ТЕПЛОПАРОГЕНЕРАТОР Российский патент 2006 года по МПК F24J3/00 

Заявляемое изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в системах отопления зданий, промышленных корпусов, транспортных средств, подогрева воды для бытовых и производственных нужд.

В настоящее время широко применяются тепловые насосы, использующие изменения физико-механических параметров среды для получения тепловой энергии.

Известен теплогенератор и устройство для нагрева жидкости, защищенный патентом РФ №2045715, МПК 6 F 25 В 29/00, от 26.04.1993 г., включающий корпус с цилиндрической частью, ускоритель движения жидкости, выполненный в виде циклона, торцевая сторона которого соединена с цилиндрической частью корпуса. В основании цилиндрической части, противолежащей циклону, смонтировано тормозное устройство.

Известен кавитационно-вихревой теплогенератор, защищенный патентом РФ №2235950, МПК 7 F 24 J 3/00, от 22.07.2002 г., содержащий статор и ротор, последний выполнен в виде дисков, размещенных с зазором между дисками статора и смонтированных на двух независимых валах. В дисках статора и ротора выполнены сквозные отверстия. Валы установлены в подшипниковых узлах и имеют уплотнительные узлы. Вращение валов осуществляется через независимые приводы, подключенные к электродвигателям, причем валы вращаются навстречу друг другу.

Недостатками данной конструкции является то, что выполнение дисков статора и ротора со сквозными отверстиями ведет к перегрузкам этих деталей теплогенератора. Наличие редуктора в виде ременной передачи, сложная система патрубков и малая ремонтопригодность также относятся к недостаткам этого теплогенератора.

Известен также теплогенератор приводной кавитационный, защищенный патентом РФ №2201562, МПК 7 F 24 J 3/00, от 19.05.1999 г., включающий корпус, в котором расположены относительно подвижные рабочие органы, вход и выход которых гидравлически сообщены посредством циркуляционного канала с дросселирующим элементом. Рабочие органы, по меньшей мере, один из которых связан с приводным двигателем, выполнены в виде оппозитно расположенных дисков, установленных с гарантированным зазором между их торцами, снабженными прилегающими между собой канавками, расположенными на взаимодействующих рабочих торцах дисков наклонно друг другу.

К недостаткам указанного технического решения относится технологически сложное изготовление его элементов. В частности, применение лабиринтного уплотнения оправдано при высокой температуре, но проблематично его применение для создания высокой герметичности.

Данное техническое решение принято за ближайший аналог (прототип).

Технической задачей заявляемого изобретения является создание устройства, обеспечивающего быстрый нагрев жидкости до образования пара, при одновременном упрощении конструкции теплопарогенератора.

Указанный технический результат при осуществлении заявляемого изобретения достигается тем, что теплопарогенератор приводной кавитационный содержит рабочий орган, состоящий из корпуса, крышек и рабочего диска с выполненными на них выемками.

Отличительными признаками заявляемого изобретения является то, что рабочий диск выполнен в форме линзы с кольцевыми, концентрично расположенными площадками, причем внутренние поверхности крышек повторяют форму рабочего диска и размещены относительно него с зазором, при этом на торцах кольцевых площадок рабочего диска и крышек выполнены дополнительные выемки.

Теплопарогенератор отличается тем, что корпус и выходной патрубок соединены перепускным каналом.

Теплопарогенератор отличается тем, что корпус и входной патрубок соединены перепускным каналом.

Теплопарогенератор отличается тем, что концентрично расположенных площадок на рабочем диске выполнено более одной.

Теплопарогенератор отличается тем, что выемки выполнены различной конфигурации.

При исследовании отличительных признаков заявляемого изобретения не выявлено каких-либо известных аналогичных решений.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, имеющейся в распоряжении заявителя, выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволили установить, что не обнаружено аналога, характеризующегося признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности существенных признаков аналога, позволило выявить совокупность существенных признаков по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном устройстве, изложенных в формуле.

Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует критерию «Новизна».

Для проверки соответствия заявляемого технического решения критерию «Изобретательский уровень» заявитель провел поиск известных решений для выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявляемого устройства. Результаты поиска показали, что заявляемое изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата.

Следовательно, заявляемое изобретение соответствует критерию «Изобретательский уровень».

Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами, где изображено:

- на фиг.1 - теплопарогенератор, общий вид;

- на фиг.2 - рабочий орган (разрез, сечение);

- на фиг.3 - схема, вариант подключения перепускного канала;

- на фиг.4 - схема, вариант подключения перепускного канала.

Теплопарогенератор содержит привод 1, рабочий орган 2. Рабочий орган 2 состоит из корпуса 3 с входным 4 и выходным 5 патрубками, крышек 7 и 8, рабочего диска 9. Рабочий диск 9 выполнен в виде линзы с кольцевыми, концентрично расположенными площадками 10, на которых выполнены выемки 11. На торцах 12 площадок 10 выполнены дополнительные выемки 13. Внутренние поверхности крышек 7 и 8 повторяют форму рабочего диска 9, что предполагает наличие выемок 11a на кольцевых площадках 10а и дополнительных выемок 13а на торцах 12а. Рабочий диск 9 установлен относительно корпуса 3 и крышек 7 и 8 с зазором h.

Теплопарогенератор работает следующим образом.

После заполнения теплосети рабочей жидкостью (водой) включается привод 1, приводящий в движение рабочий диск 9, который вращается вместе с жидкостью, находящейся в полости между рабочим диском 9, крышками 7, 8 и корпусом 3. При этом жидкость перемещается от центральной зоны полости к периферии, закручивается, испытывает циклы сжатия и разрежения - кавитацию, образованию которой способствуют выемки 11 на рабочем диске и выемки 11a на крышках 7, 8. Выполнение дополнительных выемок 13 на рабочем диске и дополнительных выемок 13а на крышках 7, 8 и корпусе усиливает процесс кавитации. Создаются многотысячные зоны разрежения и сжатия, возникает трение между рабочим диском 9, крышками 7, 8 и жидкостью.

В заявляемом техническом решении присутствуют три известных физических явления: трение при быстром вращении воды; кавитационные пузырьки в потоке воды; синтез молекул воды, т.е. их соединение в ассоциаты. Установлено, при соединении 10% молекул воды в ассоциаты вода мгновенно закипает. Таким образом происходит интенсивный нагрев жидкости и/или образование пара, в зависимости от частоты вращения, количества выемок на рабочих поверхностях крышек, рабочего диска и корпуса.

Для разгрузки теплопарогенератора во время его эксплуатации предусмотрен перепускной канал 6, через который при необходимости перепускается через выходной патрубок 5 часть горячей воды (или другой жидкости) или пара.

Также возможен вариант подогрева жидкости (воды) на входе в теплопарогенератор, для чего перепускной канал 6 соединен с входным патрубком 4, что повышает разницу температур на входе и выходе.

Заявляемое изобретение используется в системах отопления зданий, промышленных корпусов, для подогрева дезинфекции воды для бытовых и производственных нужд. В будущем предполагается использование в транспортных средствах, обеспечит получение горячей воды и пара экологически чистым способом, т.к. не сопровождается выбросом в атмосферу отравляющих веществ или радиоактивных излучений.

Исходя из вышеизложенного, заявляемое техническое решение соответствует критерию «Промышленная применимость».

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в системах отопления зданий, промышленных корпусов, транспортных средств, подогрева воды для бытовых и производственных нужд. Технической задачей изобретения является создание устройства, обеспечивающего быстрый нагрев жидкости до образования пара при одновременном упрощении конструкции теплопарогенератора. Теплопарогенератор приводной кавитационный содержит рабочий орган, состоящий из корпуса, крышек и рабочего диска с выполненными на них выемками. Новым в заявляемом изобретении является то, что рабочий диск выполнен в форме линзы с кольцевыми, концентрично расположенными площадками, причем внутренние поверхности крышек повторяют форму рабочего диска и размещены относительно него с зазором, при этом на торцах кольцевых площадок рабочего диска и крышек выполнены дополнительные выемки. Корпус и выходной патрубок могут быть соединены перепускным каналом. Корпус и входной патрубок могут быть соединены перепускным каналом. Концентрично расположенных площадок на рабочем диске может быть выполнено более одной. Выемки выполнены различной конфигурации. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Теплопарогенератор приводной кавитационный, содержащий рабочий орган, состоящий из корпуса с входным и выходным патрубками, крышек и рабочего диска с выполненными на них выемками, отличающийся тем, что рабочий диск выполнен в форме линзы с кольцевыми концентрично расположенными площадками, причем внутренние поверхности крышек повторяют форму рабочего диска и размещены относительно него с зазором, при этом на торцах кольцевых площадок рабочего диска, крышек и внутренней поверхности корпуса выполнены дополнительные выемки.2. Теплогенератор по п.1, отличающийся тем, что корпус и выходной патрубок соединены перепускным каналом.3. Теплогенератор по п.1, отличающийся тем, что корпус и входной патрубок соединены перепускным каналом.4. Теплогенератор по п.1, отличающийся тем, что концентрично расположенных площадок на рабочем диске выполнено более одной.5. Теплогенератор по п.1 или 4, отличающийся тем, что выемки выполнены различной конфигурации.