НАСОС Российский патент 1994 года по МПК F03G7/06 

Изобретение относится к насосостроению и может быть использовано для привода во вращение гидромоторов в качестве водометного двигателя лодки или катера.

Наиболее близким по технической сути к предлагаемому является насос, содержащий тепловую трубу, источник тепла, размещенный с возможностью подвода тепла к верхней части трубы, холодильник и всасывающую и нагнетательные магистрали с обратными клапанами.

Недостатком известного насоса является низкая мощность, обусловленная тем, что охлаждающие стенки холодильника оголяются при вытеснении жидкости из тепловой трубы постепенно и имеют ограниченную площадь контакта с паром. При этом давление пара падает и стенки не всегда могут полностью оголиться, особенно при высоком противодавлении в нагнетательной магистрали. Кроме того, интенсивная (окончательная) конденсация пара за счет орошения внутренних стенок трубы начинается после того как пар в трубе частично сконденсировался нижней частью холодильника и произошло открытие обратного клапана всасывающей магистрали. Т. е. медленная поэтапная конденсация пара в трубе после вытеснения жидкости уменьшает частоту срабатывания насоса, а значит, и мощность.

Цель изобретения - повышение мощности теплового насоса.

Поставленная цель достигается тем, что в насосе, содержащем тепловую трубу, источник тепла, размещенный с возможностью подвода тепла к верхней части трубы, холодильник и всасывающую и нагнетательные магистрали с обратными клапанами, холодильник установлен коаксиально нижней части трубы, которая консольно верхним концом герметично соединена с верхней частью трубы, при этом нижняя ее часть выполнена из теплоизоляционного материала.

На чертеже изображен тепловой насос.

Насос содержит тепловую трубу 1, источник тепла 2, размещенный с возможностью подвода тепла к верхней части трубы 1, холодильник 3, всасывающую 4 и нагнетательную 5 магистрали с обратными клапанами 6 и 7. Холодильник 3 установлен в районе внутреннего пространства 8 трубы 1 коаксиально нижней части 9 трубы 1. Нижний конец 10 свободен, а верхний конец 11 консольно и герметично соединен с верхней частью трубы 1. Часть 9 выполнена из теплоизоляционного материала. Холодильник 3 установлен с зазором 12 по отношению к нижней части 9 трубы 1. Часть 9 может быть выполнена из фторопласта-3 или фторопласта-4, при этом коэффициенты их теплопроводности соответственно в 800 и 200 раз ниже, чем у стали. Длина части 9 и зазор 12 могут быть различны в зависимости от вязкости рабочей жидкости, находящейся в трубе 1, от ее диаметра.

На чертеже - холодильник 3 воздушного охлаждения.

Всасывающая магистраль 4 соединена с резервуаром-гидроаккумулятором (не показан).

Насос работает следующим образом.

При воздействии на тепловую трубу 1 источником тепла 2 часть жидкости в ее верхней части испаряется, выдавливая жидкость из внутреннего пространства 8 трубы 1 через клапан 7 потребителю. После выдавливания всей жидкости из пространства 8, когда нижний конец 10 части 9 освобождается от жидкости (уровень жидкости становится ниже конца 10), холодная жидкость, находящаяся в зазоре 12 между нижней частью 9 трубы 1 и холодильником 3, быстро стекает вниз, охлаждая и конденсируя пар и сразу оголяя очень большую площадь холодильника 3. Пар сразу же устремляется в зазор 12, где дополнительно охлаждается и мгновенно конденсируется в больших количествах. Давление пара в трубе 1 понижается. После падения давления в трубе 1 под действием перепада давления источник жидкости - труба 1, обратный клапан 6 открывается и жидкость начинает заполнять трубу 1 (пространство 8 и зазор 12), поступая в ее верхнюю часть. После этого цикл работы повторяется.

В насосе уменьшается время конденсации отработавшего пара, поскольку при быстром вытеснении жидкости из трубы 1 холодильник 3 вступает в работу сразу очень большой площадью, после предварительного охлаждения пара холодной жидкостью, поступившей из зазора 12. За счет уменьшения времени конденсации отработавшего пара увеличивается число рабочих тактов в единицу времени, а значит, увеличивается мощность насоса.

Повышение мощности насоса достигается за счет того, что увеличивается частота срабатывания трубы 1, поскольку при вытеснении жидкости из внутреннего пространства 8 исключается контакт пара с холодильником 3, а также за счет уменьшения времени заполнения трубы 1 жидкостью, поскольку оставшийся пар в зазоре 12 может продолжать конденсироваться при заполнении внутреннего пространства 8, не мешая его заполнению жидкостью. (56) Авторское свидетельство СССР N 1657727, кл. F 03 G 7/06, 1991.

Использование: в насосостроении для привода во вращение гидромоторов, в качестве водометного двигателя лодки или катера. Сущность изобретения: насос содержит тепловую трубу 1, источник тепла 2, размещенный с возможностью подвода тепла к верхней части трубы 1, холодильник 3 и всасывающую 4 и нагнетательную 5 магистрали с обратными клапанами 6 и 7. Холодильник 3 представлен нижней частью трубы 1, при этом он отделен от внутреннего пространства 8 трубы 1 теплоизоляционной обечайкой 9, нижний конец 10 которой свободен, а верхний конец 11 герметично соединен с верхней частью трубы 1. Обечайка 9 установлена с зазором 12 по отношению к холодильнику 3 и может быть выполнена из фторопласта-3 или из фторопласта-4, при этом коэффициенты их теплопроводности соответственно в 800, 200 раз ниже, чем у стали, и может быть выполнена из стекла и т. п. теплоизоляционных материалов. 1 ил.

НАСОС, содержащий тепловую трубу, источник тепла, размещенный с возможностью подвода тепла к верхней части трубы, холодильник и всасывающую и нагнетательные магистрали с обратными клапанами, отличающийся тем, что, холодильник установлен коаксиально нижней части трубы, которая консольно верхним концом герметично соединена с верхней частью трубы, при этом нижняя ее часть выполнена из теплоизоляционного материала.