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 и газовых сред, 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 входным - с выходным патрубком ЦЧК, присоединяемым к системе водяного отопления или горячего водоснабжения. /Далее к системе потребителя/./См. патент 2045715, М, Кл. 6 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 системе 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 центральной части ЦЧК против направления 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 изобретения 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 в виде трубы, ускоритель движения, выполненный в виде циклона, торцевая сторона которого соединена с корпусом, а боковая - посредством инжекционного патрубка с электроприводным насосом, тормозные устройства, смонтированные: одно - в основании корпуса, противолежащем циклону, т. е. перед шайбой, другое, дополнительное, - в перепускном патрубке, после зоны его соединения с циклоном, сообщающимся с входным концом байпасного трубопровода, выходной конец этого трубопровода соединен с входным патрубком насоса, а внутренняя поверхность корпуса выполнена с изменяющейся кривизной, а именно в виде усеченного конуса.

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 в виде усеченного конуса с выходным патрубком 2, ускоритель 3 движения, выполненный в виде циклона, соединенного торцевой поверхностью с основанием корпуса, инжекционный патрубок 4 с круглым входным отверстием 5 и выходным отверстие 6 прямоугольного сечения, соединенный с входным отверстием прямоугольного сечения ускорителя 3, водяной центробежный насос 7, своим выходным круглым отверстием патрубка, соединенный с круглым водным отверстием 5 инжекционного патрубка 4, байпасный трубопровод 8, входной конец которого соединен с перепускным патрубком 9 ускорителя 3, а выходной - с входным патрубком 10 насоса 7, для привода последнего электродвигатель 11, тормозные устройства 12 и 13, шайбу 14, патрубок 15 возврата и расширитель 16 жидкости.

Работает теплогенератор следующим образом.

При включенном 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. во внутреннюю конусную поверхность корпуса 1, площадь входного отверстия в основании которого больше, чем площадь прямоугольного отверстия 6 инжекционного патрубка 4.

При этом в конусной части корпуса 1 водяной поток, превращенный в вихревой, перемещается от ускорителя 3 в виде винтовой спирали по внутренней стенке с изменяющейся кривизной, способствующей, по крайней мере, сохранению силы прижима центростремительного ускорения к стенке водяного потока, а то и с большей силой, прямопропорциональной изменению кривизны, чем в начале его пути по конусной поверхности основания корпуса 1, к противоположному концу последнего, где и происходит закономерное разделение потоков воды на три вида концентричных потоков, а именно:
наружный - горячий,
средний - теплый,
центральный - холодный,
и, достигнув противоположного конца корпуса 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 поток воды прижимается к сферической поверхности шайбы 14 силой центростремительного ускорения, большей, чем к конусной стенке корпуса 1.

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 14 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 нагревания теплогенератором.

В связи с изменяющейся кривизной по всей длине внутренней конусной поверхности корпуса и шайбы прямопропорционально повышается сила давления потока воды на стенку корпуса, а следовательно, и повышается скорость нагревания воды и КПД. Такому же эффекту способствует соединение выходного конца байпасного трубопровода с входным патрубком насоса.

Изобретение предназначено для применения в теплогенераторах, а именно в вихревых теплогенераторах, предназначенных для нагрева жидких сред. Изобретение содержит корпус в виде трубы, ускоритель движения, выполненный в виде циклона, торцевая сторона которого соединена с корпусом, а боковая посредством инжекционного патрубка - с электроприводным насосом, тормозные устройства, смонтированные: одно - в основании корпуса, противолежащем циклону, то есть перед шайбой, другое, дополнительное, - в перепуском патрубке, после зоны его соединения с циклоном, сообщающимся с входным концом байпасного трубопровода, причем внутренняя поверхность шайбы выполнена в виде сферической формы, выходной конец байпасного трубопровода соединен с входным патрубком насоса, а внутренняя поверхность корпуса выполнена с изменяющейся кривизной, а именно в виде усеченного конуса. Изобретение позволяет повысить КПД теплогенератора. 1 ил.

Теплогенератор, содержащий корпус в виде трубы, ускоритель движения, выполненный в виде циклона, торцевая сторона которого соединена с корпусом, а боковая посредством инжекционного патрубка с электроприводным насосом, тормозные устройства, смонтированные: одно в основании корпуса, противолежащем циклону, то есть перед шайбой, другое - дополнительное, в перепускном патрубке, после зоны его соединения с циклоном, сообщающимся с входным концом байпасного трубопровода, отличающийся тем, что внутренняя поверхность шайбы выполнена в виде сферической формы, выходной конец байпасного трубопровода соединен с входным патрубком насоса, а внутренняя поверхность корпуса выполнена с изменяющейся кривизной, а именно в виде усеченного конуса.