УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕПЛА Российский патент 1999 года по МПК F24D3/02 

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для получения тепловой энергии и для отопления зданий и сооружений.

Известно устройство для получения тепла, включающее теплогенератор, выполненный в виде вихревой камеры с форсункой для тангенциального подвода теплоносителя, насос и теплообменник, объединенные посредством тепловой магистрали в замкнутый контур /п. России N 2059162, МКИ⁶: F 24 D 3/02/.

В известном устройстве теплоноситель с помощью насоса под давлением подается в вихревую камеру, где проходит по спирали.

При определенной скорости движения и давлении динамическая энергия теплоносителя переходит в тепловую, при этом температура теплоносителя резко повышается. Однако распределение температур в потоке неравномерно. По оси вихревой камеры образуется зона разрежения, что приводит к снижению температуры теплоносителя в этой зоне. В периферийной части вихревой камеры давление возрастает, что приводит к увеличению температуры в этой зоне. Таким образом, теплоноситель разделяется на два потока: холодный и горячий, которые на выходе из вихревой камеры смешиваются, при этом общая температура теплоносителя, поступающего в тепловую магистраль, снижается, уменьшая тем самым теплопроизводительность известного устройства.

В основу настоящего изобретения поставлена задача создания такого устройства для получения тепла, применение которого позволило бы повысить теплопроизводительность за счет исключения смешивания холодного и горячего потоков теплоносителя.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для получения тепла, включающем теплогенератор, выполненный в виде тепловой камеры с форсункой для тангенциального подвода теплоносителя, насос и теплообменник, объединенные посредством тепловой магистрали в замкнутый контур, согласно изобретению в центре торцевой части вихревой камеры теплогенератора установлен отводной патрубок, выполненный с возможностью изменения диаметра живого сечения выходного отверстия.

Благодаря такому конструктивному выполнению холодный поток отводится через отводной патрубок в открытый контур, а горячий поток через тепловую магистраль поступает на теплообменник, при этом температура горячего потока будет значительно выше, что позволяет повысить теплопроизводительность всего устройства.

В дальнейшем изобретение поясняется подробным описанием его выполнения со ссылками на чертежи, на которых:
- фиг. 1 представляет схему устройства для получения тепла;
- фиг. 2 представляет схематично теплогенератор, общий вид.

Устройство для получения тепла включает теплогенератор 1 /фиг. 1/, выполненный в виде вихревой камеры 2 /фиг. 2/, футерованной изоляционным материалом, с форсункой 3 для тангенциального подвода теплоносителя, электрический сетевой насос 4 и теплообменник 5, объединенные посредством тепловой магистрали 6 в замкнутый контур.

Входное отверстие форсунки 3 выполнено некруглым и может иметь форму прямоугольника или параллелограмма, что повышает интенсивность закручивания потока теплоносителя, придавая ему характер вихревого. Тепловая магистраль 6 снабжена запорной арматурой /на чертежах не указана/. В центре торцевой части вихревой камеры 2 теплогенератора 1 установлен отводной патрубок 7, выполненный с возможностью изменения диаметра живого сечения выходного отверстия, для чего в нем установлен диафрагменный клапан 8.

На входе насоса 4 установлен подводящий патрубок 9, оснащенный диафрагменным клапаном 10.

Для управления работой насоса 4 и регулировкой положения и диафрагменных клапанов 8 и 10, устройство для получения тепла снабжено температурными датчиками, установленными в помещении на выходе отводного патрубка 7 и подводящего патрубка 9, и оснащенными блоками обратной связи. Работа устройства осуществляется следующим образом. Теплоноситель, в качестве которого может быть использован воздух, через подводящий патрубок 9 поступает в насос и через форсунку 3 тангенциально подается в вихревую камеру 2 теплогенератора 1. Движение теплоносителя проходит по спирали и приобретает характер вихревого, при этом происходит разделение его на два потока: осевого холодного и периферийного горячего.

Горячий поток отводится из вихревой камеры 2 теплогенератора 1 через тепловую магистраль 6 и теплообменник 5, где отдает часть своего тепла, затем поступает в насос 4, циркулируя, таким образом, по замкнутому контуру.

Холодный поток, возникающий в осевой части вихревой камеры 2, через отводной патрубок 7 отводится из теплогенератора 1.

Для компенсации объема, уходящего из контура циркуляции через отводящий патрубок 7 теплоносителя, в насос 4 через подводящий патрубок 9 подается дополнительный объем теплоносителя, количество которого регулируется посредством диафрагменного клапана 10.

При этом объем и средняя температура холодного теплоносителя зависят от давления и скорости его движения в вихревой камере 2, а также диаметра живого сечения выходного отверстия отводного патрубка 7, изменяя который с помощью диафрагменного клапана 8 можно изменять объем и температуру холодного теплоносителя, что позволяет регулировать объем и температуру горячего теплоносителя. Чем ниже температура и больше объем холодного теплоносителя, тем выше температура и меньше объем горячего потока теплоносителя. Оптимальное с точки зрения суммарного теплосодержания и тепловой эффективности процесса соотношение объемов определяется исходя из конкретных требований и условий работы устройства экспериментальным путем.

По сравнению с прототипом заявляемое техническое решение позволяет отделить холодный поток теплоносителя и увеличить таким образом температуру горячего потока, поступающего через тепловую магистраль на теплообменник, что значительно повышает эффективность работы устройства для получения тепла.

Предлагаемое устройство позволяет отказаться от использования твердого, жидкого или газообразного топлива.

Устройство для получения тепла просто в эксплуатации и может быть изготовлено в условиях промышленного производства на стандартном оборудовании, с применением стандартных узлов и комплектующих.

Устройство предназначено для отопления зданий и сооружений. Устройство для получения тепла включает теплогенератор, выполненный в виде вихревой камеры с форсункой для тангенциального подвода теплоносителя, насос и теплообменник. В центре торцевой части вихревой камеры теплогенератора установлен отводной патрубок, выполненный с возможностью изменения диаметра живого сечения выходного отверстия. Технический результат заключается в повышении теплопроизводительности. 2 ил.

Устройство для получения тепла, включающее теплогенератор, выполненный в виде вихревой камеры с форсункой для тангенциального подвода теплоносителя, насос и теплообменник, объединенные посредством тепловой магистрали в замкнутый контур, отличающееся тем, что в центре торцевой части вихревой камеры теплогенератора установлен отводной патрубок, выполненный с возможностью изменения диаметра живого сечения выходного отверстия.