RU29127U1 - Кавитационно-вихревой теплогенератор - Google Patents

Description

2002126114 КАВРГГАЦИОННО - ВИХРЕВОЙ ТЕПЛОГЕБЕРАТОР

Полезная модель относится к теплоэнергетике и может быть использована в устройствах для нагрева юедкости, применяемых преимущественно для различных систем отопления зданий и сооружений.

Из уровня техники известны конструкЩ1и теплогенераторов большой мощности, применяемых, например, при централизованной форме снабжения теплоемких промышленных технологий и гражданских зданий и сооружений.

В настоящее время в качестве теплогенераторов все шире применяются тепловые насосы. При работе в этих устройствах осуществляется обратный цикл, т. е. происходит поглощение теплоты из окружаюей среды с последующей передачей ее телу с более высокой температурой.

Известны устройства тепловых насосов, использующих изменения физико-механических параметров среды, в частности давления и объема, для получения тепловой энергии.

Известен теплогенератор и устройство для нагрева жидкости, защищенный патентом РФ N 2045715 (опубликован 10.10.1995), включающей корпус с цилиндрической частью, ускоритель движения шедкости, выполненный в виде циклона, торцевая сторона которого соединена с цилиндрической частью корпуса. В основании цилиндрической части, противолежащей циклону, смонтировано тормозной устройство.

F24J3/OU F25B30/00

PIsBecTHb роторный насос-теплогенератор, запщщенньй патентом РФ N 2159901 (опубликован 27.11.2000) и насос-теплогенератор, защищенный патентом РФ N 2160417 (опубликован 10.12. 2000), имеющие полый корпус с всасывающим патрубком для подвода нагреваемой жидкости и нагнетательным патрубком для отвода нагретой жидкости, расположенные внутри корпуса ротор в виде центробежного колеса с отверстиями по периферии и статор с отверстиями, установленный коаксиально ротору.

За прототип заявляемой полезной модели выбрано устройство для нагревания жидкости с помощью механических воздействий (заявка на выдачу патента РФ N 99106668/06, F 24 J 3/00, опубликована 2001.01.10), включающее корпус, имеющий впускное отверстие, служащее для поступления жидкости в корпус и выпускное отверстие, служащее для выпуска жидкости из корпуса; колесо, установленное с возможностью вращения и приспособленное для вращения, состоящее из диска, имеющего периферическую кольцевую стенку в виде полого цилиндра, прикрепленную к наружной окружности диска, в поверхности цилиндра имеется множество выпускных отверстий, расположенных на определенном расстоянии друг от друга по окружности и статор, включающий концентрическую поверхность в форме полого цилиндра со множеством выпускных отверстий, расположенных на равном расстояниии друг от друга по окружности цилиндра, прикрепленного к корпусу и расположенному концентрически относительно цилиндра колеса, образуя кольцеобразную камеру, выпускные отверстия статора сообщаются с выпускным отверстием корпуса.

Технической задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение эффективности за счет интенсификации процесса нагрева жидкости и снижение энергозатрат.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что нагрев жидкости осуш,ествляется за счет одновременного воздействия на жидкость 3 факторов, BbSbiBaromj-ix ее нагрев: образование кавитационных полей; создание множества встречных вихревых потоков, приводяш 1Х к столкновению молекул жидкости; фрикционное воздействие между слоями встречных вихревых потоков. Это достигается за счет того, что кавитационно-вихревой теплогенератор, содержашдй корпус, оснаш,енный впускным и выпускным патрубками, имеет рабочий орган, представляюш й собой два встречно вращаюшдхся ротора, вьшолненых в виде соосных гладких дисков, пер(|юрированных сквозными отверстиями, равномерно расположенными по концентрическим образуюпщм осям, при этом, роторы смонтированны на независимых валах, имеюшдх самостоятельные независимые приводы.

На фиг. 1 показан продольный разрез кавитационно-вихревого теплогенератора.

На фиг. 2 показана схема подключения кавитационно-вихревого теплогненератора.

Кавитационно-вихревой теплогенератор содерШГТ корпус 1, два ротора 2, выполненных в виде дисков, размещенных с зазором и смонтированных на двух независимых валах 3. В дисках роторов выполнены сквозные отверстия 4. Шлы 3 в корпусе 1 установлены

в подшипниковых узлах 5 и имеют уплотнительные увлы б. Подача и вывод нагреваемой жидкости в корпус и из корпуса осуществляется через подводяще 7 и отводяще 8 патрубки, соединенные и подключенные в тепломагистраль торообразными трубопроводами 9. Вращение валов 3 осуществляется через независимые приводы 10, подключенные к электродвигателям 11, причем, валы вращаются навстречу друг другу, передавая встречное вращение роторам 2. Подводящие патрубки 7 теплогенератора через трубопровод подключены к нагнетательному насосу 12. Отводящие патрубки 10 теплогенератора через трубопровод подключены к расширительному баку 13, включенному в тепломагистраль.

Кавитационно-вихревой теплогенератор работает следующм образом.

Насос 12 под избыточным давлением нагнетает нагреваемую жидкость через подводящие патрубки 7 в корпус теплогенератора. Проходя через отверстия 4 диска 2 поток жидкости разделяется на множество струек. Создание условий для высокоскоростной динамической переориентации молекулярных структур жидкости начинается в полости между стенкой корпуса и диском ротора. Здесь происходит начальная стадия образования вихревых потоков шедкости. Перфорация ротора выполняет роль детектора образовавшихся вихревых молекулярных структур шадкости в пространство между роторами, где происходит формирование вихревого поля.

Здесь все вихревые молекулярные потоки жидкости получают строгую ориентацию. При взаимодействии двух соседних вихревых молекулярных потоков возникает возмущение в виде выделения энергии (свойство жидких кристаллов). В данном случае - тепловой энергии.

В междисковом пространстве происходит образование вихревых шнуров. Каждый вихрь обладает скоростью вокруг своей оси, согласно расчетов, до 70000 об/сек, которая возрастает от О до Ivlax при прохождении вихря от центра к периферии ротора. В результате внутри вихря образуется область разрежения, в которой происходит возникновение кавитационных пузырьков. Согласно данных исследований Релея, при охлопывании такого пузырька возникает давление до 10000 атм, а температура достигает 5000 С. Так как вихревое поле занимает всё междисковое пространство, то и кавитационное поле занимает ту же область, находясь внутри вихрей. На периферии каждого вихря молекулярные образования шедкости строго ориентируются под воздействием центробежных сил, что приводит к дополнительному выделению тепловой энергии при взаимодействии между вихрями и возникающими при этом возмущениями. В результате воздействия этих двух факторов - вихревого и кавитационного, происходит перестройка энергетических уровней взаимодействия молекул, которое сопровождается выделением тепловой энергии, находившейся в жидкости в латентном состоянии в виде энергии межмолекулярных связей (количество тепловой энергии, выделенной в результате этих процессов, многократно превосходит затраченную).

Claims (1)

1. Кавитационно-вихревой теплогенератор, содержащий корпус, имеющий патрубки для подвода нагреваемой жидкости и отвода нагретой жидкости, расположенный внутри корпуса ротор, нагнетательный насос, привод ротора, отличающийся тем, что ротор выполнен в виде двух соосных дисков, установленных с зазором относительно друг друга и перфорированных сквозными отверстиями, при этом диски смонтированы на независимых валах, имеющих самостоятельные независимые приводы и вращаются навстречу друг другу.