RU2357162C1 - Cavitation-vortex energy converter - Google Patents

Cavitation-vortex energy converter Download PDF

Info

Publication number
RU2357162C1
RU2357162C1 RU2007146519/06A RU2007146519A RU2357162C1 RU 2357162 C1 RU2357162 C1 RU 2357162C1 RU 2007146519/06 A RU2007146519/06 A RU 2007146519/06A RU 2007146519 A RU2007146519 A RU 2007146519A RU 2357162 C1 RU2357162 C1 RU 2357162C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
vortex chamber
vortex
housing
bypass
cavitation
Prior art date
Application number
RU2007146519/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Григорьевич Коврижкин (RU)
Михаил Григорьевич Коврижкин
Юрий Мавлютович Ахметов (RU)
Юрий Мавлютович Ахметов
Владимир Александрович Целищев (RU)
Владимир Александрович Целищев
Марина Сергеевна Колосницина (RU)
Марина Сергеевна Колосницина
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Уфимский государственный авиационный технический университет
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 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Уфимский государственный авиационный технический университет filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Уфимский государственный авиационный технический университет
Priority to RU2007146519/06A priority Critical patent/RU2357162C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2357162C1 publication Critical patent/RU2357162C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

FIELD: heating systems.
SUBSTANCE: invention refers to heat engineering, and can be used in heating systems of buildings, transport means, and when heating water for industrial and domestic purposes, etc. Cavitation-vortex energy converter consists of a vortex chamber, a housing made in the form of a cylindrical tube, a bypass connecting vortex chamber to the housing bottom, where the connection is made on the vortex chamber end surface located opposite to the housing and coaxially thereto, a braking device installed at the housing bottom located opposite to vortex chamber, and additional braking device installed in bypass. The effect is achieved by the fact that vortex chamber has two injection branch pipes located at an angle of 180° relative to each other and equally-spaced as to length so that combined stream of vortex flow can be arranged. Besides, end surface of vortex chamber is connected to housing by means of confuser; at the vortex chamber bottom there installed is a conical head connected to bypass, and internal cavity of vortex chamber is of shaped form in the area of the first injection branch pipe.
EFFECT: improving liquid heating efficiency due to increase of vortex flow rate, which is provided by increase of carrying capacity.
4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к теплотехнике, в частности к устройствам для нагрева жидкости, и может быть использовано в системах отопления зданий и сооружений, транспортных средств, подогрева воды для производственных и бытовых нужд.The invention relates to heat engineering, in particular to devices for heating liquids, and can be used in heating systems of buildings and structures, vehicles, water heating for industrial and domestic needs.

Известно устройство теплового насоса (авторское свидетельство СССР №458591, F25B 29/00, 1972), выполняющего функцию теплогенератора, рабочей средой которого является жидкость - вода, содержащее корпус в виде герметичного сферического сосуда, наполненного рабочей средой с расположенным в нем теплообменником, сетевой насос, обеспечивающий сжатие среды внутри корпуса, подающую и обратные тепломагистрали, оснащенные запорными вентилями, и потребитель тепла.A device for a heat pump is known (USSR author's certificate No. 458591, F25B 29/00, 1972), which acts as a heat generator, the working medium of which is liquid - water, containing a housing in the form of a sealed spherical vessel filled with a working medium with a heat exchanger located in it, a network pump providing compression of the medium inside the housing, supply and return heating lines equipped with shut-off valves, and a heat consumer.

В известном устройстве в качестве среды может быть использована, например, паровоздушная смесь или жидкость. В этом устройстве путем изменения давления и скорости среды генерируется тепловая энергия, позволяющая снизить затраты электроэнергии для получения тепла.In the known device, for example, a steam-air mixture or liquid can be used as a medium. In this device, by changing the pressure and velocity of the medium, thermal energy is generated, which allows to reduce the cost of electricity to generate heat.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявленному является теплогенератор (патент РФ №2045715, МПК 6 F25B 29/00, 1995.10.10), рабочей средой которого является жидкость - вода, содержащий вихревую камеру с одним инжекционным патрубком, корпус в форме цилиндрической трубы, байпас, соединяющий вихревую камеру с основанием корпуса, причем соединение выполнено на торце вихревой камеры, противолежащем корпусу и соосно последнему, тормозное устройство, установленное в основании корпуса, противолежащем вихревой камере и тормозное устройство, установленное в байпасе.The closest in technical essence and the achieved result to the declared one is a heat generator (RF patent No. 2045715, IPC 6 F25B 29/00, 1995.10.10), the working medium of which is liquid - water, containing a vortex chamber with one injection nozzle, the body is in the form of a cylindrical pipes, a bypass connecting the vortex chamber to the base of the casing, the connection being made at the end of the vortex chamber opposite to the casing and coaxially to the latter, a brake device mounted at the base of the casing, the opposite vortex chamber and Noe device installed in the bypass.

Основным недостатком описанного устройства является то, что пропускная способность ограничивается при заданном напоре на входе сечением соплового ввода и может быть увеличена только увеличением давления на входе.The main disadvantage of the described device is that the throughput is limited at a given pressure at the inlet by the nozzle inlet section and can only be increased by increasing the inlet pressure.

Задача изобретения - повышение эффективности нагрева жидкости за счет увеличения скорости закрученного потока, что обеспечивается увеличением пропускной способности.The objective of the invention is to increase the efficiency of heating the liquid by increasing the speed of the swirling flow, which is achieved by increasing the throughput.

Поставленная задача выполняется благодаря тому, что в кавитационно-вихревом энергопреобразователе, содержащим вихревую камеру с первым инжекционным патрубком, корпус в форме цилиндрической трубы, байпас, соединяющий вихревую камеру с основанием корпуса, причем соединение выполнено на торце вихревой камеры, противолежащем корпусу и соосно последнему, тормозное устройство, установленное в основании корпуса, противолежащем вихревой камере, тормозное устройство, установленное в байпасе, в отличие от прототипа, имеет второй инжекционный патрубок, расположенный относительно первого под углом 180°.The task is carried out due to the fact that in the cavitation-vortex energy converter containing the vortex chamber with the first injection pipe, the casing is in the form of a cylindrical pipe, a bypass connecting the vortex chamber to the base of the casing, and the connection is made at the end of the vortex chamber opposite to the casing and coaxially to the last, the brake device installed in the base of the housing, the opposite swirl chamber, the brake device installed in the bypass, in contrast to the prototype, has a second injection a nozzle located relative to the first at an angle of 180 °.

Кроме того, торцевая сторона вихревой камеры соединена с корпусом посредством конфузора.In addition, the end side of the vortex chamber is connected to the housing by means of a confuser.

Кроме того, в основании вихревой камеры может быть установлен конический насадок, связанный с байпасом.In addition, a conical nozzle associated with a bypass can be installed at the base of the vortex chamber.

Кроме того, в области первого инжекционного патрубка внутренняя полость вихревой камеры может быть выполнена по криволинейному профилю.In addition, in the region of the first injection nozzle, the inner cavity of the vortex chamber can be made along a curved profile.

Тормозное устройство выполнено из восьми радиально расположенных ребер, закрепленных на центральной втулке.The braking device is made of eight radially spaced ribs mounted on a central hub.

Подобное исполнение внутренней полости вихревой камеры в области первого инжекционного патрубка способствует снижению гидравлических потерь. За счет соединения вихревой камеры с корпусом посредством конфузора повышается градиент изменения скорости. Наличие двух инжекционных патрубков обеспечивает большую скорость закрученного потока по сравнению с прототипом. Инжекционные патрубки разнесены по длине вихревой камеры с обеспечением совместного течения потоков. Конический насадок, установленный в основании вихревой камеры, обеспечивает отток излишков жидкости из центра.Such a design of the inner cavity of the vortex chamber in the region of the first injection pipe helps to reduce hydraulic losses. By connecting the vortex chamber to the housing by means of a confuser, the gradient of the velocity change increases. The presence of two injection nozzles provides a higher swirl flow rate compared to the prototype. Injection nozzles are spaced along the length of the vortex chamber with ensuring the joint flow of flows. The conical nozzle mounted at the base of the vortex chamber provides an outflow of excess fluid from the center.

Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг.1 показана схема установки, на фиг.2 - общий вид энергопреобразователя.The invention is illustrated by drawings. Figure 1 shows the installation diagram, figure 2 is a General view of the energy converter.

В устройстве для нагрева жидкости, содержащем кавитационно-вихревой энергопреобразователь 1, рабочий сетевой насос 2 с электроприводом 3, соединенный с корпусом энергопреобразователя, подающий и обратный трубопроводы 4 с запорными вентилями 5, обеспечивающие взаимосвязь кавитационно-вихревого энергопреобразователя с теплообменником 6, кавитационно-вихревой энергопреобразователь имеет вихревую камеру 7, связанную с насосом посредством инжекционных патрубков 8, 9, разнесенных по длине вихревой камеры. Инжекционные патрубки соединены в одну общую подающую магистраль.In a device for heating a liquid containing a cavitation-vortex energy converter 1, a working network pump 2 with an electric drive 3, connected to the housing of the energy converter, supply and return pipes 4 with shut-off valves 5, providing a relationship between the cavitation-vortex energy converter and the heat exchanger 6, the cavitation-vortex energy converter has a vortex chamber 7 connected to the pump by means of injection nozzles 8, 9 spaced along the length of the vortex chamber. Injection pipes are connected to one common supply line.

Кавитационно-вихревой энергопреобразователь содержит вихревую камеру 7, торцевая сторона которой соединена с корпусом 10. Вихревая камера 7 имеет два разнесенных по длине инжекционных патрубка 8, 9, обеспечивающих наибольшую скорость закрутки жидкости. В области первого инжекционного патрубка 8 внутренняя полость 11 вихревой камеры 7 выполнена по криволинейному профилю для снижения гидравлических потерь. В основании вихревой камеры 7 установлен конический насадок 12, обеспечивающий отток излишков жидкости из центра второго вихря. В основании корпуса 10, противолежащем вихревой камере 7, установлено тормозное устройство 13, предусматривающее несколько ребер 14, закрепленных на центральной втулке 15. Основание корпуса посредством байпаса 16 соединено с вихревой камерой 7 на торце, противолежащем корпусу 10 и соосно ему. В байпасе 16 установлено дополнительное тормозное устройство 17.The cavitation-vortex energy converter contains a vortex chamber 7, the end side of which is connected to the housing 10. The vortex chamber 7 has two injection nozzles 8, 9 spaced apart along the length, which provide the highest liquid swirling speed. In the area of the first injection pipe 8, the inner cavity 11 of the vortex chamber 7 is made along a curved profile to reduce hydraulic losses. A conical nozzle 12 is installed at the base of the vortex chamber 7, which ensures the outflow of excess liquid from the center of the second vortex. At the base of the housing 10, opposite the vortex chamber 7, a braking device 13 is installed, providing several ribs 14, mounted on the Central sleeve 15. The base of the housing bypass 16 is connected to the vortex chamber 7 at the end opposite to the housing 10 and aligned with it. An additional brake device 17 is installed in the bypass 16.

При включении в работу насоса 2 жидкость через инжекционные патрубки 8, 9 под давлением попадает в вихревую камеру 7, имеющий по контуру вид спирали. Здесь происходит приращение механической энергии жидкости, и она попадает в цилиндрическую часть корпуса 10. Диаметр цилиндрической части корпуса 10 значительно больше диаметра инжекционных патрубков 8, 9. Проходя по корпусу 10 энергопреобразователя, жидкость попадает на тормозное устройство 13, где возникает кавитация, что приводит к повышению температуры жидкости. На выходе из тормозного устройства 13 корпуса энергопреобразователя жидкость проходит через выходное отверстие 18. Ввиду того, что диаметр выходного отверстия 18 в несколько раз меньше диаметра корпуса 10, вновь изменяется кинетическая энергия жидкости, что способствует повышению эффективности нагрева. Дополнительное тормозное устройство 17, установленное в байпасе 16, способствует повышению эффективности нагрева жидкости.When you turn on the pump 2, the liquid through the injection nozzles 8, 9 under pressure gets into the vortex chamber 7, which has a spiral shape along the contour. Here, the mechanical energy of the fluid is incremented, and it enters the cylindrical part of the housing 10. The diameter of the cylindrical part of the housing 10 is much larger than the diameter of the injection pipes 8, 9. Passing through the housing 10 of the energy converter, the fluid enters the braking device 13, where cavitation occurs, which leads to increasing fluid temperature. At the outlet of the brake device 13 of the power converter housing, the fluid passes through the outlet 18. Due to the fact that the diameter of the outlet 18 is several times smaller than the diameter of the housing 10, the kinetic energy of the fluid changes again, which increases the heating efficiency. An additional braking device 17 installed in the bypass 16, improves the efficiency of heating the fluid.

В соответствии с сущностью изобретения был изготовлен опытный образец устройства. В устройстве был использован центробежный консольно-моноблочный насос. Диаметр корпуса энергопреобразователя 70 мм. Объем первого контура составил 100 литров. Объем системы отопления из 6 регистров составил 680 литров. Температура воды в первом контуре составляет порядка 100° при давлении 5,4 атм. Установка была использована для обогрева площади 7063 м3. Температура в помещении поддерживалась на уровне 15°. Темп нагрева жидкости составляет 3-5° в 1 мин.In accordance with the invention, a prototype device was manufactured. The device used a centrifugal cantilever-monoblock pump. The diameter of the energy converter housing is 70 mm. The volume of the primary circuit was 100 liters. The volume of the heating system from 6 registers amounted to 680 liters. The water temperature in the primary circuit is about 100 ° at a pressure of 5.4 atm. The installation was used to heat an area of 7063 m 3 . The room temperature was maintained at 15 °. The heating rate of the liquid is 3-5 ° in 1 min.

Основным преимуществом предлагаемого кавитационно-вихревого энергопреобразователя является то, что благодаря конструктивному выполнению его вихревой камеры и корпуса, пропускная способность увеличивается в два раза при заданном напоре, без изменения давления на входе.The main advantage of the proposed cavitation-vortex energy converter is that due to the structural design of its vortex chamber and housing, the throughput is doubled at a given pressure, without changing the inlet pressure.

Claims (4)

1. Кавитационно-вихревой энергопреобразователь, содержащий вихревую камеру с первым инжекционным патрубком, корпус в форме цилиндрической трубы, байпас, соединяющий вихревую камеру с основанием корпуса, причем соединение выполнено на торце вихревой камеры, противолежащем корпусу и соосно последнему, тормозное устройство, установленное в основании корпуса, противолежащем вихревой камере, и дополнительное тормозное устройство, установленное в байпасе, отличающийся тем, что вихревая камера имеет второй инжекционный патрубок, расположенный под углом 180° относительно первого.1. A cavitation-vortex energy converter comprising a vortex chamber with a first injection pipe, a body in the form of a cylindrical pipe, a bypass connecting the vortex chamber to the base of the housing, the connection being made at the end of the vortex chamber opposite the housing and coaxially with the latter, a brake device mounted at the base the housing, the opposite vortex chamber, and an additional brake device installed in the bypass, characterized in that the vortex chamber has a second injection pipe, is located 180 ° relative to the first. 2. Кавитационно-вихревой энергопреобразователь, по п.1, отличающийся тем, что торцевая сторона вихревой камеры соединена с корпусом посредством конфузора.2. Cavitation-vortex energy converter according to claim 1, characterized in that the end side of the vortex chamber is connected to the housing by means of a confuser. 3. Кавитационно-вихревой преобразователь по п.1, отличающийся тем, что в основании вихревой камеры на входе в байпас установлен конический насадок.3. The cavitation-vortex transducer according to claim 1, characterized in that a conical nozzle is installed at the base of the vortex chamber at the entrance to the bypass. 4. Кавитационно-вихревой преобразователь по п.1, отличающийся тем, что в области первого инжекционного патрубка внутренняя полость вихревой камеры выполнена по криволинейному профилю. 4. The cavitation-vortex transducer according to claim 1, characterized in that in the region of the first injection nozzle, the internal cavity of the vortex chamber is made along a curved profile.
RU2007146519/06A 2007-12-12 2007-12-12 Cavitation-vortex energy converter RU2357162C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007146519/06A RU2357162C1 (en) 2007-12-12 2007-12-12 Cavitation-vortex energy converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007146519/06A RU2357162C1 (en) 2007-12-12 2007-12-12 Cavitation-vortex energy converter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2357162C1 true RU2357162C1 (en) 2009-05-27

Family

ID=41023530

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007146519/06A RU2357162C1 (en) 2007-12-12 2007-12-12 Cavitation-vortex energy converter

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2357162C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2588298C1 (en) * 2015-02-12 2016-06-27 Евгений Геннадьевич Иванов Hydrodynamic cavitator
RU2603306C1 (en) * 2015-04-20 2016-11-27 Евгений Геннадьевич Иванов Hydrodynamic cavitator
RU2606293C2 (en) * 2015-02-12 2017-01-10 Евгений Геннадьевич Иванов Vortex cavitator

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2588298C1 (en) * 2015-02-12 2016-06-27 Евгений Геннадьевич Иванов Hydrodynamic cavitator
RU2606293C2 (en) * 2015-02-12 2017-01-10 Евгений Геннадьевич Иванов Vortex cavitator
RU2603306C1 (en) * 2015-04-20 2016-11-27 Евгений Геннадьевич Иванов Hydrodynamic cavitator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2045715C1 (en) Heat generator and device for heating liquids
US9506659B2 (en) Hyper-condensate recycler
RU2357162C1 (en) Cavitation-vortex energy converter
KR101548645B1 (en) Heat exchanger with turbulence generator
RU2132517C1 (en) Heat generator and device for heating liquid
RU2415350C1 (en) Cavitation-vortex heat generator
US6637380B2 (en) Direct heating device
RU2338131C1 (en) Heat-generator for heating of liquids
RU111270U1 (en) CONTACT HEAT EXCHANGE INJECT UNIT
RU2298741C1 (en) Heat generator for heating liquids
RU2177591C1 (en) Thermogenerator
RU2328662C1 (en) Heat generator
RU2231004C1 (en) Rotary cavitation pump-heat generator
CN216790331U (en) Composite structure type heating system of tube ball type hydrodynamic cavitation generating device
RU2629104C2 (en) Jet steam-water heating device
RU2282115C1 (en) Hydraulic heat-generator
CN100434853C (en) Two-stage water-intaking supersonic speed gas-liquid two-phase fluid step-up heater
RU2204090C2 (en) Heat generator
RU2129689C1 (en) Swirl type heater
RU2293259C1 (en) Heat generator
CN113847638A (en) Composite structure type heating system of tube ball type hydrodynamic cavitation generating device
RU2173432C1 (en) Heat-generating unit for heating liquids
RU2398638C1 (en) Vortex cavitation device
RU2366869C1 (en) High-speed vortex heater
RU57435U1 (en) HEAT GENERATOR

Legal Events

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

Effective date: 20091213

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20110720

QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE

Effective date: 20120125

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20131213

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20150210

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20161213