RU2357160C1 - Rotary-cavitation type heat generator - Google Patents

Rotary-cavitation type heat generator Download PDF

Info

Publication number
RU2357160C1
RU2357160C1 RU2007141155/06A RU2007141155A RU2357160C1 RU 2357160 C1 RU2357160 C1 RU 2357160C1 RU 2007141155/06 A RU2007141155/06 A RU 2007141155/06A RU 2007141155 A RU2007141155 A RU 2007141155A RU 2357160 C1 RU2357160 C1 RU 2357160C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
housing
heat generator
sleeve
drive shaft
ring
Prior art date
Application number
RU2007141155/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Геннадьевич Маринин (RU)
Михаил Геннадьевич Маринин
Сергей Михайлович Мосалёв (RU)
Сергей Михайлович Мосалёв
Виктор Иванович Наумов (RU)
Виктор Иванович Наумов
Виктор Павлович Сыса (RU)
Виктор Павлович Сыса
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Завод им. В.А. Дегтярева"
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 Открытое акционерное общество "Завод им. В.А. Дегтярева" filed Critical Открытое акционерное общество "Завод им. В.А. Дегтярева"
Priority to RU2007141155/06A priority Critical patent/RU2357160C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2357160C1 publication Critical patent/RU2357160C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: heating systems.
SUBSTANCE: invention is intended for heat and hot water supply to industrial and domestic objects, and for heating process liquids. Rotary-cavitation heat generator consists of a housing with inlet and outlet for heated liquid, and has cylindrical cavity wherein there arranged are two coaxial rings one of which is fixed rigidly relative to housing, and the other one is installed with the possibility of rotating on drive shaft that is coaxial to rings equipped with radial holes. Inner ring is solid-metal and has the possibility of rotating about heat generator housing, and is equipped with an impeller located on end surface of the ring opposite to heat generator inlet; outer ring is made in the form of a sleeve rigidly installed in the housing on mounting surfaces with variable clearance of 1 mm near end surfaces of housing up to 5 mm in the centre relative to inner surface of housing; heat generator inlet is located coaxially to drive shaft, and outlet - along the centre of housing in the area of maximum clearance between housing and sleeve.
EFFECT: reducing energy consumption, simplifying the design, and improving life-time of the device.
3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к теплотехнике, а именно к устройствам, содержащим вращающиеся элементы для нагревания текучих сред, и может быть использовано для тепло- и горячего водоснабжения объектов промышленного и бытового назначения, нагрева технологических жидкостей.The invention relates to heat engineering, and in particular to devices containing rotating elements for heating fluids, and can be used for heat and hot water supply of industrial and domestic facilities, heating process liquids.

Известен кавитационно-роторный теплогенератор (F24J 3/00, №2258875, опубл. 20.08.05 г.), принятый за прототип. Кавитационно-роторный теплогенератор состоит из корпуса со входом и выходом для нагреваемой жидкости, имеющего цилиндрическую полость, и размещенных в ней два коаксиальных кольца, одно из которых закреплено неподвижно относительно корпуса, а другое приводится во вращение от приводного вала, соосного с кольцами. Кольца снабжены радиальными отверстиями, расположенными в плоскости, перпендикулярной оси вращения. Внешнее коаксиальное кольцо выполнено с возможностью вращения, а внутреннее - неподвижным относительно корпуса.Known cavitation-rotary heat generator (F24J 3/00, No. 2258875, publ. 08/20/05), adopted as a prototype. The cavitation-rotary heat generator consists of a housing with an inlet and an outlet for a heated fluid having a cylindrical cavity, and two coaxial rings placed in it, one of which is fixed motionless relative to the housing, and the other is rotated from a drive shaft coaxial with the rings. The rings are provided with radial holes located in a plane perpendicular to the axis of rotation. The outer coaxial ring is rotatable, and the inner one is stationary relative to the housing.

Недостатком прототипа является недостаточная теплопроизводительность, низкая способность к прокачиванию нагреваемой жидкости при отсутствии внешнего давления, сложность конструкции, низкая коррозионная стойкость.The disadvantage of the prototype is the lack of heat output, low ability to pump the heated fluid in the absence of external pressure, design complexity, low corrosion resistance.

Предлагаемым изобретением решается задача - сокращение энергозатрат при отоплении, упрощение конструкции и увеличение долговечности устройства.The proposed invention solves the problem of reducing energy consumption during heating, simplifying the design and increasing the durability of the device.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в повышении эффективности устройства, сокращении затрат при его изготовлении и в увеличении коррозионной и кавитационной стойкости основных узлов устройства.The technical result obtained by carrying out the invention is to increase the efficiency of the device, reduce costs in its manufacture and to increase the corrosion and cavitation resistance of the main components of the device.

Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом теплогенераторе роторно-кавитационного типа, состоящем из корпуса со входом и выходом для нагреваемой жидкости, имеющего цилиндрическую полость, в которой размещены два коаксиальных кольца, одно из которых закреплено неподвижно относительно корпуса, а другое установлено с возможностью вращения на приводном валу, соосном с кольцами, снабженными радиальными отверстиями, новым является то, что внутреннее кольцо выполнено цельнометаллическим и с возможностью вращения относительно корпуса теплогенератора и снабжено крыльчаткой, размещенной на торцевой стороне кольца оппозитно входу теплогенератора, наружное кольцо выполнено в виде неподвижно установленной в корпусе гильзы, гильза установлена в корпусе на посадочных поверхностях с переменным зазором от 1 мм ближе к торцевым поверхностям корпуса до 5 мм в центре относительно внутренней поверхности корпуса, вход теплогенератора размещен соосно с приводным валом, а выход - по центру корпуса в месте наибольшего зазора между корпусом и гильзой, радиальные отверстия в гильзе и внутреннем вращающемся диске выполнены конусными с увеличением диаметра конуса по направлению к выходу теплогенератора. все элементы теплогенератора, имеющие контакт с нагреваемой жидкостью, выполнены из коррозионностойких сталей.The specified technical result is achieved by the fact that in the proposed heat generator of rotary-cavitation type, consisting of a housing with an inlet and outlet for a heated fluid having a cylindrical cavity in which two coaxial rings are placed, one of which is fixed motionless relative to the housing, and the other is installed with the possibility of rotation on the drive shaft, coaxial with the rings provided with radial holes, new is that the inner ring is made of all-metal and can rotate about relative to the body of the heat generator and is equipped with an impeller placed on the end side of the ring opposite to the inlet of the heat generator, the outer ring is made in the form of a sleeve fixed in the case, the sleeve is installed in the case on landing surfaces with a variable gap from 1 mm closer to the end surfaces of the case to 5 mm in the center relative to the inner surface of the housing, the input of the heat generator is placed coaxially with the drive shaft, and the output is centered on the housing in the place of the largest clearance between the housing and the sleeve, radial tverstiya in the sleeve and the inner rotating disc made conical with increasing diameter of the cone towards the outlet of the heat generator. all elements of the heat generator in contact with the heated fluid are made of stainless steels.

Выполнение внутреннего кольца цельнометаллическим с крыльчаткой, размещенной на торцевой стороне кольца оппозитно входу теплогенератора с возможностью вращения относительно корпуса обусловлено следующими факторами:The execution of the inner ring is all-metal with an impeller placed on the front side of the ring opposite to the input of the heat generator with the possibility of rotation relative to the housing due to the following factors:

- необходимостью получения за счет работы крыльчатки полноценного потока нагреваемой жидкости, движущегося от входа к выходу, т.е.придания теплогенератору функции насоса, что позволяет ему функционировать без дополнительного насоса на входе;- the need to obtain due to the operation of the impeller a full flow of heated fluid moving from inlet to outlet, i.e. giving the heat generator a pump function, which allows it to function without an additional inlet pump;

- необходимостью разделения целостного потока нагреваемой жидкости в радиальных отверстиях внутреннего вращающегося кольца и формирование множественных потоков, протекающих через отверстия с высокой скоростью за счет действия центробежных сил и перемещающихся в направлении аналогичных отверстий в неподвижном кольце (гильзе);- the need to separate the integral flow of the heated fluid in the radial holes of the inner rotating ring and the formation of multiple flows flowing through the holes at high speed due to the action of centrifugal forces and moving in the direction of similar holes in the fixed ring (sleeve);

- размещение крыльчатки оппозитно входу теплогенератора позволяет осуществить свободный доступ поступающей на вход теплогенератора жидкости;- the placement of the impeller opposite the input of the heat generator allows free access to the fluid entering the heat generator;

- цельнометаллическое исполнение позволяет упростить конструкцию внутреннего вращающегося кольца, облегчить его балансировку, увеличить срок службы за счет исключения необходимости сборки нескольких деталей, отсутствия крепежных деталей, интенсивно подвергающихся коррозионному износу, закоксовыванию солевыми отложениями, что сказывается на эффективности работы теплогенератора и усложняет проведение профилактических мероприятий в процессе эксплуатации.- all-metal design allows to simplify the design of the inner rotating ring, to facilitate its balancing, to increase the service life by eliminating the need to assemble several parts, the absence of fasteners that are intensively subjected to corrosion wear, coking with salt deposits, which affects the efficiency of the heat generator and complicates the implementation of preventive measures in operation process.

Выполнение наружного кольца в виде гильзы, неподвижно установленной на посадочных поверхностях в корпусе с переменным зазором от 1 мм ближе к торцевым поверхностям корпуса до 5 мм по центру относительно корпуса, позволяет решить следующие задачи:The execution of the outer ring in the form of a sleeve fixedly mounted on the seating surfaces in the housing with a variable gap from 1 mm closer to the end surfaces of the housing to 5 mm in the center relative to the housing, allows to solve the following problems:

- осуществить продвижение потоков нагреваемой жидкости, поступающих из радиальных отверстий внутреннего вращающегося кольца за счет действия центробежных сил и давления, созданного крыльчаткой, через радиальные отверстия в гильзе и осуществить их торможение о внутреннюю поверхность корпуса с эффективным выделением тепловой энергии;- to promote the flow of heated fluid coming from the radial holes of the inner rotating ring due to the action of centrifugal forces and pressure created by the impeller through the radial holes in the sleeve and to brake them on the inner surface of the housing with the effective release of thermal energy;

- получить в зонах радиальных отверстий гильзы и внутреннего вращающегося кольца постоянно образующиеся кавитационные каверны, приводящие к дополнительному нагреву жидкости;- to obtain in the zones of the radial holes of the liner and the internal rotating ring constantly formed cavitation cavities, leading to additional heating of the liquid;

- получить за счет таким образом выполненного зазора устойчивый поток нагреваемой жидкости, движущийся после торможения о внутреннюю поверхность корпуса к выходу теплогенератора.- to obtain due to the gap thus made, a stable flow of heated fluid moving after braking on the inner surface of the housing to the outlet of the heat generator.

Размещение входа теплогенератора соосно с приводным валом, а выхода - по центру корпуса в месте наибольшего зазора между корпусом и гильзой обусловлено следующими факторами:The location of the heat generator inlet is coaxial with the drive shaft, and the output is in the center of the housing in the place of the largest gap between the housing and the sleeve due to the following factors:

- подача нагреваемой жидкости в зону приводного вала позволяет осуществить процесс ее поступления внутрь теплогенератора наиболее эффективно, т.к. эта зона обладает пониженным давлением, создающимся за счет действия центробежных сил, что позволяет полностью загрузить крыльчатку внутреннего вращающегося кольца и поддерживать массу прокачиваемой через теплогенератор жидкости на стабильно высоком уровне;- the supply of the heated fluid to the area of the drive shaft allows the process of its entry into the heat generator most efficiently, because this zone has a reduced pressure created by the action of centrifugal forces, which allows you to fully load the impeller of the inner rotating ring and maintain the mass of liquid pumped through the heat generator at a stable high level;

- отвод нагретой рабочей жидкости осуществляется из зоны повышенного давления, т.е. с наибольшей эффективностью;- the removal of the heated working fluid is carried out from the zone of high pressure, i.e. with the greatest efficiency;

- направление действия центробежных сил не препятствует, а способствует продвижению жидкости к рабочим органам теплогенератора и его выходу.- the direction of action of the centrifugal forces does not impede, but contributes to the advancement of the fluid to the working bodies of the heat generator and its output.

Выполнение радиальных отверстий в гильзе и внутреннем вращающемся диске конусными с увеличением диаметра конуса по направлению к выходу теплогенератора позволяет осуществить функционирование отверстий в режиме множественных диффузоров, преобразующих кинетическую энергию потока нагреваемой жидкости в энергию давления, что позволяет поддерживать высокое давление на выходе теплогенератора и пониженное на его входе.The implementation of the radial holes in the sleeve and the inner rotating disk conical with an increase in the diameter of the cone towards the outlet of the heat generator allows the holes to operate in multiple diffusers that convert the kinetic energy of the flow of the heated fluid into pressure energy, which allows you to maintain high pressure at the outlet of the heat generator and lowered to the entrance.

Все элементы теплогенератора, имеющие контакт с нагреваемой жидкостью, выполнены из коррозионостойких (нержавеющих) сталей, что позволяет увеличить срок службы составных частей и всего теплогенератора в целом. При использовании вышеуказанных материалов, как показал опыт эксплуатации установок данного типа, не требуется специальной химической подготовки нагреваемой жидкости, так как солевые отложения отсутствуют и снижения теплопроизводительности с течением времени не происходит.All elements of the heat generator in contact with the heated fluid are made of corrosion-resistant (stainless) steels, which allows to increase the service life of the components and the entire heat generator as a whole. When using the above materials, as shown by the operating experience of plants of this type, special chemical preparation of the heated fluid is not required, since salt deposits are absent and heat production does not decrease over time.

Технические решения с признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа, не известны и явным образом из уровня техники не следуют. Это позволяет считать, что заявляемое решение является новым и обладает изобретательским уровнем.Technical solutions with features distinguishing the claimed solution from the prototype are not known and do not follow explicitly from the prior art. This suggests that the claimed solution is new and has an inventive step.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показана общая схема теплогенератора роторно-кавитационного типа; на фиг.2 - вариант исполнения конусных радиальных отверстий на гильзе и внутреннем вращающемся кольце.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a General diagram of a heat generator rotary-cavitation type; figure 2 - embodiment of the conical radial holes on the sleeve and the inner rotating ring.

Теплогенератор роторно-кавитационного типа состоит из опорного узла 1, жестко прикрепленного к корпусу 2 с крышкой 3. В опорном узле 1 размещены подшипники 4, в которых установлены приводной вал 5 и уплотнение 6. Внутри корпуса 2 на посадочных поверхностях 7 размещена гильза 8, между наружной поверхностью которой и обработанной поверхностью корпуса образован переменный по длине корпуса зазор 9. Наибольшая величина зазора располагается по центру корпуса 2. Приводной вал 5 одним концом связан с приводом (не показан), а на другом его конце внутри корпуса 2 с крышкой 3 и гильзой 8 с возможностью вращения установлено внутреннее кольцо 10, имеющее торцевое углубление цилиндрической формы, где размещена крыльчатка 11, выполненная заодно с внутренним кольцом 10. На торцевой поверхности кольца 10 ближе к приводному валу 5 имеются сквозные отверстия 12, предназначенные для обеспечения прохода нагреваемой жидкости в зазор между стенкой опорного узла 1 и кольца 10. Внутреннее кольцо 10 и гильза 8 имеют ряды сквозных отверстий 13, расположенные строго друг напротив друга. Вход 14 теплогенератора расположен соосно с приводным валом на крышке 3, а выход 15 - по центру корпуса 2. Отверстия 13 на гильзе 8 и внутреннем кольце 10 выполнены конусными.The rotary-cavitation type heat generator consists of a support unit 1, rigidly attached to the housing 2 with a cover 3. Bearings 4 are placed in the support assembly 1, in which the drive shaft 5 and the seal 6 are installed. Inside the housing 2 on the mounting surfaces 7 there is a sleeve 8, between the outer surface of which and the machined surface of the housing forms a gap 9 that is variable along the length of the housing. The largest gap is located in the center of the housing 2. The drive shaft 5 is connected at one end to a drive (not shown) and at the other end inside of the sleeve 2 with a cover 3 and a sleeve 8 rotatably mounted an inner ring 10 having an end recess of cylindrical shape, where an impeller 11 is placed, made integral with the inner ring 10. On the end surface of the ring 10 closer to the drive shaft 5 there are through holes 12 for to ensure the passage of the heated fluid into the gap between the wall of the support node 1 and the ring 10. The inner ring 10 and the sleeve 8 have rows of through holes 13 located strictly opposite each other. The input of the heat generator 14 is located coaxially with the drive shaft on the cover 3, and the output 15 is in the center of the housing 2. The holes 13 on the sleeve 8 and the inner ring 10 are made conical.

Теплогенератор роторно-кавитационного типа работает следующим образом. После заполнения через вход 14 нагреваемой жидкостью внутренней полости теплогенератора включается привод (не показан), который приводит во вращение приводной вал 5 с внутренним кольцом 10, установленный в подшипниках 4 и уплотненный уплотнением 6. Нагреваемая жидкость подхватывается крыльчаткой 11, а также под действием центробежных сил устремляется к радиальным отверстиям 13, при их перекрытии она попадает в зазор 9, нагреваясь за счет сил трения, торможения о внутреннюю поверхность корпуса 2 и кавитации, возникающей в зоне отверстий 13. Часть нагреваемой жидкости перемещается через сквозные отверстия 12 и движется между торцевой поверхностью внутреннего кольца 10 и стенкой опорного узла 1. Отвод нагретой жидкости осуществляется через выход 15. Центробежные силы, действующие на нагреваемую жидкость, способствуют ее эффективному прохождению и нагреву через внутреннюю полость теплогенератора.The heat generator rotary-cavitation type operates as follows. After filling through the inlet 14 with the fluid-heated inner cavity of the heat generator, a drive (not shown) is turned on, which drives the drive shaft 5 with the inner ring 10 mounted in the bearings 4 and sealed with a seal 6. The heated fluid is picked up by the impeller 11, as well as under the action of centrifugal forces rushes to the radial holes 13, when they overlap, it falls into the gap 9, heating due to friction, braking on the inner surface of the housing 2 and cavitation that occurs in the area of the holes 13. Frequent the heated liquid is moved through the through holes 12 and moves between the end face of the inner ring 10 and the wall of the supporting unit 1. Retraction heated fluid through outlet 15. The centrifugal forces acting on the liquid to be heated, contribute to its effective passage and heating through the interior of the heat generator.

Claims (3)

1. Теплогенератор роторно-кавитационного типа, состоящей из корпуса со входом и выходом для нагреваемой жидкости, имеющий цилиндрическую полость, в которой размещены два коаксиальных кольца, одно из которых закреплено неподвижно относительно корпуса, а другое установлено с возможностью вращения на приводном валу, соосном с кольцами, снабженными радиальными отверстиями, отличающийся тем, что внутреннее кольцо выполнено цельнометаллическим с возможностью вращения относительно корпуса теплогенератора и снабжено крыльчаткой, размещенной на торцевой стороне кольца оппозитно входу теплогенератора, наружное кольцо выполнено в виде неподвижно установленной в корпусе гильзы, гильза установлена в корпусе на посадочных поверхностях с переменным зазором от 1 мм ближе к торцевым поверхностям корпуса до 5 мм в центре относительно внутренней поверхности корпуса, вход теплогенератора размещен соосно с приводным валом, а выход - по центру корпуса в месте наибольшего зазора между корпусом и гильзой.1. A heat generator of rotor-cavitation type, consisting of a housing with an inlet and outlet for a heated fluid, having a cylindrical cavity in which two coaxial rings are placed, one of which is fixed motionless relative to the housing, and the other is mounted for rotation on a drive shaft coaxial with rings provided with radial holes, characterized in that the inner ring is made of metal with the possibility of rotation relative to the body of the heat generator and is equipped with an impeller, placed on the front side of the ring opposite to the heat source entrance, the outer ring is made in the form of a sleeve fixed in the body, the sleeve is installed in the body on the seating surfaces with a variable gap from 1 mm closer to the body end surfaces up to 5 mm in the center relative to the internal surface of the body, the heat source input placed coaxially with the drive shaft, and the output is in the center of the housing in the place of the largest clearance between the housing and the sleeve. 2. Теплогенератор роторно-кавитационного типа по п.1, отличающийся тем, что радиальные отверстия в гильзе и внутреннем вращающемся диске выполнены конусными с увеличением диаметра конуса по направлению к выходу теплогенератора.2. The rotary-cavitation type heat generator according to claim 1, characterized in that the radial holes in the sleeve and the internal rotating disk are conical with an increase in the diameter of the cone towards the outlet of the heat generator. 3. Теплогенератор роторно-кавитационного типа по п.1, отличающийся тем, что все элементы теплогенератора, имеющие контакт с нагреваемой жидкостью, выполнены из коррозионностойких сталей. 3. The rotary-cavitation type heat generator according to claim 1, characterized in that all the elements of the heat generator in contact with the heated fluid are made of stainless steels.
RU2007141155/06A 2007-11-06 2007-11-06 Rotary-cavitation type heat generator RU2357160C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007141155/06A RU2357160C1 (en) 2007-11-06 2007-11-06 Rotary-cavitation type heat generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007141155/06A RU2357160C1 (en) 2007-11-06 2007-11-06 Rotary-cavitation type heat generator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2357160C1 true RU2357160C1 (en) 2009-05-27

Family

ID=41023528

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007141155/06A RU2357160C1 (en) 2007-11-06 2007-11-06 Rotary-cavitation type heat generator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2357160C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU202406U1 (en) * 2020-09-15 2021-02-16 Ольга Филипповна Белых INSTALLATION FOR HYDRODYNAMIC LIQUID HEATING

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU202406U1 (en) * 2020-09-15 2021-02-16 Ольга Филипповна Белых INSTALLATION FOR HYDRODYNAMIC LIQUID HEATING

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10100802B2 (en) Two piece impeller centrifugal pump
WO1987007000A1 (en) Hydraulic friction heat generator
RU2357160C1 (en) Rotary-cavitation type heat generator
JPS63138166A (en) Rotary joint
RU2527545C1 (en) Multi-functional vortex heat generator (versions)
KR20150012599A (en) Centrifugal generating heat pump
CN102734223B (en) Process pump for petrochemical industry
CN202348682U (en) Slow-rotary-speed corrosion-resisting wear-resisting centrifugal pump
RU2347154C1 (en) Small-sized rotor-type heat generator
CN207621035U (en) High temperature resistant, the chemical pump of resistance to particle
RU2357159C1 (en) Rotary-vortex type heat generator
RU38858U1 (en) SINGLE AUGER PUMP PUMP
RU2310799C1 (en) Liquid heating device
CN110332314A (en) A kind of mechanically-sealing apparatus
RU2296276C1 (en) Liquid heater
RU2352872C2 (en) Rotor type whirl heater
RU2308648C1 (en) Rotor heat generator
KR20110132008A (en) High efficiency heat generator
EP2016345B1 (en) Vortex heat-generator
RU2293931C1 (en) Arrangement for heating liquid
RU2308646C1 (en) Device for heating liquid
RU32250U1 (en) Device for heating liquids
RU2813399C1 (en) Centrifugal pump
RU2233409C1 (en) Device for heating liquid
RU2522734C2 (en) Wind friction heat generator

Legal Events

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

Effective date: 20191107