RU2511781C2 - Heat-pipe injection screw - Google Patents
Heat-pipe injection screw Download PDFInfo
- Publication number
- RU2511781C2 RU2511781C2 RU2012126937/06A RU2012126937A RU2511781C2 RU 2511781 C2 RU2511781 C2 RU 2511781C2 RU 2012126937/06 A RU2012126937/06 A RU 2012126937/06A RU 2012126937 A RU2012126937 A RU 2012126937A RU 2511781 C2 RU2511781 C2 RU 2511781C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- evaporation
- condensation chambers
- end walls
- housing
- working chamber
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для утилизации вторичных тепловых энергоресурсов и низкопотенциальной тепловой энергии природных источников, а именно трансформации тепловой энергии в механическую для перемещения и нагнетания жидкостей (газов).The present invention relates to a power system and can be used for the disposal of secondary thermal energy and low-potential thermal energy of natural sources, namely the transformation of thermal energy into mechanical energy for moving and pumping liquids (gases).
Известно устройство - винтовой насос, содержащий статор (корпус), с впускным (всасывающим) и выпускным (нагнетательным) каналами (патрубками), размещенный в статоре ротор с винтовой канавкой [А.с. СССР №470658, мкл. F04D 3/02, 1975].A device is known - a screw pump containing a stator (housing), with inlet (suction) and exhaust (discharge) channels (pipes), a rotor with a helical groove located in the stator [A. USSR No. 470658, μl.
Основными недостатками известного устройства являются невозможность утилизации низкопотенциальных вторичных тепловых энергоресурсов, тепловых ресурсов природных источников, что сужает область применения и снижает его эффективность.The main disadvantages of the known device are the inability to utilize low-potential secondary thermal energy, heat resources of natural sources, which narrows the scope and reduces its effectiveness.
Более близким к предлагаемому изобретению является винтовой насос, являющийся составной частью коаксиального теплотрубного двигателя, содержащего последовательно расположенные испарительную камеру, находящуюся в контакте с горячей средой, рабочую камеру, конденсационную камеру, находящуюся в контакте с холодной средой, соединенные между собой кольцевым уплотнением, при этом испарительная и конденсационная камеры выполнены в форме цилиндрических колпаков, внутренние боковые стенки которых покрыты фитилем, соединенным с решеткой, выполненной из тонкого слоя пористого материала, покрывающей внутреннюю поверхность торцевых стенок, рабочая камера выполнена в форме цилиндрической трубы, внутри ее устроены коаксиально, друг за другом силовые турбины, жестко закрепленные периферийными кромками лопастей к ее внутренней поверхности, конденсационная камера состоит из обоймы (корпуса), закрывающей винтовую поверхность рабочей камеры, образуя винтовой питательный насос и конденсационные зоны [Патент РФ №2320878, мкл. F01K 17/00, 2008].Closer to the proposed invention is a screw pump, which is an integral part of a coaxial heat pipe engine containing a sequentially arranged evaporation chamber in contact with a hot medium, a working chamber, a condensation chamber in contact with a cold medium, interconnected by an annular seal, while the evaporation and condensation chambers are made in the form of cylindrical caps, the inner side walls of which are covered with a wick connected to the grill, in filled from a thin layer of porous material covering the inner surface of the end walls, the working chamber is made in the form of a cylindrical pipe, inside it is arranged coaxially, one after another power turbines rigidly fixed by the peripheral edges of the blades to its inner surface, the condensation chamber consists of a holder (case) covering the screw surface of the working chamber, forming a screw feed pump and condensation zones [RF Patent No. 2320878, μl.
Основными недостатками известного устройства являются использование для теплообмена только поверхности торцевых стенок, что снижает его производительность и невозможность его использования непосредственно для перекачки и нагнетания жидкостей и газов, что сужает область его применения и, в конечном счете, снижает его эффективность.The main disadvantages of the known device are the use for heat transfer only of the surface of the end walls, which reduces its productivity and the inability to use it directly for pumping and pumping liquids and gases, which narrows the scope of its application and, ultimately, reduces its effectiveness.
Техническим результатом, на решение которого направлено предлагаемое изобретение, является повышение эффективности теплотрубного винтового нагнетателя.The technical result, the solution of which the invention is directed, is to increase the efficiency of a heat pipe screw supercharger.
Технический результат достигается в теплотрубном винтовом нагнетателе, который содержит последовательно расположенные в одном цилиндрическом корпусе испарительную, рабочую и конденсационную камеры, в котором верхние и нижние торцевые стенки снабжены верхними и нижними впускными отверстиями, внутренние поверхности торцевых стенок соприкасаются с фитилем, проходящим по центральной оси корпуса и покрытым обечайкой с образованием зазоров у верхней и нижней торцевых стенок, причем в испарительной и конденсационной камерах верхние и нижние кромки цилиндрических стенок соединены с внутренней поверхностью верхней и нижней торцевой стенок корпуса с образованием горячей и холодной кольцевых рубашек между цилиндрическими стенками испарительной и конденсационной камер и стенкой цилиндрического корпуса, которые снабжены верхними и нижними выпускными окнами, соответственно, внутренняя поверхность цилиндрических и торцевых стенок в испарительной и конденсационной камерах покрыты решеткой, выполненной из тонких полос пористого материала, примыкающей в центре верхней и нижней торцевых стенок к верхней и нижней кромкам фитиля, цилиндрическая рабочая камера соединена через верхнее и нижнее кольцевые уплотнения с нижней кромкой цилиндрической стенки испарительной камеры и верхней кромкой конденсационной камеры, соответственно, внутри рабочей камеры устроены коаксиально друг за другом силовые турбины, жестко закрепленные периферийными и внутренними кромками лопастей к ее стенке и обечайке фитиля по нормали к ним, а ее наружная поверхность снабжена винтовой канавкой, к наружной поверхности верхнего и нижнего кольцевых уплотнений рабочей камеры прикреплены верхние и нижние направляющие пластины, расположенные в полостях горячей и холодной кольцевых рубашек, при этом часть корпуса, покрывающая винтовую канавку рабочей камеры образует винтовой нагнетатель, снабжена всасывающим и нагнетательным патрубками и отделена от горячей и холодной кольцевых рубашек верхней и нижней кольцевыми перегородками, соединенными своими наружными кромками с внутренней поверхностью неподвижного цилиндрического корпуса, а внутренними кромками через кольцевые уплотнения с рабочей камерой.The technical result is achieved in a heatpipe screw blower, which contains a sequentially arranged in one cylindrical housing evaporation, working and condensation chambers, in which the upper and lower end walls are equipped with upper and lower inlets, the inner surfaces of the end walls are in contact with the wick, passing along the central axis of the housing and covered with a shell with the formation of gaps at the upper and lower end walls, and in the evaporation and condensation chambers the upper and the edges of the cylindrical walls are connected to the inner surface of the upper and lower end walls of the casing with the formation of hot and cold annular shirts between the cylindrical walls of the evaporation and condensation chambers and the wall of the cylindrical casing, which are equipped with upper and lower outlet windows, respectively, the inner surface of the cylindrical and end walls in the evaporation and condensation chambers are covered with a lattice made of thin strips of porous material adjacent to the center of the upper and lower end walls to the upper and lower edges of the wick, the cylindrical working chamber is connected through the upper and lower ring seals to the lower edge of the cylindrical wall of the evaporation chamber and the upper edge of the condensation chamber, respectively, inside the working chamber are arranged coaxial one after another power turbines rigidly fixed to peripheral and the inner edges of the blades to its wall and the wick shell normal to them, and its outer surface is provided with a helical groove to the outer surface of the upper and The upper and lower guide plates located in the cavities of the hot and cold annular jackets are attached to the sealing ring of the working chamber, while the part of the housing covering the screw groove of the working chamber forms a screw blower, is equipped with suction and discharge nozzles and is separated from the hot and cold ring shirts of the upper and lower annular partitions connected by their outer edges to the inner surface of the stationary cylindrical body, and the inner edges through the ring end seals with a working chamber.
На фиг.1 представлен общий вид предлагаемого теплотрубного винтового нагнетателя (ТТВН), на фиг.2-5 - разрезы и узлы.Figure 1 presents a General view of the proposed heat pipe screw supercharger (TTVH), figure 2-5 - sections and nodes.
ТТВН содержит цилиндрический корпус 1, в котором верхние и нижние торцевые стенки 2 снабжены верхними и нижними впускными отверстиями 3, расположенными по окружности на их периферии, а их внутренние поверхности соприкасаются с фитилем 4, проходящим по центральной оси корпуса 1 и покрытым обечайкой 5 с образованием зазоров 6, 7 у верхней и нижней торцевых стенок 2. По ходу движения пара внутри корпуса 1 расположены: испарительная камера 8, верхние кромки цилиндрической стенки 9 которой соединены с внутренней поверхностью верхней торцевой стенки 2 с образованием горячей кольцевой рубашки 10 между наружной поверхностью цилиндрической стенки 9 и внутренней поверхностью стенки цилиндрического корпуса 1, снабженной выпускными окнами 11, внутренняя поверхность цилиндрической стенки 9 и верхней торцевой стенки 2 в испарительной камере 8 покрыты решетками 12, выполненными из тонких полос пористого материала, примыкающей в центре верхней торцевой стенки 2 к фитилю 4 (расстояние между полосами решетки 12 и верхней кромкой фитиля 4 принимают равным диаметру его пор); цилиндрическая рабочая камера 13, соединенная с нижней кромкой цилиндрической стенки 9 испарительной камеры 8 через верхнее кольцевое уплотнение 14, внутри которой устроены коаксиально друг за другом силовые турбины 15, жестко закрепленные периферийными и внутренними кромками лопастей к внутренней поверхности стенки рабочей камеры 13 и наружной поверхности обечайки 5 фитиля 4 по нормали к ним, снабженная на наружной поверхности винтовой канавкой 16; конденсационная камера 17, соединенная с нижней кромкой цилиндрической рабочей камеры 13 через нижнее кольцевое уплотнение 14, нижние кромки цилиндрической стенки 18 которой соединены с внутренней поверхностью нижней торцевой стенки 2 корпуса 1 с образованием между ними и внутренней поверхностью стенки цилиндрического корпуса 1 холодной кольцевой рубашки 19 с выпускными окнами 20, причем внутренняя поверхность цилиндрической стенки 18 и нижней торцевой стенки 2 конденсационной камеры 17 покрыты решетками 12, выполненными из тонких полос пористого материала, примыкающей в центре нижней торцевой стенки 2 к фитилю 4 (расстояние между полосами решетки 12 и фитилем 4 принимают равным диаметру его пор); при этом к наружной поверхности верхнего и нижнего кольцевых уплотнений 14 рабочей камеры 13 прикреплены верхние и нижние направляющие пластины 21, расположенные в полостях горячей и холодной кольцевых рубашках 10 и 19. Часть корпуса 1, покрывающая винтовую канавку 16 рабочей камеры 13, образует винтовой нагнетатель 22 и снабжена всасывающим 23 и нагнетательным 24 патрубками и отделена от горячей и холодной кольцевых рубашек 10 и 19 верхним и нижним кольцевыми перегородками 25 и 26, соединенными своими наружными кромками с внутренней поверхностью неподвижного корпуса 1, а внутренними кромками через кольцевые уплотнения 27 и 28 с рабочей камерой 13, причем кольцевые уплотнения 27 и 28 прикреплены к наружной поверхности стенки у верхней и нижней кромок рабочей камеры 13, а всасывающий и нагнетательный патрубок 23, 24 устроены вблизи горячей и холодной кольцевых рубашек 10 и 19, соответственно.TTVN contains a
Предлагаемый ТТВН работает следующим образом. Перед началом работы из камер 8, 13, 17 ТТВН удаляют воздух и заполняют фитиль 4, пористый материал решеток 12 рабочей жидкостью, которую выбирают в зависимости от температурного потенциала холодной и горячей сред (штуцера для удаления воздуха и подачи рабочей жидкости на фиг.1-5 не показаны). При этом в результате малого расстояния (длиной. равной диаметру капилляров фитиля 4) между верней и нижней кромками фитиля 4 и полосами пористого материала решетки 12, происходит образование капиллярных каналов между ними, по которым рабочая жидкость способна перемещаться за счет капиллярных сил. Далее ТТВН устанавливают таким образом, чтобы испарительная камера 8 контактировала с горячей средой, а конденсационная камера 17 с холодной, и жестко фиксируют корпус 1, в результате чего также жестко фиксируются испарительная и конденсационная камеры 8 и 17. При нагреве неподвижной испарительной камеры 8 (ее теплообменная поверхность увеличена по сравнению с известным устройством за счет использования в процессе теплообмена наряду с поверхностью верхней торцевой стенки 2 поверхности цилиндрической стенки 9 испарительной камеры 8) скорость теплообмена с горячей средой возрастает также за счет наличия в пространстве горячей кольцевой рубашке 10 направляющих пластин 21, которые, вращаясь вместе с корпусом рабочей камеры 13, засасывают горячую среду через верхние впускные отверстия 3, сообщают ей турбулентное движение у поверхности боковой и верхней торцевой стенок камеры 8 и выбрасывают ее через выпускные окна 11 наружу. В результате нагрева испарительной камеры 8 происходит интенсивное испарение рабочей жидкости с внутренней поверхности верхней торцевой стенки 2 и цилиндрической стенки 9, которая поступает из вращающегося фитиля 4 в пористый материал решетки 12 в результате образования между ними временных капиллярных каналов и воздействия на жидкость центробежной силы, возникающей из-за вращения фитиля 4, причем решетка 12 предотвращает образование паровой пленки на внутренней поверхности камеры 8 и, таким образом, интенсифицирует процесс испарения [Тепловые трубы и теплообменники: от науки к практике. Сборник научн. тр. - М., 1990, с.22]. Образовавшийся пар поступает в рабочую камеру 13 на лопатки последовательно расположенных силовых турбин 15, вращает ее корпус и, соответственно, сообщает вращательное движение винтовой канавки 16. В результате вращения корпуса рабочей камеры 13 в винтовую канавку 16 из всасывающего патрубка 23 поступает перемещаемая жидкость (газ), которой сообщается требуемое давление и через нагнетательный патрубок 24 подается в напорный трубопровод (на фиг.1-5 не показан) и далее к потребителю. В рабочей камере 13 происходит изоэнтропное теплопадение пара с одновременным снижением его температуры и давления [И.Н.Сушкин. Теплотехника. - М.: Металлургия, 1973, с.331], после чего отработавший мятый пар поступает в неподвижную конденсационную камеру 17. При охлаждении конденсационной камеры 17 (теплообменная поверхность которой увеличена по сравнению с известным устройством за счет использования в процессе теплообмена наряду с поверхностью нижнего торца 3 части поверхности цилиндрической стенки ее корпуса 18) скорость теплообмена с холодной средой возрастает также за счет наличия в полости холодной кольцевой рубашки 19 направляющих пластин 21, которые, вращаясь вместе с корпусом рабочей камеры 13, засасывают холодную среду через нижние впускные отверстия 3, сообщают турбулентное движение холодной среде у поверхности цилиндрической и торцевой стенок камеры 17 и выбрасывают ее через выпускные окна 20 наружу. При охлаждении конденсационной камеры 17 происходит интенсивная конденсация рабочей жидкости на ее внутренней поверхности, которая поступает во вращающийся фитиль 4 из пористого материала капиллярных потоков жидкости в фитиле 4 в сторону испарительной камеры 8. В камере 8 рабочая жидкость поступает из фитиля 4 в пористый материал решетки 12, после чего происходит вышеописанный процесс испарения и далее цикл повторяется. При этом размещение всасывающего патрубка 23 вблизи горячей кольцевой рубашки 10 и кольцевого уплотнения 27 позволяет проводить процесс охлаждения уплотнения 27 перекачиваемой жидкостью (газом), которая на входе, как правило, имеет невысокую температуру, а охлаждение кольцевого уплотнения 28 осуществляется холодной средой при ее контакте с ним через кольцевую перегородку 26 перед удалением через выпускные окна 20.The proposed TTVN works as follows. Before starting work, the air is removed from the
Таким образом, предлагаемый ТТВН обеспечивает возможность транспортировки жидкостей (газов) и создания в них давления за счет утилизации вторичных тепловых энергоресурсов различного потенциала (энергии сбросных вод, отходящих газов и т.д.), тепловых ресурсов природных источников (энергии солнца, воды и т.д.), что обеспечивает его высокую эффективность.Thus, the proposed TTVN provides the possibility of transporting liquids (gases) and creating pressure in them by utilizing secondary thermal energy resources of various potentials (waste water energy, exhaust gases, etc.), heat resources of natural sources (solar energy, water, etc.) .d.), which ensures its high efficiency.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012126937/06A RU2511781C2 (en) | 2012-06-27 | 2012-06-27 | Heat-pipe injection screw |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012126937/06A RU2511781C2 (en) | 2012-06-27 | 2012-06-27 | Heat-pipe injection screw |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012126937A RU2012126937A (en) | 2014-01-10 |
RU2511781C2 true RU2511781C2 (en) | 2014-04-10 |
Family
ID=49884019
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012126937/06A RU2511781C2 (en) | 2012-06-27 | 2012-06-27 | Heat-pipe injection screw |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2511781C2 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2320878C1 (en) * | 2006-07-26 | 2008-03-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный технический университет" | Coaxial thermal tube engine |
RU2320879C1 (en) * | 2006-08-14 | 2008-03-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный технический университет" | Coaxial-face thermal tube engine |
US20090041574A1 (en) * | 2005-12-23 | 2009-02-12 | Gol Pak | Uni-axial screw pump |
RU2010115715A (en) * | 2010-04-20 | 2011-10-27 | Государственное образовательное учреждение высшего Профессионального образования "Юго-Западный государственный университет"(ЮЗ ГУ) (RU | HEAT PIPE SCREW SUPPLY |
-
2012
- 2012-06-27 RU RU2012126937/06A patent/RU2511781C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20090041574A1 (en) * | 2005-12-23 | 2009-02-12 | Gol Pak | Uni-axial screw pump |
RU2320878C1 (en) * | 2006-07-26 | 2008-03-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный технический университет" | Coaxial thermal tube engine |
RU2320879C1 (en) * | 2006-08-14 | 2008-03-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный технический университет" | Coaxial-face thermal tube engine |
RU2010115715A (en) * | 2010-04-20 | 2011-10-27 | Государственное образовательное учреждение высшего Профессионального образования "Юго-Западный государственный университет"(ЮЗ ГУ) (RU | HEAT PIPE SCREW SUPPLY |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012126937A (en) | 2014-01-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2320879C1 (en) | Coaxial-face thermal tube engine | |
US20110100020A1 (en) | Apparatus and method for turbine engine cooling | |
KR101183815B1 (en) | The structure of exhaust gas flow passage of engine in micro combined heat and power unit | |
RU2511781C2 (en) | Heat-pipe injection screw | |
JP2011530027A (en) | Combined cycle energy generation system | |
CN211903867U (en) | Waste heat discharge heat exchanger device using heat pipe as heat conducting element | |
CN104895617B (en) | Turbogenerator without flabellum | |
BR112020026709A2 (en) | METHOD AND DEVICE FOR CONVERTING THERMAL ENERGY | |
RU2320878C1 (en) | Coaxial thermal tube engine | |
RU2449134C2 (en) | Steam turbine multiheat-pipe plant | |
RU2379526C1 (en) | Coaxial multi-tube engine | |
CN109281808A (en) | A kind of energy-saving cooling system of wind-driven generator | |
RU2395006C1 (en) | Heat tube screw pump | |
CN211050933U (en) | Distillation still is used in sulfuryl chloride production | |
RU2428587C1 (en) | Heat-pipe centrifugal blower | |
RU2201562C2 (en) | Cavitation-type driving heat generator | |
RU2738748C1 (en) | Heat-pipe steam-turbine plant with conical furnace | |
SU553438A1 (en) | Heat transfer device | |
RU2632021C2 (en) | In-line heater of rotary type | |
RU2454549C1 (en) | Coaxial stepped multiple-heat-pipe engine | |
RU2371612C1 (en) | Heat-tube pump | |
RU2367872C1 (en) | Multipipe heat exchanger | |
RU2307988C1 (en) | Heat generator | |
RU2241907C1 (en) | Rotating regenerative air heater | |
RU106311U1 (en) | VACUUM VAPOR JET PUMP |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140628 |