RU2413906C1

RU2413906C1 - Hydraulic mechanical heat generator

Info

Publication number: RU2413906C1
Application number: RU2009133492/06A
Authority: RU
Inventors: Михаил Геннадьевич Маринин (RU); Михаил Геннадьевич Маринин; Сергей Михайлович Мосалёв (RU); Сергей Михайлович Мосалёв; Виктор Павлович Сыса (RU); Виктор Павлович Сыса
Original assignee: Открытое акционерное общество "Завод им. В.А. Дегтярева"
Priority date: 2009-09-07
Filing date: 2009-09-07
Publication date: 2011-03-10

Abstract

FIELD: power industry.

SUBSTANCE: hydraulic mechanical heat generator consists of rotor installed on the shaft the surface of which has certain number of holes and which rotates inside the housing the inner surface of which adjoins cylindrical and end surface of rotor support washers with inlet channels, outlet channel arranged on cylindrical surface of housing, electric motor or other drive. Rotor is made in the form of activator rigidly fixed on hub and representing a set of perforated sleeves equally distributed along its diametre; perforated partitions can be diametrically installed throughout the length of perforated sleeves.

EFFECT: improving efficiency of device owing to increasing the degree of mechanical action on heated liquid.

2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к теплотехнике, а именно к устройствам, содержащим вращающееся элементы для нагревания текучих сред, и может быть использовано для тепло- и горячего водоснабжения объектов промышленного и бытового назначения.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 for industrial and domestic facilities.

Известно устройство для нагревания текучей среды (см. патент US N5188090, МПК F24C 9/00 от 23.02.93 г.), принятое за прототип. Устройство содержит цилиндрический ротор, у которого цилиндрическая поверхность имеет определенное число неровностей или отверстий, вращающийся внутри корпуса, чья внутренняя поверхность примыкает к цилиндрической и торцевой поверхности ротора. Опорная шайба, которая служит для монтажа внутри нее подшипников и сальников для вала и ротора, примыкает к обеим сторонам корпуса. Опорные шайбы имеют полые части, которые соединяются с полостью между корпусом и ротором. В опорной шайбе сделаны впускные каналы, через которые текучая среда проходит в полость корпус/ротор в зоне вала. Корпус имеет один или более выпускных каналов, через которые текучая среда при повышенном давлении и температуре покидает устройство. Вал приводится в движение электродвигателем или другим двигателем.A device for heating a fluid is known (see US patent N5188090, IPC F24C 9/00 of 02/23/93), adopted as a prototype. The device comprises a cylindrical rotor, in which the cylindrical surface has a certain number of bumps or holes, rotating inside the housing, whose inner surface is adjacent to the cylindrical and end surface of the rotor. The support washer, which serves for mounting bearings and seals inside it for the shaft and rotor, is adjacent to both sides of the housing. The supporting washers have hollow parts that are connected to the cavity between the housing and the rotor. Inlet washers are made in the support washer through which fluid passes into the housing / rotor cavity in the shaft area. The housing has one or more outlet channels through which fluid leaves the device at elevated pressure and temperature. The shaft is driven by an electric motor or other motor.

Недостатками прототипа являются низкая теплопроизводительность из-за низкой степени механической активации жидкости, высокие массогабаритные показатели ротора.The disadvantages of the prototype are low heat production due to the low degree of mechanical activation of the liquid, high mass and dimensions of the rotor.

Предлагаемым изобретением решается задача: сокращение энергозатрат при отоплении, увеличение долговечности.The proposed invention solves the problem: reducing energy consumption during heating, increasing durability.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в повышении эффективности устройства за счет повышения степени механического воздействия на жидкость, снижение массогабаритных показателей.The technical result obtained by the implementation of the invention is to increase the efficiency of the device by increasing the degree of mechanical impact on the liquid, reducing the overall dimensions.

Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом гидромеханическом теплогенераторе, состоящем из ротора, установленного на вале, у которого поверхность имеет определенное число отверстий, вращающегося внутри корпуса, чья внутренняя поверхность примыкает к цилиндрической и торцевой поверхности ротора, опорных шайб с впускными каналами, выпускного канала, размещенного на цилиндрической поверхности корпуса, электродвигателя или иного привода новым является то, что ротор выполнен в виде жестко закрепленного на ступицу активатора, представляющего собой набор перфорированных гильз, равномерно распределенных по ее диаметру, по всей длине перфорированнных гильз диаметрально установлены перфорированные перегородки.The specified technical result is achieved by the fact that in the proposed hydromechanical heat generator, consisting of a rotor mounted on a shaft, the surface of which has a certain number of holes rotating inside the housing, whose inner surface is adjacent to the cylindrical and end surface of the rotor, supporting washers with inlet channels, exhaust the channel placed on the cylindrical surface of the housing, the electric motor or other drive is new that the rotor is made in the form of rigidly fixed to the hubs the activator, which is a set of perforated sleeves evenly distributed over its diameter, has perforated partitions diametrically installed along the entire length of the perforated sleeves.

Выполнение ротора в виде жестко закрепленного на ступице активатора, представляющего собой набор перфорированных гильз, равномерно распределенных по ее диаметру, позволяет:The execution of the rotor in the form of an activator rigidly fixed on the hub, which is a set of perforated sleeves uniformly distributed over its diameter, allows you to:

- во-первых, получить максимальный уровень механоактивации жидкости при вращении ротора за счет воздействия на нее перфорированнных поверхностей ротора при его вращении;- firstly, to obtain the maximum level of mechanical activation of the liquid during rotation of the rotor due to the impact on it of perforated surfaces of the rotor during its rotation;

- во-вторых, получить возможность увеличения этого воздействия за счет увеличения частоты вращения привода;- secondly, to get the opportunity to increase this effect by increasing the speed of the drive;

- в-третьих, сформировать параллельные оси теплогенератора - каналы для перемещения потоков жидкости, на которые оказывают постоянное воздействие радиальные потоки жидкости;- thirdly, to form parallel to the axis of the heat generator - channels for moving fluid flows, which have a constant effect of radial fluid flows;

- в-четвертых, получить переход жидкости за счет ее активации в двухфазное состояние, насыщенное кавитационными полостями;- fourthly, to obtain the transition of a liquid due to its activation into a two-phase state saturated with cavitation cavities;

- в-пятых, осуществить многократное дросселирование жидкости через перфорированые отверстия;- fifthly, to carry out multiple throttling of the liquid through perforated holes;

- в-шестых, уменьшить габариты и массу ротора за счет более полного использования его рабочих поверхностей;- sixth, to reduce the dimensions and mass of the rotor due to a more complete use of its working surfaces;

- в-седьмых, получить колебания высокого давления в жидкости на периферии ротора за счет его волнообразного контура;- seventh, to obtain high-pressure fluctuations in the liquid at the periphery of the rotor due to its wave-like contour;

- в-восьмых, осуществить ударное взаимодействие встречно направленных потоков жидкости;- eighth, to carry out shock interaction of counter-directed fluid flows;

- в-девятых, осуществлять регулирование теплопроизводительности за счет количества установленных на ступице перфорированных гильз без изменения наибольшего диаметра ротора, с целью большего механического воздействия на жидкость по всей длине перфорированных гильз могут быть дополнительно установлены перфорированные перегородки, повышающие ударную составляющую этих воздействий.- ninth, to regulate heat production due to the number of perforated sleeves installed on the hub without changing the largest diameter of the rotor, in order to increase the mechanical stress on the fluid along the entire length of the perforated sleeves, additionally perforated partitions can be installed to increase the impact component of these effects.

За счет вышеперечисленных воздействий на жидкость процесс ее нагрева происходит с высокой интенсивностью.Due to the above effects on the liquid, the process of its heating occurs with high intensity.

Технические решения с признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа, неизвестны 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 unknown 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 гидромеханического теплогенератора; на фиг.2 - сечение А-А - схема размещения перфорированных гильз; на фиг.3 - вариант исполнения теплогенератора с перфорированными перегородками.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a General diagram of a hydromechanical heat generator; figure 2 - section aa - arrangement of perforated sleeves; figure 3 is an embodiment of a heat generator with perforated partitions.

Гидромеханический теплогенератор состоит из цилиндрического корпуса 1, внутри которого с возможностью вращения на вале 2 жестко установлен ротор, состоящий из ступицы 3, на которой неподвижно по ее диаметру размещены перфорированные гильзы 4. По всей длине перфорированных гильз 4 в варианте исполнения теплогенератора могут быть дополнительно установлены перфорированные перегородки 5. К торцевым поверхностям корпуса 1 прилегают опорные шайбы 6, в которых размещены подшипниковые опоры 7, в которых установлен вал 2, уплотнения 8, установленные в камерах 9, связанных с внутренней полостью корпуса 1. Отверстия, связанные с камерами 9, выполняют роль впускных каналов 10. Выпускной канал 11 размещен на цилиндрической поверхности корпуса 1. Вал 2 связан посредством муфты 12 с электродвигателем или иным приводом 13.The hydromechanical heat generator consists of a cylindrical body 1, inside of which a rotor is rigidly mounted on the shaft 2 and rotatable, consisting of a hub 3, on which perforated sleeves 4 are stationary along its diameter. The entire length of the perforated sleeves 4 in the embodiment of the heat generator can be additionally installed perforated partitions 5. Support washers 6 are adjacent to the end surfaces of the housing 1, in which bearing bearings 7 are located, in which the shaft 2 is installed, seals 8 are installed in the cells 9 connected to the inner space of the housing 1. The openings associated with the cameras 9, serve as the inlet channels 10. The outlet channel 11 is placed on the cylindrical surface of the housing 1. The shaft 2 is connected via a coupling 12 to the motor 13 or other actuator.

Гидромеханический теплогенератор работает следующим образом. После заполнения жидкостью внутренней полости корпуса 1 включается электродвигатель или иной привод 13. Вращение через муфту 12 передается на вал с жестко установленным на нем ротором. Жидкость от источника внешнего давления (на чертеже не показан) поступает через впускные каналы 10, камеры 9 внутрь цилиндрического корпуса 1. Далее жидкость поступает в каналы, образованные внутренними и наружными поверхностями перфорированных гильз 4, и перемещается к центру корпуса 1, где размещен выпускной канал 11. Одновременно она подвергается воздействию центробежных сил и механическому воздействию вращающихся перфорированных гильз 4, а также колебаний, возникающих за счет волнообразной формы наружной поверхности ротора. Другая часть текучей среды попадает внутрь перфорированных гильз 4, где осуществляется вращательно-поступательное движение на фоне хаотичного выброса жидкости через перфорированные отверстия и активного перемешивания до получения двухфазной смеси. В итоге вся жидкость поступает к выпускному каналу 11.Hydromechanical heat generator operates as follows. After filling the internal cavity of the housing 1 with fluid, the electric motor or other drive 13 is turned on. Rotation through the coupling 12 is transmitted to the shaft with the rotor rigidly mounted on it. The fluid from the source of external pressure (not shown in the drawing) enters through the inlet channels 10, chambers 9 into the cylindrical body 1. Next, the liquid enters the channels formed by the inner and outer surfaces of the perforated sleeves 4 and moves to the center of the housing 1, where the outlet channel is located 11. At the same time, it is exposed to centrifugal forces and the mechanical action of rotating perforated sleeves 4, as well as vibrations arising due to the wavy shape of the outer surface of the rotor. Another part of the fluid enters the perforated sleeves 4, where the rotational-translational movement is carried out against the background of a random discharge of liquid through the perforated holes and active mixing to obtain a two-phase mixture. As a result, all the liquid enters the outlet channel 11.

В варианте исполнения при установке перфорированных перегородок 5 происходит дополнительное воздействие на текучую среду.In the embodiment, when installing the perforated partitions 5, an additional effect on the fluid occurs.

Таким образом, в предлагаемом гидромеханическом теплогенераторе решена задача по созданию теплогенератора, осуществляющего высокоэффективный нагрев жидкости за счет повышения степени механического воздействия на жидкость при снижении массогабаритных показателей.Thus, the proposed hydromechanical heat generator has solved the problem of creating a heat generator that provides highly efficient heating of the liquid by increasing the degree of mechanical effect on the liquid while reducing the overall dimensions.

Claims

1. Hydromechanical heat generator, consisting of a rotor mounted on a shaft, the surface of which has a certain number of holes rotating inside the housing, whose inner surface is adjacent to the cylindrical and end surfaces of the rotor, supporting washers with inlet channels, an exhaust channel placed on the cylindrical surface of the housing , an electric motor or other drive, characterized in that the rotor is made in the form of an activator rigidly fixed on the hub, which is a set of perforated sleeves, ra uniformly distributed along its diameter.

2. The hydromechanical heat generator according to claim 1, characterized in that perforated partitions are diametrically installed along the entire length of the perforated sleeves.