ТЕПЛОГЕНЕРАТОР ГОРЛОВА Российский патент 2003 года по МПК F25B9/02 F25B29/00 

Изобретение относится к теплогенераторам, а именно к вихревым теплогенераторам, предназначенным для нагрева жидких сред, в частности, например, воды в системах водяного отопления или горячего водоснабжения, и могут быть использованы в других отраслях народного хозяйства.

Известен самый близкий из аналогов и принятый в качестве прототипа теплогенератор, содержащий корпус, имеющий цилиндрическую часть, ускоритель движения, выполненный в виде циклона, торцевая сторона которого соединена с цилиндрической частью корпуса /далее ЦЧК/, а боковая посредством инжекционного патрубка - с электроприводным насосом, тормозные устройства, смонтированные одно - в основании ЦЧК перед выходным отверстием шайбы /дна/, сообщающимся с выходным патрубком, другое, дополнительное, - в перепускном патрубке после зоны его соединения с циклоном, байпасный трубопровод, соединенный входным концом с перепускным патрубком, а выходным - с выходным патрубком ЦЧК, присоединяемым к системе водяного отопления или горячего водоснабжения /Далее к системе потребителя/ /См. патент 2045715, М. Кл. С. F 25 В 29/00/.

Недостатком указанного теплогенератора является то, что в процессе его работы отсутствует отбор горячего потока воды от холодного поступающего из выходного патрубка ЦЧК, присоединяемого к систем потребителя.

Это обусловлено тем, что закономерное разделение потоков воды в цилиндрической части корпуса теплогенератора происходит на три вида потоков, перемещающихся в двух направлениях, а именно на горячий, теплый и холодный, где:
- горячий поток воды, удаляясь от ускорителя и прижимаясь силой центростремительного ускорения к внутренней поверхности ЦЧК, перемещается в направлении выхода через отверстие шайбы, выполняющей кроме дросселирования горячей воды и функцию дна противоположного конца ЦЧК;
- теплый поток воды, одна часть /внешняя/, контактируя с горячим потоком воды, перемещается параллельно с ним, удаляясь от ускорителя в направлении шайбы, другая часть /внутренняя/, контактируя с холодным потоком воды, перемещается также параллельно с ним против направления горячего потока, т.е. на выход через перепускной патрубок ускорителя, в байпасный трубопровод, сообщающийся выходным концом с выходным патрубком, присоединяемым к системе потребителя;
- холодный поток воды, контактируя с внутренней частью теплого потока, перемещается в ЦЧК против направлении горячего потока также на выход, через перепускной патрубок ускорителя, в байпасный трубопровод, сообщающийся своим выходным концом с выходным патрубком, где холодная вода смешивается вновь с горячей и охлажденная поступает в систему потребителя. В меньшей мере, но такому же эффекту способствует и форма внутренней поверхности шайбы, а именно когда горячий поток воды и контактируемый с ним теплый поток достигают плоскую внутреннюю поверхность шайбы, оба потока смешиваются и, накапливаясь, образуют перед площадью отверстия и шайбы стабильный слой, уже не такой горячий, препятствующий подходу холодному потоку, и через отверстие шайбы поступает в выходной патрубок, где смешивается с холодным потоком воды, поступающей из байпасного трубопровода, и далее поступает в систему потребителя более охлажденным.

Целью настоящего изобретении является повышение кпд теплогенератора и качества отбора горячего потока воды от холодного, поступающего из выходного патрубка в систему потребителя.

Указанная цель достигается тем, что в известном теплогенераторе, содержащем корпус, имеющий цилиндрическую часть, ускоритель движения, выполненный в виде циклона, торцевая сторона которого соединена с цилиндрической частью корпуса, а боковая посредством инфекционного патрубка - с электроприводным насосом, тормозные устройства, смонтированные одно - в основании цилиндрической части корпуса, перед шайбой, другое, дополнительное, - в перепускном патрубке, после зоны его соединения с циклоном, сообщающимся с входным концом байпасного трубопровода, а выходной конец этого трубопровода соединен с входным патрубком нacoca.

С той же целью внутренняя поверхность шайбы может быть выполнена, например, в виде сферической формы.

Кроме того, теплогенератор может быть снабжен компенсатором расширения жидкости.

На чертеже изображена схема теплогенератора с частичными разрезами для лучшего представления.

Теплогенератор содержит корпус 1, имеющий цилиндрическую часть с выходным патрубком 2, ускоритель 3 движения, выполненный в виде циклона, соединенного торцевой поверхностью с цилиндрической частью корпуса 1, инжекционный патрубок 4 с круглым входным отверстием 5 и выходным отверстием 6 прямоугольного сечения, соединенным с входным отверстием прямоугольного сечения ускорителя 3, водяной центробежный насос 7, своим выходным круглым отверстием патрубка соединенный с круглым входным отверстием 5 инжекционного патрубка 4, байпасный трубопровод 8, входной конец которого соединенный с перепускным патрубком 9 ускорителя 3, а выходной - с входным патрубком 10 насоса 7, для привода последнего электродвигатель 11 и для гашения вращения вихревых штоков тормозные устройства 12 и 13, шайбу 14, патрубок 15 возврата и расширитель 16 жидкости.

Работает теплогенератор следующим образом.

При включенным электродвигателе 11 центробежный насос 7 подает воду под давлением 5 - 6 атм в инжекционный патрубок 4, и из его выходного отверстия 6 прямоугольного сечения вода поступает во входное отверстие прямоугольного сечения ускорителя 3, где подаваемый тангенциально водяной поток ускоряется и закрученный поступает в вихревую трубу, т.е. в цилиндрическую часть корпуса 1, внутренний диаметр которой больше, чем прямоугольное отверстие 6 инфекционного патрубка 4.

При этом в цилиндрической части корпуса 1 водяной поток, превращенный в вихревой, перемещается от ускорителя 3 в виде винтовой спирали по внутренней стенки, где и происходит закономерное разделение потока воды на три вида концентричных потоков, а именно наружный горячий, средний теплый и внутренний /центральный/ холодный, и, достигнув противоположного конца ЦЧК 1, закрученный поток воды встречает препятствие сферической торцевой поверхности шайбы - 14 с отверстием, сообщающимся с выходным патрубком 2, и, изменяя свое направление кривизной сферы к центру отверстия, горячий водяной поток, прижимаясь к сферической поверхности шайбы 14 силой центростремительного ускорения большей, чем к стенки ЦЧК1, тем самым горячий поток воды, скапливаясь перед площадью отверстия и шайбы, образует плотный стабильный слой горячей воды, препятствующей подходу не только холодному, но и теплому потоку воды, и через отверстие шайбы поступает в выходной патрубок 2 в чисто горячем виде и таким же поступает в систему потребителя.

Тем временем теплый поток воды, скапливаясь в центральной части корпуса 1, перемешивается с холодным потоком и оба потока образуют противоток, т.е. вытесняются в обратном направлении к ускорителю 3 и, изменив свое направление, входят во власть тормозного устройства 12, которое гасит вихревое вращение, превращая энергию вращения в тепло- и прямолинейное перемещение смешанных потоков к ускорителю 3, к выходу через перепускной патрубок 9, где смешанный поток дополнительно выпрямляется тормозным устройством 13 и поступает в байпасный трубопровод 8, который подогретый смешанный поток направляет во входной патрубок 10 насоса 7 на повторный цикл нагрева теплогенератором.

Экономическая эффективность от применения изобретения состоит в том, что снижается затрата электроэнергии и время и повышается скорость нагрева системы потребителя.

Изобретение предназначено для применения в теплогенераторах, а именно в вихревых теплогенераторах, предназначенных для нагрева жидких сред. Теплогенератор содержит корпус, имеющий цилиндрическую часть, ускоритель движения, выполненный в виде циклона, торцевая сторона которого соединена с цилиндрической частью корпуса, а боковая посредством инжекционного патрубка - с электроприводным насосом, тормозные устройства, смонтированные одно - в основании цилиндрической части корпуса перед шайбой, другое, дополнительное, - в перепуском патрубке после зоны его соединения с циклоном, сообщающимся с входным концом байпасного трубопровода. Внутренняя торцевая поверхность шайбы выполнена в виде сферической формы, а выходной конец байпасного трубопровода соединен с входным патрубком насоса. Изобретение позволяет повысить КПД теплогенератора. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Теплогенератор, содержащий корпус, имеющий цилиндрическую часть, ускоритель движения, выполненный в виде циклона, торцевая сторона которого соединена с цилиндрической частью корпуса, а боковая посредством инжекционного патрубка - с электроприводным насосом, тормозные устройства, смонтированные одно - в основании цилиндрической части корпуса перед шайбой, другое, дополнительное - в перепускном патрубке после зоны его соединения с циклоном, сообщающимся с входным концом байпасного трубопровода, отличающийся тем, что внутренняя торцевая поверхность шайбы выполнена в виде сферической формы, а выходной конец байпасного трубопровода соединен с входным патрубком насоса. 2. Теплогенератор по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен компенсатором расширения жидкости.