ТЕПЛОГЕНЕРАТОР ДЛЯ НАГРЕВА ЖИДКОСТЕЙ Российский патент 2002 года по МПК F24D3/02 F24H4/02 

Изобретение относится к устройствам для отопления зданий и сооружений.

Известен теплогенератор /1/, содержащий герметичный сферический корпус с расположенным в нем теплообменником, сетевой насос, подающую и обратную тепломагистрали с запорными вентилями. Недостаток этого теплогенератора - высокие рабочие давления, достигающие 1000 атм.

Наиболее близким по технической сущности является теплогенератор для нагрева жидкостей /2/, имеющий цилиндрический корпус с циклоном, ускорителем потока жидкости, в его нижней части, тормозное устройство в верхней части корпуса, выпускной патрубок, соединенный с циклоном с помощью перепускного патрубка, причем соединение выполнено на торце циклона соосно ему.

Недостаток этого теплогенератора - невысокая термодинамическая эффективность преобразования энергии.

Цель изобретения - повышение термодинамической эффективности преобразования энергии и уменьшение габаритов теплогенератора.

Указанная цель достигается тем, что в теплогенераторе для нагрева жидкостей, содержащего цилиндрический корпус, имеющий в основании нижней части циклон-ускоритель потока жидкости с входным инжекционным патрубком, корпус снабжен дополнительными, расположенными в верхней части корпуса циклоном-ускорителем и входным инжекционным патрубком. При этом нижняя и верхняя части корпуса соединены между собой цилиндрической вставкой с двумя тормозными устройствами, а в середине вставки между тормозными устройствами установлен перпендикулярно вертикальной оси теплогенератора выходной патрубок. Кроме того, входы инжекционных патрубков нижней и верхней частей направлены навстречу друг к другу.

Благодаря тому, что корпус снабжен дополнительными, расположенными в верхней части корпуса циклоном-ускорителем и входным инжекционным патрубком, рабочая жидкость под давлением тангенциально поступает в него двумя закрученными по спирали потоками, движущимися навстречу друг к другу. Такое двухстороннее встречное движение обеспечивает более эффективное превращение механической энергии в тепловую, т.к. возрастает тепловыделение в единице объема теплогенератора, что обуславливает уменьшение габаритов теплогенератора.

Повышению эффективности нагрева жидкости способствует и то, что нижняя и верхняя части корпуса соединены между собой цилиндрической вставкой с двумя тормозными устройствами на входе в него, а в середине цилиндрической вставки между тормозными устройствами установлен перпендикулярно вертикальной оси теплогенератора выходной патрубок: при прохождении потоков из нижней и верхних частей в цилиндрическую вставку через тормозные устройства происходит дальнейшее повышение температуры жидкости за счет сил трения, удара при встречном движении нисходящего и восходящего потоков жидкости и последующего поворота объединенного потока жидкости на 90 градусов. Вследствие того, что выходы инжекционных патрубков нижней и верхней частей направлены навстречу друг к другу, создаются закрученные потоки жидкости, вращающиеся в противоположных направлениях, что способствует большему повышению температуры при прохождении потоков жидкости через тормозные устройства и последующем ударе при встречном движении в цилиндрической вставке.

При анализе уровня техники в целях проверки новизны заявляемого теплогенератора не обнаружены аналоги с перечисленной совокупностью вышеназванных признаков. Следовательно, описанное техническое решение соответствует критерию "новизна".

На фиг. 1 показан общий вид теплогенератора для нагрева жидкости; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез В - В на фиг 1.

Теплогенератор содержит цилиндрический корпус 1, имеющий в основании нижней части циклон-ускоритель потока жидкости 2 с входным инжекционным патрубком 3. Корпус 1 снабжен дополнительными, расположенными в верхней части корпуса циклоном-ускорителем 4 и входным инжекционным патрубком 5. При этом нижняя и верхняя части корпуса 1 соединены между собой цилиндрической вставкой 6 с двумя тормозными устройствами 7 и 8, а в середине вставки 6 между тормозными устройствами установлен перпендикулярно вертикальной оси теплогенератора выходной патрубок 9. Кроме того, входные отверстия 10 и 11 инжекционных патрубков нижней и верхней частей направлены навстречу друг к другу.

Работает теплогенератор следующим образом.

При одновременной подаче жидкости через инжекционные патрубки 3 и 5 жидкость под давлением 0,4-0,6 МПа направляется в циклоны-ускорители движения 2 и 4. При прохождении через входные отверстия 10 и 11 за счет сил трения жидкость частично нагревается. В циклонах 2 и 4 происходят ускорение движения жидкости и ее закручивание. В результате закручивания жидкости происходит изменение давления жидкости, что приводит к увеличению температуры жидкости в нижней и верхней частях теплогенератора. При прохождении через тормозные устройства 6 и 7 кинетическая энергия жидкости падает, что обуславливает дальнейшее повышение температуры жидкости во встречных потоках при их ударе. Двухстороннее встречное движение обеспечивает более эффективное превращение механической энергии в тепловую, т.к. возрастает тепловыделение в единице объема теплогенератора, что обуславливает уменьшение габаритов теплогенератора. При прохождении потоков из нижней и верхних частей в цилиндрическую вставку через тормозные устройства происходит дальнейшее повышение температуры жидкости за счет сил трения, удара при встречном движении нисходящего и восходящего потоков жидкости и последующего поворота объединенного потока жидкости на 90 градусов. Вследствие того, что выходы инжекционных патрубков нижней и верхней частей направлены навстречу друг к другу, создаются закрученные потоки жидкости, вращающиеся в противоположных направлениях, что способствует большему повышению температуры при прохождении потоков жидкости через тормозные устройства и последующем ударе при встречном движении в цилиндрической вставке.

Для изготовления теплогенератора в промышленных условиях используются стандартное оборудование и материалы.

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР N 458591, кл. F 25 B 29/00, 1972.

2. Патент РФ N 2045715, кл. F 25 В 29/00, 1995.

Изобретение предназначено для отопления зданий и сооружений. Теплогенератор содержит цилиндрический корпус, имеющий в основании нижней части циклон-ускоритель потока жидкости с входным инжекционным патрубком, снабжен дополнительными, расположенными в верхней части корпуса циклоном-ускорителем и входным инжекционным патрубком. Нижняя и верхняя части корпуса соединены между собой цилиндрической вставкой с двумя тормозными устройствами, а в середине вставки между тормозными устройствами установлен перпендикулярно вертикальной оси теплогенератора выходной патрубок, а входные отверстия инжекционных патрубков нижней и верхней частей направлены навстречу друг к другу. Техническим результатом является повышение эффективности нагрева жидкости. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Теплогенератор для нагрева жидкостей, содержащий цилиндрический корпус, имеющий в основании нижней части циклон-ускоритель потока жидкости с входным инжекционным патрубком, отличающийся тем, что цилиндрический корпус снабжен дополнительными, расположенными в верхней части корпуса циклоном-ускорителем и входным инжекционным патрубком. 2. Теплогенератор по п. 1, отличающийся тем, что нижняя и верхняя части корпуса соединены между собой цилиндрической вставкой с двумя тормозными устройствами, а в середине вставки между тормозными устройствами установлен перпендикулярно вертикальной оси теплогенератора выходной патрубок. 3. Теплогенератор по любому из пп. 1-2, отличающийся тем, что входные отверстия инжекционных патрубков нижней и верхней частей направлены навстречу друг к другу.