RU2614306C1 - Vortex heat generator - Google Patents
Vortex heat generator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2614306C1 RU2614306C1 RU2016102734A RU2016102734A RU2614306C1 RU 2614306 C1 RU2614306 C1 RU 2614306C1 RU 2016102734 A RU2016102734 A RU 2016102734A RU 2016102734 A RU2016102734 A RU 2016102734A RU 2614306 C1 RU2614306 C1 RU 2614306C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pump
- confusers
- water
- cavitation
- heat generator
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24V—COLLECTION, PRODUCTION OR USE OF HEAT NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F24V99/00—Subject matter not provided for in other main groups of this subclass
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам для нагрева жидкостей путем создания потоковой гидродинамической кавитации в проточной жидкой среде. Устройство относится к теплоэнергетике и может применяться для обогрева жилых и производственных помещений, для горячего водоснабжения, приготовления эмульсий, суспензий, диспергирования различных материалов, обеззараживания жидкостей и жидких пищевых продуктов, для обеззараживания воды на очистных сооружениях, в плавательных бассейнах, улучшения качества дизельного и бензинового топлива, приготовления структурированной воды для рыборазводных заводов, замачивания семян и полива растений, а также для приготовления структурированной воды для сельскохозяйственных животных.The invention relates to devices for heating liquids by creating a flow of hydrodynamic cavitation in a flowing liquid medium. The device relates to a power system and can be used to heat residential and industrial premises, for hot water supply, preparation of emulsions, suspensions, dispersion of various materials, disinfection of liquids and liquid food products, for disinfection of water at treatment plants, in swimming pools, and to improve the quality of diesel and gasoline fuel, preparation of structured water for fish hatcheries, soaking seeds and watering plants, as well as for preparing structured th water for farm animals.
Известен теплогенератор для нагревания жидкости, содержащий корпус с отводящим трубопроводом, два сужающе-расширяющихся кавитационных насадка, сужающаяся-расширяющаяся части каждого из которых соединены цилиндрическим каналом, отличающийся тем, что кавитационные насадки установлены в корпусе осесимметрично и оппозитно расширяющимися частями с возможностью осевого перемещения (патент RU 2298741, опубл. 10.05.2007).Known heat generator for heating a liquid, comprising a housing with a discharge pipe, two tapering-expanding cavitation nozzles, tapering-expanding parts of each of which are connected by a cylindrical channel, characterized in that the cavitation nozzles are mounted in the housing axisymmetrically and opposite expanding parts with the possibility of axial movement (patent RU 2298741, published May 10, 2007).
Известен теплогенератор, содержащий корпус, имеющий профилированную проточную часть с цилиндрическим участком, соединенным с выходным патрубком, ускоритель движения, выполненный в виде циклона с тангенциальным сопловым закручивающим аппаратом, торцевая сторона циклона соединена с профилированной частью корпуса, а боковая через патрубок - с насосом, тормозные устройства, основное и дополнительное, расположенное в перепускном патрубке после зоны его соединения с циклоном, сообщающимся с входным концом байпасного трубопровода, выходной конец которого соединен с входным патрубком насоса, отличающийся тем, что соосно внутренней боковой поверхности цилиндрического участка установлены расположенные одна в другой две цилиндрические оболочки, боковые поверхности которых вместе с боковой поверхностью цилиндрического участка образуют два независимых кольцевых канала и цилиндрический канал, образованный внутренней боковой поверхностью внутренней оболочки, имеющей в направлении циклона профилированный сопловой участок, при этом цилиндрический и внутренний кольцевые каналы со стороны выходного патрубка закрыты крышкой, разделяющей внутреннюю полость цилиндрического участка на две независимые полости, одна из которых образована внутренним кольцевым и цилиндрическим каналами, а другая, сообщающаяся с выходным патрубком, - внешним кольцевым каналом, при этом основное тормозное устройство размещено в кольцевых каналах цилиндрического участка (патент RU 2272227, опубл.: 20.03.2006).A heat generator is known, comprising a housing having a profiled flow part with a cylindrical section connected to the outlet pipe, a motion accelerator made in the form of a cyclone with a tangential nozzle swirling device, the end side of the cyclone is connected to the shaped part of the housing, and the side through the pipe to the pump, brake devices, the main and additional, located in the bypass pipe after the zone of its connection with the cyclone in communication with the input end of the bypass pipe, output the end of which is connected to the inlet of the pump, characterized in that two cylindrical shells arranged one in the other are installed coaxially with the inner side surface of the cylindrical section, the side surfaces of which together with the side surface of the cylindrical section form two independent annular channels and a cylindrical channel formed by the inner side surface of the inner a shell having a profiled nozzle section in the direction of the cyclone, while the cylindrical and inner annular the shafts on the side of the outlet pipe are closed by a lid separating the inner cavity of the cylindrical section into two independent cavities, one of which is formed by the inner annular and cylindrical channels, and the other communicating with the outlet pipe by the outer ring channel, while the main brake device is placed in the annular channels cylindrical section (patent RU 2272227, publ.: 20.03.2006).
Известно гидравлическое кавитационное устройство, включающее корпус и размещенные в нем последовательно входной элемент, резонирующую полость, промежуточный патрубок, резонирующую полость, промежуточный патрубок, внезапно расширяющийся насадок Борда, отличающееся тем, что входной элемент выполнен в виде круглоцилиндрического насадка Вентури, кольцевая резонирующая полость - диаметром, равным 3 диаметрам входного элемента, и длиной, равной 3 диаметрам входного элемента, промежуточные патрубки выполнены аналогично входному элементу, вторая резонирующая камера по устройству аналогична первой и внезапно расширяющийся насадок - диаметром, равным 3 диаметрам входного элемента, и длиной, равной 5 диаметрам входного элемента (патент RU 2359763, опубл. 27.06.2009).A hydraulic cavitation device is known that includes a housing and an input element sequentially placed in it, a resonating cavity, an intermediate pipe, a resonating cavity, an intermediate pipe, a suddenly expanding Bord nozzle, characterized in that the input element is made in the form of a circular cylindrical Venturi nozzle, an annular resonating cavity with a diameter equal to 3 diameters of the input element, and a length equal to 3 diameters of the input element, the intermediate pipes are made similar to the input element, in The second resonating chamber is similar in structure to the first and suddenly expanding nozzles — with a diameter equal to 3 diameters of the input element and a length equal to 5 diameters of the input element (patent RU 2359763, published on June 27, 2009).
Гидравлическое кавитационное устройство включает корпус и размещенные в нем последовательно конфузоры и диффузоры в количестве от 2 до 14 штук, через которые проходит тело вращения, установленное с некоторым зазором, затем расположено тормозное устройство. Поток жидкости подается насосом в устройство, где ему придается вращение против часовой стрелки по направлению движения жидкости при помощи неподвижно установленных лопаточек, закрепленных на конфузорах. Жидкость, проходя зоны сужений и расширений, кавитирует и за счет этого нагревается. Также за счет кавитации происходит гомогенизация жидких смесей, разрушение длинных цепочек углеводородов в жидком топливе и растворение парафинов в дизельном топливе, за счет чего температура замерзания дизельного топлива снижается на 10 градусов по Цельсию. После тормозного устройства жидкость проходит через цилиндрическую часть устройства, где происходит смешение с жидкостью, проталкиваемой через устройство дополнительным циркуляционным насосом.The hydraulic cavitation device includes a housing and sequentially placed confusers and diffusers in an amount of from 2 to 14 pieces, through which a rotation body, installed with some clearance, passes, then a brake device is located. The fluid flow is pumped into the device where it is rotated counterclockwise in the direction of fluid movement using fixed blades mounted on confusers. The fluid, passing through the zones of narrowing and expansion, cavitates and due to this heats up. Cavitation also results in the homogenization of liquid mixtures, the destruction of long chains of hydrocarbons in liquid fuel and the dissolution of paraffins in diesel fuel, due to which the freezing point of diesel fuel is reduced by 10 degrees Celsius. After the braking device, the fluid passes through the cylindrical part of the device, where it is mixed with the fluid pushed through the device by an additional circulation pump.
Недостатком всех вышеописанных устройств является то, что они имеют сложность изготовления, им требуется настройка.The disadvantage of all of the above devices is that they have a manufacturing complexity, they need to be configured.
Известно устройство для нагрева жидкостей, содержащее электронасосный агрегат, теплогенератор, теплообменники, расширительный бачок, трубную разводку с запорной арматурой и автоматику управления электроприводом и тепловым режимом, причем входной и выходной патрубки насоса соединены между собой посредством трубопровода и образуют замкнутый рециркуляционный контур, в который встроен теплогенератор, подающий и обратный трубопроводы теплообменников присоединены через запорную арматуру к рециркуляционному контуру, а расширительный бачок присоединен посредством трубопровода к входному патрубку насоса, отличающееся тем, что теплогенератор выполнен в виде диффузорного насадка, создающего в результате кавитации интенсивное парообразование, отношение диаметров живого сечения выходного патрубка насоса к трубопроводу, подающему теплоноситель в теплообменники, равно или больше 2,5, а подающий и обратный трубопроводы присоединены соответственно к выходному и входному патрубкам насоса (патент RU 2153131, опубл.: 20.07.2000).A device for heating liquids is known that contains an electric pump unit, a heat generator, heat exchangers, an expansion tank, pipe wiring with shut-off valves and automatic control of the electric drive and thermal conditions, the pump inlet and outlet pipes being interconnected via a pipeline and form a closed recirculation circuit into which the heat generator, the supply and return pipes of the heat exchangers are connected through shut-off valves to the recirculation circuit, and the expansion pipe the chock is connected by means of a pipeline to the pump inlet, characterized in that the heat generator is made in the form of a diffuser nozzle, which creates intense vaporization as a result of cavitation, the ratio of the diameters of the living section of the pump outlet to the pipeline supplying the coolant to the heat exchangers is equal to or greater than 2.5, and the supply and return pipelines are connected respectively to the outlet and inlet nozzles of the pump (patent RU 2153131, publ.: 07.20.2000).
В этом аналоге (RU 2153131) кавитация достигается за счет прохождения через один диффузорный насадок. Это является недостатком аналога. В заявленном изобретении кавитация достигается несколькими насадками, что увеличивает эффективность устройства.In this analogue (RU 2153131), cavitation is achieved by passing through one diffuser nozzle. This is a disadvantage of the analogue. In the claimed invention, cavitation is achieved by several nozzles, which increases the efficiency of the device.
В аналоге кавитация также достигается за счет того, что центробежный насос прокачивает воду через диффузорный насадок, в котором она проходит через узкое сечение, где происходит парообразование. Это является недостатком данного аналога, так как центробежный насос не рассчитан на то, чтобы создавать большое давление. В этом случае насос работает с большой нагрузкой, электродвигатель нагревается выше допустимого предела, что может привести к его выходу из строя. Но это не единственный недостаток. При такой большой нагрузке на лопастях насоса происходит усиленный кавитационный износ, который резко сокращает как эффективность насоса, так и срок его службы.In the analogue, cavitation is also achieved due to the fact that the centrifugal pump pumps water through the diffuser nozzle, in which it passes through a narrow section where vaporization occurs. This is a disadvantage of this analogue, since the centrifugal pump is not designed to create high pressure. In this case, the pump operates with a heavy load, the electric motor heats up above the permissible limit, which can lead to its failure. But this is not the only drawback. With such a large load, increased cavitation wear occurs on the pump blades, which drastically reduces both pump efficiency and its service life.
Также недостатком аналога является конструкция самого диффузорного насадка с узким соплом. В случае кавитационного износа сопла эффективность кавитации резко снижается, что снижает эффективность всего теплогенератора. В этом случае требуется замена всего диффузорного насадка.Another disadvantage of the analogue is the design of the diffuser nozzle with a narrow nozzle. In the case of cavitation wear of the nozzle, the cavitation efficiency decreases sharply, which reduces the efficiency of the entire heat generator. In this case, replacement of the entire diffuser nozzle is required.
В заявленном нами изобретении этих недостатков нет, так как его работа основана на другом принципе. А именно (см. Фиг. 1) насос работаете максимальной мощностью, так как площадь кольцевого зазора между поверхностью обтекателя 4 и сужением конфузора 3 соответствует площади нагнетающего патрубка насоса. При такой нагрузке двигатель может работать в круглосуточном режиме без риска перегрева. Также работают лопасти насоса - в режиме, предусмотренном заводом-изготовителем. В кавитаторе, в случае кавитационного износа и увеличения зазора больше допустимого в зонах «б», «с», «д», «е» и «ж», нужный зазор легко восстанавливается следующим образом: нужно ослабить контрагайку 12 и вращением обтекателя 4 по резьбе 13 выставить нужный зазор, затем завернуть контрагайку 12.In our claimed invention, there are no such drawbacks, since its work is based on a different principle. Namely (see Fig. 1), the pump operates at maximum power, since the area of the annular gap between the surface of the
Недостатком аналога также является его маленькая мощность, а именно то, что он не может сразу выйти на рабочий режим и предварительно ему нужно «разогнаться», чтобы поднять температуру до рабочей, для этого вода при каждом пуске вначале движется по замкнутому рециркуляционному контуру при закрытой запорной арматуре, для которой предусмотрено автоматическое управление. При этом расходуется лишняя электроэнергия на привод насоса, что влечет за собой увеличение затрат на электроэнергию, снижение ресурса насоса и электродвигателя, увеличение времени нагрева и в целом снижение эффективности теплогенератора. В предлагаемом устройстве этот недостаток отсутствует, так как его мощность позволяет сразу же при включении принимать остывшую воду из системы отопления через патрубок 6 и тут же выдавать горячую воду в систему через патрубок 4. При этом не расходуется лишняя электроэнергия и ресурс насосного агрегата.The disadvantage of the analogue is also its small power, namely, that it cannot immediately go to operating mode and first it needs to “accelerate” in order to raise the temperature to working, for this, at each start-up, the water initially moves along a closed recirculation loop with the shut-off closed fittings for which automatic control is provided. In this case, excess energy is consumed on the pump drive, which entails an increase in the cost of electricity, a decrease in the resource of the pump and electric motor, an increase in the heating time and, in general, a decrease in the efficiency of the heat generator. In the proposed device, this drawback is absent, since its power allows you to immediately take in the cooled water from the heating system through the pipe 6 when turned on and immediately dispense hot water to the system through the
В аналоге отсутствует элементы, увеличивающие скорость движения жидкости, что имеет большое значение для нагрева жидкости. В предлагаемом устройстве эти недостатки отсутствуют. Задача решена путем установки наклонных лопаточек, придающих вращение жидкости и установке обтекателя в виде тела вращения, что дает прирост скорости движения жидкости примерно на 10%.In the analogue there are no elements that increase the speed of the fluid, which is of great importance for heating the fluid. In the proposed device, these shortcomings are absent. The problem was solved by installing inclined spatulas that impart fluid rotation and installing a fairing in the form of a body of revolution, which gives an increase in the fluid velocity by about 10%.
Также недостатком аналога является его низкая мощность. В описании патента приводится пример, что «В соответствии с сущностью изобретения был изготовлен образец устройства для нагрева жидкостей на базе центробежного насоса K 65-50-160. Устройство было испытано в режиме отопления помещения, состоящего из трех комнат с общим объемом 200 м3…». Данный насос комплектуется электродвигателем мощностью 5,5 кВт. Это является недостатком, так как существует методика определения мощности электропривода для кавитационных теплогенераторов, где для того, чтобы определить необходимую мощность, нужно объем помещения в метрах кубических разделить на 90. Если применить эту методику, то получится: 200:90=2,2 кВт. В предлагаемом устройстве этот недостаток отсутствует, так как для нагрева помещения объемом 200 м3 достаточно консольного центробежного насоса марки К 20/18 с электродвигателем 2,2 кВт. Наиболее близким аналогом является теплогенератор, содержащий снабженный цилиндрической частью корпус, в основании которого размещено тормозное устройство и блок ускорителей движения жидкости, отличающийся тем, что в нем дополнительно установлен по крайней мере еще один корпус с цилиндрической частью, причем цилиндрические части всех установленных корпусов выполнены в виде вихревых труб, соединенных с торцевой стороной блока ускорителей движения жидкости, выполненного в виде улитки, каждая из которых оснащена расположенной соосно осевой линии вихревой трубы ускорительной втулкой, нижний торец последней расположен в плоскости верхнего торца вихревой трубы, а верхний - в нижней плоскости верхнего коллектора, герметично установленного над блоком ускорителей движения (патент RU 2132517, опубл. 27.06.1999). Решение принято за прототип.Also a disadvantage of the analogue is its low power. In the patent description, an example is given that “In accordance with the essence of the invention, a sample of a device for heating liquids based on a centrifugal pump K 65-50-160 was manufactured. The device was tested in the heating mode of a room consisting of three rooms with a total volume of 200 m 3 ... ”. This pump is equipped with a 5.5 kW electric motor. This is a disadvantage, since there is a method for determining the power of an electric drive for cavitation heat generators, where in order to determine the required power, you need to divide the room volume in cubic meters by 90. If you apply this technique, you will get: 200: 90 = 2.2 kW . In the proposed device, this drawback is absent, since a console type centrifugal pump of grade K 20/18 with an electric motor of 2.2 kW is enough to heat a room with a volume of 200 m 3 . The closest analogue is a heat generator containing a housing provided with a cylindrical part, at the base of which there is a brake device and a block of fluid accelerators, characterized in that at least one more housing with a cylindrical part is additionally installed in it, and the cylindrical parts of all installed cases are made in in the form of vortex tubes connected to the end side of the block of accelerators of fluid motion, made in the form of a cochlea, each of which is equipped with located coaxially the left side of the vortex tube by the accelerator sleeve, the lower end of the latter is located in the plane of the upper end of the vortex tube, and the upper one is in the lower plane of the upper collector, hermetically mounted above the block of motion accelerators (patent RU 2132517, publ. 06.27.1999). The decision was made as a prototype.
В прототипе дополнительно установлен корпус с цилиндрической частью, причем цилиндрические части всех установленных корпусов выполнены в виде вихревых труб, соединенных с торцевой стороной блока ускорителей движения жидкости, выполненного в виде улитки, каждая из которых оснащена расположенной соосно осевой линии вихревой трубы ускорительной втулкой. Дополнительные корпуса снижают скорость течения жидкости, что способствует снижению КПД теплогенератора. В заявленном нами изобретении такой недостаток отсутствует, так как отсутствуют дополнительные корпуса. Теплогенератор состоит кавитатора, смесителя и насоса. Рабочая жидкость нагнетается насосом в кавитатор, из кавитатора через смеситель снова поступает в приемный патрубок насоса. Этим техническим решением достигается максимальная скорость течения жидкости и упрощение конструкции в сравнении с прототипом.In the prototype, a housing with a cylindrical part is additionally installed, and the cylindrical parts of all installed housings are made in the form of vortex tubes connected to the end side of the block of liquid accelerators, made in the form of a snail, each of which is equipped with an accelerator sleeve located coaxially to the axial line of the vortex tube. Additional bodies reduce the flow rate of the liquid, which helps to reduce the efficiency of the heat generator. In the claimed invention, such a drawback is absent, since there are no additional cases. The heat generator consists of a cavitator, mixer and pump. The working fluid is pumped into the cavitator by the pump, from the cavitator through the mixer again enters the pump inlet pipe. This technical solution achieves the maximum fluid flow rate and simplification of the design in comparison with the prototype.
В прототипе блок ускорителей движения жидкости выполнен в виде улиток, каждая из которых оснащена расположенной соосно осевой линии вихревой трубы ускорительной втулкой. В заявленном же изобретении эти элементы отсутствуют. Ускорение движения жидкости осуществляется дополнительным элементом - обтекателем, а также несколькими конфузорами, установленными каскадом, где жидкость, проходя через каждый конфузор, ступенчато увеличивает свою скорость.In the prototype, the block of fluid accelerators is made in the form of snails, each of which is equipped with an accelerator sleeve located coaxially to the axis line of the vortex tube. In the claimed invention, these elements are absent. Acceleration of fluid movement is carried out by an additional element - a fairing, as well as several confusers installed in a cascade, where the liquid, passing through each confuser, increases its speed stepwise.
В прототипе работа теплогенератора основана на периодических колебаниях жидкости, создаваемых лопатками насоса, которые образуют волновое движение, имеющее пучности и разрежения в продольном направлении. Так как напорная труба смещена относительно торцов глушителя в отношении 3/5, то волны после отражения от торцов глушителя встречаются пучностями, несущими основную энергию волны, в противофазе. Происходит гашение волны и выделение основной доли теплоты. Этот способ нагрева имеет существенный недостаток, так как он требует очень точной настройки каждого образца теплогенератора. А так как насосы даже одного завода-изготовителя имеют разные технические характеристики, то каждый теплогенератор необходимо настраивать на конкретный насос. Но даже при идеальной первоначальной настройке в процессе работы и воздействия кавитации на рабочие лопасти насоса его технические характеристики меняются и поэтому эффект нагрева может пропасть.In the prototype, the operation of the heat generator is based on periodic oscillations of the fluid created by the pump blades, which form a wave motion having antinodes and rarefactions in the longitudinal direction. Since the pressure pipe is displaced relative to the ends of the silencer in a ratio of 3/5, the waves after reflection from the ends of the silencer are met by antinodes that carry the main wave energy in antiphase. The wave is damped and the main part of the heat is released. This heating method has a significant drawback, since it requires a very precise adjustment of each sample of the heat generator. And since the pumps of even one manufacturer have different technical characteristics, each heat generator must be tuned to a specific pump. But even with an ideal initial setting during operation and the effect of cavitation on the working blades of the pump, its technical characteristics change and therefore the heating effect may disappear.
В заявленном изобретении такой недостаток отсутствует, так как основан совершенно на другом принципе. Причем теплогенератор будет генерировать тепло даже в том случае, если его укомплектовать насосом, мощность которого в 2 раза меньше расчетной. В этом случае количество производимой им тепловой энергии также снизится в 2 раза, но и потребление электроэнергии также сократится вдвое.In the claimed invention, such a disadvantage is absent, as it is based on a completely different principle. Moreover, the heat generator will generate heat even if it is equipped with a pump whose power is 2 times less than the calculated one. In this case, the amount of thermal energy produced by it will also decrease by 2 times, but the energy consumption will also be halved.
В прототипе также есть много лишних элементов, усложняющих конструкцию:The prototype also has a lot of extra elements that complicate the design:
- каждый инжекционный патрубок состоит из соосно установленных и жестко соединенных между собой коноидального насадка с цилиндрической частью, дросселя, вихревого патрубка с размещенным внутри него завихрителем;- each injection nozzle consists of a coaxially mounted and rigidly interconnected conoidal nozzle with a cylindrical part, a throttle, a vortex nozzle with a swirl placed inside it;
- к сетевому насосу присоединен напорный трубопровод, на противоположном конце которого установлен глушитель, один выход которого соединен верхним трубопроводом с верхнем коллектором,- a pressure pipe is connected to the network pump, at the opposite end of which a silencer is installed, one outlet of which is connected by the upper pipe to the upper collector,
- другие выходы через инжекционные патрубки - с блоком ускорителей движения жидкости, причем каждый выходной патрубок вихревой трубы теплогенератора сообщается с нижним коллектором.- other exits through injection nozzles - with a block of accelerators for the movement of liquid, with each outlet nozzle of the vortex tube of the heat generator communicating with the lower collector.
В заявленном изобретении такие элементы отсутствуют, а для завихрения жидкости применено другое техническое решение - к каждому конфузору на входе приварены под наклоном лопаточки (на эскизе не показано), которые придают жидкости вращательное движение.In the claimed invention, such elements are absent, and another technical solution was used to swirl the liquid - a spatula (not shown in the sketch) is welded to each confuser at the inlet, which gives the fluid a rotational movement.
Техническим результатом изобретения является повышение плотности кавитации в непрерывном потоке жидкости или суспензии, вынос процесса «схлопывания» кавитационных пузырьков в зону торможения, где не происходит разрушение рабочих поверхностей, упрощение конструкции устройства, долговечность устройства и простота работы с ним.The technical result of the invention is to increase the density of cavitation in a continuous flow of liquid or suspension, the removal of the process of "collapse" of cavitation bubbles in the braking zone, where there is no destruction of the working surfaces, simplifying the design of the device, the durability of the device and ease of use.
Указанный технический результат достигается за счет того, что заявлен кавитационный теплогенератор, содержащий смеситель и насос, причем кавитатор состоит из корпуса, который закреплен фланцами к насосу и к смесителю, отличающийся тем, что внутри корпуса кавитатора расположены приваренные к нему конфузоры и диффузор, через которые проходит обтекатель, выполненный из цельного металла и закрепленный к корпусу, причем обтекатель установлен таким образом, чтобы между ним и всеми конфузорами кроме последнего по ходу движения воды оставался зазор, который расположен в верхней части обтекателя, а последний по ходу движения воды конфузор имеет кольцевой зазор между поверхностью обтекателя и сужением конфузора, где площадь кольцевого зазора соответствует площади нагнетающего патрубка насоса.The indicated technical result is achieved due to the fact that a cavitation heat generator comprising a mixer and a pump is claimed, and the cavitator consists of a housing that is flanged to the pump and to the mixer, characterized in that confusers and a diffuser are welded to it inside the cavitator housing, through which there is a fairing made of solid metal and fixed to the body, and the fairing is installed so that between it and all confusers except the last water left the gap, which is located in the upper part of the fairing, and the last confuser in the direction of flow of water has an annular gap between the surface of the fairing and the narrowing of the confuser, where the area of the annular gap corresponds to the area of the pump discharge pipe.
Предпочтительно, положение обтекателя выполнено с возможностью смещения посредством регулировки резьбового соединения и стопорения контргайкой.Preferably, the position of the fairing is biased by adjusting the threaded joint and locking with a lock nut.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
На Фиг. 1 показано устройство кавитатора.In FIG. 1 shows a cavitator device.
На Фиг. 2 показано устройство теплогенератора.In FIG. 2 shows a heat generator device.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Теплогенератор (см. Фиг. 2) состоит кавитатора 16, смесителя 18 и насоса 14. Кавитатор (см. Фиг. 1) состоит из корпуса 2, который крепится фланцами 1 к насосу 14 и к смесителю 18. Внутри корпуса расположены приваренные к нему конфузоры 3, 6, 7, 8, 9, 10 и диффузор 5, через которые проходит обтекатель 4, выточенный из сплошного куска металла и который крепится к корпусу посредством планки 11. Положение обтекателя 4 регулируется резьбовым соединением 13 и стопорится контрогайкой 12. Обтекатель устанавливается таким образом, чтобы между ним и конфузорами 6, 7, 8, 9 и 10 оставался зазор, который расположен в верхней части обтекателя 4. Последний по ходу движения воды конфузор 3 имеет кольцевой зазор между поверхностью обтекателя 4 и сужением конфузора 3, где площадь кольцевого зазора соответствует площади нагнетающего патрубка насоса. Величина зазора зависит от плотности рабочей жидкости. Кавитатор работает следующим образом (см. Фиг. 2). Насос 14 под действием электродвигателя 15 нагнетает в кавитатор 16 жидкость холодной воды из входного патрубка 19, которая поступает в конфузор 3. Диаметр сужения конфузора меньше его широкой части в 2 раза. Поэтому скорость потока жидкости при прохождении сужения в зоне «а» возрастет в два раза. Далее жидкость проходит зону «g», где посредством диффузора 5 создается область разрежения, что увеличивает скорость потока еще в 2 раза. Другими словами, скорость начального потока, создаваемого насосом, увеличивается в 4 раза.The heat generator (see Fig. 2) consists of a
Далее поток жидкости, формируемый конфузором 3, создает разрежение в зоне «b», куда устремляется поток жидкости, поступивший в конфузор 6. Этот поток входит в конфузор 6 с той же скоростью, с какой его «тянет» за собой основной поток, прошедший через конфузор 3. Но, проходя через область сужения в зоне «b», поток увеличивает свою скорость в 2 раза.Further, the fluid flow generated by
Далее, жидкость, проходя очередную «ступень» в виде конфузора, увеличивает свою скорость в 2 раза. Исходя из этого следует, что скорость жидкости при прохождении 6-й «ступени», увеличит свою скорость в 128 раз. Если начальная скорость жидкости, создаваемая насосом, равна 3 м/с, то при прохождении последней «ступени», создаваемой конфузором 10, ее скорость будет равна 384 м/с, что превышает скорость звука на воздухе. Известно, что вращение потока жидкости увеличивает его скорость примерно на 5%. Для увеличения скорости потока конфузоры приварены под наклоном лопаточки, придающие потоку жидкости вращение по спирали. Также известно, что если в поток жидкости поместить обтекатель в виде тела вращения, скорость потока возрастет на 5%. Следовательно, к скорости движения жидкости, создаваемой конструкцией и расположением конфузоров, нужно добавить еще 10%.Further, the liquid, passing the next "step" in the form of a confuser, increases its speed by 2 times. Proceeding from this, it follows that the speed of the liquid during the passage of the 6th “stage” will increase its speed by 128 times. If the initial velocity of the fluid created by the pump is 3 m / s, then when passing the last “step” created by
В жидкости, движущейся со сверхзвуковой скоростью, возникает интенсивная кавитация, которая приводит к эффективному нагреву рабочего тела. Чем больше в устройстве «ступеней», тем выше его эффективность.Intensive cavitation occurs in a fluid moving at supersonic speed, which leads to efficient heating of the working fluid. The more “steps” in the device, the higher its efficiency.
На выходе из теплогенератора выдается горячая вода через выходной патрубок 17.At the outlet of the heat generator, hot water is supplied through the
Теплогенератор осуществляет нагрев теплоносителя без сжигания топлива, только за счет движения воды.The heat generator carries out heating of the heat carrier without burning fuel, only due to the movement of water.
При прокачивании через устройство вода приобретает кластерную структуру.When pumping through the device, water acquires a cluster structure.
При прокачивании через устройство соляра снижается температура замерзания топлива на 10 градусов по Цельсию, разрушаются длинные цепочки углеводородов, разрушается несгораемый остаток (без добавления присадок); при прокачивании через устройство бензина разрушаются длинные цепочки углеводородов, разрушается несгораемый остаток (без добавления присадок).When pumping through a solarium device, the freezing temperature of the fuel decreases by 10 degrees Celsius, long chains of hydrocarbons are destroyed, the fireproof residue is destroyed (without adding additives); when pumping gasoline through a device, long chains of hydrocarbons are destroyed, a non-combustible residue is destroyed (without adding additives).
Процесс нагрева. В устройстве по кругу циркулирует теплоноситель при помощи консольного или подобного насоса. При прохождении через области сужения и расширения в теплоносителе возникает кавитация, за счет чего и осуществляется нагрев. Через тело устройства дополнительным циркуляционным насосом прокачивается теплоноситель из системы отопления. Например, в теплогенераторе мощностью 37 кВт при прокачивании через него теплоносителя в количестве 1,8 м3/ч, разница температур между поступающей и выходящей жидкостью составляет 17-20 градусов по Цельсию.Heating process. In the device, the coolant circulates in a circle using a console or similar pump. When passing through the areas of narrowing and expansion, cavitation occurs in the coolant, due to which heating is carried out. An additional circulation pump pumps the coolant from the heating system through the body of the device. For example, in a heat generator with a capacity of 37 kW when pumping coolant through it in an amount of 1.8 m 3 / h, the temperature difference between the incoming and outgoing liquid is 17-20 degrees Celsius.
Процесс структурирования воды. В устройстве по кругу циркулирует вода при помощи консольного или подобного насоса. При прохождении через области сужения и расширения в воде возникает кавитация и завихрения, за счет чего и осуществляется структуризация. Через тело устройства дополнительным циркуляционным насосом прокачивается вода из системы водоснабжения. Можно прокачивать воду не по кругу, а на потоке, через прямой участок устройства, содержащий кавитатор. В этом случае дополнительный циркуляционный насос не требуется.The process of structuring water. In the device, water circulates in a circle using a cantilever or similar pump. When passing through the areas of narrowing and expansion in water, cavitation and turbulence occur, due to which structuring is carried out. An additional circulation pump pumps water through the device’s body from the water supply system. You can pump water not in a circle, but in a stream, through a straight section of the device containing a cavitator. In this case, an additional circulation pump is not required.
Процесс гомогенизации. В устройстве по кругу циркулирует дизельное топливо или бензин при помощи консольного или подобного насоса. При прохождении через области сужения и расширения в топливе возникает кавитация, за счет чего и осуществляется гомогенизация. Через тело устройства дополнительным циркуляционным насосом прокачивается топливо из танка. Можно прокачивать топливо не по кругу, а на потоке, через прямой участок устройства, содержащий кавитатор. В этом случае дополнительный циркуляционный насос не требуется.Homogenization process. Diesel or gasoline circulates in the device in a circle using a console or similar pump. When passing through the areas of narrowing and expansion in the fuel, cavitation occurs, due to which homogenization is carried out. Through the body of the device, an additional circulation pump pumps fuel from the tank. It is possible to pump fuel not in a circle, but in a stream, through a straight section of the device containing a cavitator. In this case, an additional circulation pump is not required.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016102734A RU2614306C1 (en) | 2016-01-27 | 2016-01-27 | Vortex heat generator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016102734A RU2614306C1 (en) | 2016-01-27 | 2016-01-27 | Vortex heat generator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2614306C1 true RU2614306C1 (en) | 2017-03-24 |
Family
ID=58453234
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016102734A RU2614306C1 (en) | 2016-01-27 | 2016-01-27 | Vortex heat generator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2614306C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2132517C1 (en) * | 1997-08-20 | 1999-06-27 | Мустафаев Рафаэль Измайлович | Heat generator and device for heating liquid |
| RU45301U1 (en) * | 2005-02-17 | 2005-05-10 | Дворников Виктор Миронович | HYDRODYNAMIC REACTOR |
| US20100103768A1 (en) * | 2008-10-27 | 2010-04-29 | Cavitation Technologies, Inc. | Cavitation generator |
| RU2568467C1 (en) * | 2014-10-22 | 2015-11-20 | Виктор Петрович Родионов | V. rodionov's cavitator |
-
2016
- 2016-01-27 RU RU2016102734A patent/RU2614306C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2132517C1 (en) * | 1997-08-20 | 1999-06-27 | Мустафаев Рафаэль Измайлович | Heat generator and device for heating liquid |
| RU45301U1 (en) * | 2005-02-17 | 2005-05-10 | Дворников Виктор Миронович | HYDRODYNAMIC REACTOR |
| US20100103768A1 (en) * | 2008-10-27 | 2010-04-29 | Cavitation Technologies, Inc. | Cavitation generator |
| RU2568467C1 (en) * | 2014-10-22 | 2015-11-20 | Виктор Петрович Родионов | V. rodionov's cavitator |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8461706B2 (en) | Flow development and cogeneration chamber | |
| AU2015284297B2 (en) | An apparatus, system and method for utilizing thermal energy | |
| US20030147303A1 (en) | Cavitation mixer | |
| TW201224376A (en) | Apparatus and method for utilizing thermal energy | |
| US10184229B2 (en) | Apparatus, system and method for utilizing thermal energy | |
| EP3273174B1 (en) | Liquid heating device | |
| JP2020514671A (en) | Method and device for heating and cleaning liquids | |
| RU2614306C1 (en) | Vortex heat generator | |
| RU2132517C1 (en) | Heat generator and device for heating liquid | |
| RU2207449C2 (en) | Device for acting onto flow of fluid medium | |
| RU2585029C2 (en) | Mixer | |
| RU2633725C1 (en) | Method and device for producing steam | |
| WO2017200414A1 (en) | Method and device for producing steam | |
| RU2658448C1 (en) | Multistage cavitation heat generator (embodiments) | |
| RU172559U1 (en) | DEVICE FOR MIXING LIQUIDS IN RESERVOIRS | |
| RU2231004C1 (en) | Rotary cavitation pump-heat generator | |
| RU84256U1 (en) | HYDRODYNAMIC CAVITATION REACTOR | |
| RU2357162C1 (en) | Cavitation-vortex energy converter | |
| RU123119U1 (en) | DEVICE FOR THE PRODUCTION OF HEAT ENERGY | |
| RU2279018C1 (en) | Vortex type heat generator of hydraulic system | |
| RU2398638C1 (en) | Vortex cavitation device | |
| RU2135903C1 (en) | Plant for heating liquids and heat generator | |
| ES2951833T3 (en) | Cavitation procedure for water-in-fuel emulsions | |
| RU2415350C1 (en) | Cavitation-vortex heat generator | |
| RU2338130C2 (en) | Toroidal heat-generator |