RU28759U1 - Теплогенератор и модуль для нагрева жидкости - Google Patents

Description

ТЕПЛОГЕНЕРАТОР И МОДУЛЬ ДЛЯ НАГРЕВА ЖИДКОСТИ

Полезная модель относится к теплотехнике и может быть использована в системах отопления зданий, подогрева воды для производственных и бытовых нужд.

Известен теплогенератор и устройство для нагрева жидкости 1, содержащее теплогенератор, рабочий сетевой насос с электроприводом, подающий и обратный трубопроводы с запорными вентилями, обеспечивающими взаимосвязь теплообменников с теплогенератором, имеющим блок ускорителей движения жидкости в виде улиток. С боковой стороной блока ускорителей движения жидкости соединены инжекционные патрубки, каждый из которых состоит из соосно установленных и жестко соединенных между собой коноидального насадка с цилиндрической частью, дросселя и вихревого патрубка с размещенным внутри него завихрителем. Завихритель выполнен в виде шнека с переменным шагом, уменьшение которого направлено в сторону цилиндрической части коноидального насадка, а направление винтовой линии завихрителя совпадает с направлением входной части улитки. К сетевому насосу присоединен напорный трубопровод, на противоположном конце которого установлен глушитель, один конец которого соединен верхним трубопроводом с верхним коллектором, а другие выходы через инжекционные патрубки - с блоком ускорителей движения жидкости. Каждый выходной патрубок вихревых труб сообщается с нижним коллектором, торец которого через фланец и задвижку соединен с подающим трубопроводом, а боковая сторона коллектора соединена с входным отверстием насоса трубой с размещенной в ней заслонкой, за которой установлен боковой отвод с фланцем и задвижкой, соединенный с обратным трубопроводом.

Недостатками устройств подобного типа для нагрева жидкости являются:

неоправданные потери кинетической энергии движущейся жидкости в глушителе, основное назначение которого - уменьшить уровень шума. В замкнутых системах, когда рабочее тело (движущаяся жидкость) не покидают ее, как, например, отработанные газы двигателя внутреннего сгорания, которые из-за большой скорости на выходе создают шум и по причине чего ставится глушитель, замедляющий скорость газов и

F 24 Н 3/02

гасящий шум, установка глушителя не изменяет уровень шума. В таких случаях целесообразно изолировать сам источник шума; использование принципа многоканальной организации движения жидкости по разветвленной схеме влечет за собой увеличение сил трения, и, следовательно, потерю кинетической энергии движущейся жидкости. Учитывая, что основная часть тепловой энергии является результатом резкого изменения скорости движения жидкости и давления, такое решение является нерациональным.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является теплогенератор 2, позволяющий генерировать тепловую энергию путем изменения давления и скорости рабочей среды, в качестве которой используется вода. Теплогенератор имеет цилиндрический корпус, в котором установлен ускоритель движения жидкости, выполненный в виде циклона, торцевая сторона которого соединена с цилиндрической частью корпуса. В основании цилиндрической части, противолежащей циклону, смонтировано тормозное устройство, за которым установлено дно с выходным отверстием, сообщающимся с выходным патрубком, соединенным с циклоном с помощью перепускного патрубка, причем соединение выполнено на торце циклона, противолежащем цилиндрической части корпуса и соосно последнему. Тормозное устройство выполнено по меньшей мере из двух радиально расположенных ребер, закрепленных на центральной втулке. В перепускном патрубке ниже зоны его соединения с циклоном установлено дополнительное тормозное устройство. Отношение диаметра цилиндрической части корпуса и выходного отверстия инжекционного патрубка равно или больше 2.

Недостатком такого теплогенератора является недостаточная эффективность генерирования тепловой энергии путем изменения давления и скорости рабочей среды, в качестве которой используется вода.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является устройство для нагрева жидкостей 2, которое содержит теплогенератор, рабочий сетевой насос с электроприводом, соединенный с корпусом теплогенератора, подающий и обратный трубопроводы с запорными вентилями, обеспечивающими взаимосвязь теплогенератора с теплообменниками, ускоритель движения жидкости, который связан с насосом посредством инжекционного патрубка, соединенного с боковой стороной ускорителя движения жидкости, причем выходное отверстие инжекционного патрубка выполнено по форме параллелограмма.

Недостатком такого устройства для нагрева жидкостей является недостаточная эффективность генерирования тепловой энергии и большой уровень шума.

Целью предлагаемой полезной модели является повышение эффективности нагрева жидкости без увеличения затрачиваемой энергии.

Достигается поставленная цель тем, что в теплогенераторе, имеющем цилиндрический корпус, в котором установлен ускоритель движения жидкости, выполненный в виде циклона, торцевая сторона которого соединена с цилиндрической частью корпуса, а в основании цилиндрической части, противолежащей циклону, смонтировано тормозное устройство, выполненное в виде радиально расположенных пластин, закрепленных на центральной втулке,

за которым установлено дно с выходным отверстием, сообщающимся с выходным патрубком, а отношение диаметра цилиндрической части корпуса и выходного отверстия инжекционного патрубка равно или более 2, центральная втулка тормозного устройства, один конец которой со стороны противоположной ускорителю движения жидкости заглушен, имеет сквозные отверстия на боковой поверхности, дно с выходным отверстием выполнено конусообразным, большим основанием соединенным с цилиндрической частью корпуса, а на внутренней поверхности конусообразного дна дополнительно закреплены радиально расположенные винтообразные пластины, направление винтовой линии которых совпадает с направлением спиралеобразных жидкостных каналов ускорителя движения жидкости.

Конструктивное выполнение втулки с заглушенным концом со стороны противоположной ускорителю движения жидкости и со сквозными отверстиями на боковой поверхности позволяет вывести холодную составляющую водяного потока и направить ее на повторный нагрев. Дополнительные винтообразные пластины на внутренней поверхности конусообразного дна способствуют закручиванию водяного потока по оси своего движения.

Модуль для нагрева жидкости, содержащий два теплогенератора, рабочий сетевой насос с электроприводом, соединенным с корпусами теплогенераторов, подающий и обратный трубопроводы с запорными вентилями, обеспечивающими взаимосвязь теплогенераторов с теплообменниками, ускорители движения жидкости, которые связаны с насосом посредством инжекционных патрубков, соединенных с боковыми сторонами ускорителей движения жидкости, причем выходные отверстия инжекционных патрубков выполнены по форме параллелограмма, снабжен цилиндрическим смесителем, при этом выходные патрубки теплогенераторов соединены с противоположными торцами цилиндрического смесителя, а концы центральных втулок тормозных устройств, пропущенные через ускорители движения жидкости, соединены со всасывающей магистралью сетевого насоса.

Такое конструктивное исполнение модуля для нагрева жидкости, содержащего два теплогенератора, выходные патрубки которых соединены с противоположными торцами цилиндрического смесителя, способствует гашению скорости водяных потоков за счет встречного их движения и, как следствие, дополнительному тепловыделению.

На фиг. 1 изображены два теплогенератора и модуль для нагрева жидкости, на фиг. 2 - принципиальная схема устройства.

Каждый теплогенератор содержит ускоритель движения жидкости 1, торцевая сторона которого со стороны выхода закрученного потока жидкости соединена с цилиндрической частью корпуса 2. В основании цилиндрической части корпуса 2, противолежащем ускорителю движения жидкости 1, установлено конусообразное дно 3, на внутренней поверхности которого расположены радиальные винтообразные пластины 4, направление винтовой линии которых совпадает с направлением вращения потока жидкости в цилиндрической части корпуса 2. Внутри цилиндрической части корпуса 2 смонтировано тормозное устройство, состоящее из нескольких радиально расположенных пластин 5,закрепленных на центральной втулке 6, один конец

которой заглушен, а второй пропущен через ускоритель движения жидкости, причем боковая поверхность втулки имеет сквозные отверстия.

Модуль для нагрева жидкости содержит два теплогенератора, электрический сетевой насос 7, соединенный нагнетательным трубопроводом с инжекционным патрубком 8, который своим выходным отверстием в виде параллелограмма соединен с боковой стороной ускорителя движения жидкости 1. Выходной патрубок 9 теплогенератора соединен с цилиндрическим смесителем 10, имеющим наружный патрубок 11, оснащенный вентилем 12, который соединен с магистралью нагнетания 13 теплообменников 14. Обратная магистраль 15 теплообменников через запорный вентиль 16 соединена с входным патрубком электрического сетевого насоса 7. Вентиль 17 и магистраль 18 служат для прогрева жидкости при закрытом вентиле 12. Вентили 19 служат для отвода холодного потока жидкости из теплогенераторов и подачи его во всасывающую магистраль электрического сетевого насоса.

Работает теплогенератор и модуль для нагрева жидкости следующим образом.

При включении в работу электрического сетевого насоса 7 жидкость по нагнетательному трубопроводу через инжекционный патрубок 8 под давлением 4-6 атмосфер попадает в ускоритель движения жидкости 1, имеющий по контуру вид спирали. Здесь происходит приращение кинетической энергии жидкости, после чего поток жидкости попадает в цилиндрическую часть корпуса 2, диаметр которой значительно больше сечения выходного отверстия инжекционного патрубка 8. При выходе потока жидкости из ускорителя движения 1 происходит резкое падение давления, которое приводит к росту температуры жидкости. Уже частично нагретая жидкость, имеющая поступательно-вращательной движение, попадает в тормозное устройство, где за счет радиально расположенных пластин 5 происходит дальнейшее уменьшение кинетической энергии жидкости, что соответственно приводит к увеличению температуры жидкости. Одновременно посредством сквозных отверстий на боковой поверхности центральной втулки 6 и подсоса, создаваемого электрическим сетевым насосом 7 посредством вентиля 19, происходит отвод охлажденного потока жидкости, образованного при разделении жидкости на горячую и холодную части после прохождения потока жидкости по ускорителю движения и выхода его в цилиндрическую часть корпуса 2. При этом холодная составляющая концентрируется ближе к оси вращения (эффект Ранке).

После прохождения тормозного устройства нагретый поток жидкости проходит между радиально расположенными винтообразными пластинами 4 конусообразного дна 3 и получает вращательное движение, при этом направление вращения жидкости в теплогенераторах, создаваемое ускорителями движения жидкости 1 совпадает, поэтому два потока жидкости поступают в цилиндрический смеситель 10 навстречу друг другу и с противоположным направлением вращения. В смесителе 10 два встречных потока окончательно гасят свою скорость, достигая наивысшей температуры, после чего через наружный патрубок 11, соединенный с вентилем 12, горячий поток жидкости поступает в нагнетательную магистраль 13 теплообменников 14. После прохождения теплообменников, охлажденный поток жидкости по

обратной магистрали 15 и через вентиль 16 поступает во всасывающую магистраль электрического сетевого насоса 7. Вентиль 17 и магистраль 18 служат для прогрева жидкости при закрытом вентиле 12. Вентиль 19 и магистраль 20 служат для отвода холодного потока жидкости из теплогенератора и подачи его во всасывающую магистраль электрического сетевого насоса 7.

Основным преимуществом предлагаемого теплогенератора и модуля для нагрева жидкости является эффективное торможение двух встречных потоков жидкости в цилиндрическом смесителе, что позволяет достичь большей по сравнению с прототипом температуры потока жидкости на выходе в нагнетательную магистраль.

№&№№ ФОРМУЛА ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ.

1. Теплогенератор, имеющий цилиндрический корпус, в котором установлен ускоритель движения жидкости, выполненный в виде циклона, торцевая сторона которого соединена с цилиндрической частью корпуса, а в основании цилиндрической части, противолежащей циклону, смонтировано тормозное устройство, выполненное в виде радиально расположенных пластин, закрепленных на центральной втулке, за которым установлено дно с выходным отверстием, сообщающимся с выходным патрубком, а отношение диаметра цилиндрической части корпуса и выходного отверстия инжекционного патрубка равно или более 2, отличающийся тем, что центральная втулка тормозного устройства, один конец которой со стороны противоположной ускорителю движения жидкости заглушен, имеет сквозные отверстия на боковой поверхности, дно с выходным отверстием выполнено конусообразным, большим основанием соединенным с цилиндрической частью корпуса, а на внутренней поверхности конусообразного дна дополнительно закреплены радиально расположенные винтообразные пластины, направление винтовой линии которых совпадает с направлением спиралеобразных жидкостных каналов ускорителя движения жидкости.

2.Модуль для нагрева жидкости, содержащий два теплогенератора, рабочий сетевой насос с электроприводом, соединенным с корпусами теплогенераторов, подающий и обратный трубопроводы с запорными вентилями, обеспечивающими взаимосвязь теплогенераторов с теплообменниками, ускорители движения жидкости, которые связаны с насосом посредством инжекционных патрубков, соединенных с боковыми сторонами ускорителей движения жидкости, причем выходные отверстия инжекционных патрубков выполнены по форме параллелограмма, отличающийся тем, что он снабжен цилиндрическим смесителем, при этом выходные патрубки теплогенераторов соединены с противоположными торцами цилиндрического смесителя, а концы центральных втулок тормозных устройств, пропущенные через ускорители движения жидкости, соединены со всасывающей магистралью сетевого насоса.

Источники информации:

1.Патент РФ № 2132517 «Теплогенератор и устройство для нагрева жидкости

2.Патент РФ № 2045715 «Теплогенератор и устройство для нагрева жидкостей (прототип).

Авторы:

,БеззубовА.В.

кьяненко Л.Ю. Мещеряков Н.И. Портнягин Н.Н.

Claims (2)

1. Теплогенератор, имеющий цилиндрический корпус, в котором установлен ускоритель движения жидкости, выполненный в виде циклона, торцевая сторона которого соединена с цилиндрической частью корпуса, а в основании цилиндрической части, противолежащей циклону, смонтировано тормозное устройство, выполненное в виде радиально расположенных пластин, закрепленных на центральной втулке, за которым установлено дно с выходным отверстием, сообщающимся с выходным патрубком, а отношение диаметра цилиндрической части корпуса и выходного отверстия инжекционного патрубка равно или более 2, отличающийся тем, что центральная втулка тормозного устройства, один конец которой со стороны противоположной ускорителю движения жидкости заглушен, имеет сквозные отверстия на боковой поверхности, дно с выходным отверстием выполнено конусообразным, большим основанием соединенным с цилиндрической частью корпуса, а на внутренней поверхности конусообразного дна дополнительно закреплены радиально расположенные винтообразные пластины, направление винтовой линии которых совпадает с направлением спиралеобразных жидкостных каналов ускорителя движения жидкости.

2. Модуль для нагрева жидкости, содержащий два теплогенератора, рабочий сетевой насос с электроприводом, соединенным с корпусами теплогенераторов, подающий и обратный трубопроводы с запорными вентилями, обеспечивающими взаимосвязь теплогенераторов с теплообменниками, ускорители движения жидкости, которые связаны с насосом посредством инжекционных патрубков, соединенных с боковыми сторонами ускорителей движения жидкости, причем выходные отверстия инжекционных патрубков выполнены по форме параллелограмма, отличающийся тем, что он снабжен цилиндрическим смесителем, при этом выходные патрубки теплогенераторов соединены с противоположными торцами цилиндрического смесителя, а концы центральных втулок тормозных устройств, пропущенные через ускорители движения жидкости, соединены со всасывающей магистралью сетевого насоса.