, pumping and mixing fluids
KR100978220B1 (en) The fluidal heating method which uses a swirl cavitation and system
RU2326296C2 (en) Method of energy efficiency improvement in hydrodynamic heat generator
RU2282114C2 (en) Vortex heat-generator
RU2224957C2 (en) Cavitation energy converter
RU61852U1 (en) DRIVING CAVITATION HEAT AND STEAM GENERATOR
RU51403U1 (en) CAVITATION TYPE HEAT GENERATOR
RU2632021C2 (en) In-line heater of rotary type
RU2144627C1 (en) Hydrodynamic cavitation apparatus
RU2334177C2 (en) Cavitational heat generator
RU2279018C1 (en) Vortex type heat generator of hydraulic system
RU2201561C2 (en) Cavitation-type heat generator
RU2312277C1 (en) Cavitation heat generator
RU2802517C2 (en) Multi-nozzle vacuum ejection device
RU2517986C2 (en) Fluid heating device
RU2004124484A (en) METHOD FOR PREPARING ENERGY, DEVICE FOR ITS PREPARATION AND DEVICE MANAGEMENT SYSTEM
RU2353861C1 (en) Method of heating liquid heat carrier and device to this end
RU2362947C2 (en) Driven cavitational heat-steam generator
RU2460019C1 (en) Method for electric cavitation heating of liquid, and flow electric cavitation heater based on it
RU2201560C2 (en) Heat-generating plant
RU2338130C2 (en) Toroidal heat-generator
RU2381061C2 (en) Reactor for cavitation treatment of fluids
RU2283460C2 (en) Cavitational-vortical heater

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140406