ТЕПЛОГЕНЕРАТОР Российский патент 2007 года по МПК F24J3/00 

Изобретение относится к теплотехнике, предназначено для систем теплоснабжения зданий, транспортных средств, подогрева воды для производственных и бытовых нужд.

Известен тепловой насос (см. а.с. №458591, МКл F 25 B 29/00. 1972), содержащий корпус в виде герметичного сферического сосуда с рабочей средой и расположенным в нем теплообменником, сетевой насос, подающую и обратные тепломагистрали, оснащенные запорными вентилями, и потребитель тепла.

Недостатком является очень высокое давление в корпусе, что предъявляет повышенные требования к прочности корпусных деталей, запорных вентилей и трубопроводов.

Известен теплогенератор и устройство для нагрева жидкостей (см. патент РФ №2045715, МПК F 25 B 29/00, 1995. Бюл.28), содержащий корпус, имеющий цилиндрическую часть, ускоритель движения жидкости, выполненный в виде циклона, торцевая сторона которого соединена с цилиндрической частью корпуса, в основании которой размещено тормозное устройство с установленным дном, имеющим выходное отверстие, сообщающееся с выходным патрубком, соединенным с циклоном посредством перепускного патрубка.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности нагрева жидкости за счет многократного термодинамического ее расслоения путем создания равнозначных циркуляционных вихревых потоков, образующихся в контуре в виде равносторонних треугольников, выполненных на внутренней поверхности дна тормозного устройства.

Технический результат по повышению эффективного нагрева жидкости достигается тем, что в теплогенераторе, содержащем корпус, имеющий цилиндрическую часть, ускоритель движения жидкости, выполненный в виде циклона, торцевая сторона которого соединена с цилиндрической частью корпуса, в основании которой размещено тормозное устройство с установленным дном, имеющим выходное отверстие, сообщающееся с выходным патрубком, соединенным с циклоном посредством перепускного патрубка, на внутренней поверхности дна выполнены ребра с контурами в виде равностороннего треугольника количеством не менее шести, причем в центре каждого контура выполнены отверстия, суммарная площадь которых составляет 0,7-0,8 площади отверстия перепускного патрубка.

На фиг.1 изображен общий вид теплогенератора; на фиг.2 - дно с контурами из ребер в виде равностороннего треугольника.

Теплогенератор содержит ускоритель движения жидкости - циклон 1, торцевая сторона которого соединена с цилиндрической частью корпуса 2. В основании цилиндрической части корпуса 2, противолежащей циклону 1, установлено тормозное устройство 3, предусматривающее несколько ребер 4, закрепленных на центральной втулке 5. В цилиндрической части корпуса 2 за тормозным устройством 3 установлено дно 6, соединяющееся с выходным патрубком 7, соединенным с циклоном 1 посредством перепускного патрубка 8, при этом на внутренней поверхности дна 6 выполнены ребра 9 с контуром в виде равностороннего треугольника количеством не менее шести, при этом в центре каждого контура выполнены отверстия 10, суммарная площадь которых 0,7-0,8 площади отверстия перепускного патрубка 8.

Работает теплогенератор следующим образом.

При включении в работу насоса (не показано) жидкость через инжекционный патрубок под давлением 0,4÷0,6 МПа попадает в ускоритель движения жидкости - циклон 1, имеющий по контуру вид спирали. Здесь происходит приращение механической энергии жидкости, и она попадает в цилиндрическую часть корпуса 2. Диаметр цилиндрической части корпуса 2 значительно больше диаметра выходного отверстия инжекционного патрубка и поэтому здесь происходит резкое изменение давления жидкости, которое в соответствии с общеизвестными законами термодинамики (см., например, Поршаков Б.П. и др. Термодинамика и теплопередача. М. 1987. - 349 с.) приводит к изменению ее температуры. Дальнейшее поступление частично нагретой жидкости в тормозное устройство 3 и ее перемещение между ребрами 4, закрепленными на центральной втулке 5, приводит к снижению скорости движения, изменению давления и последующему повышению температуры жидкости.

На выходе из тормозного устройства 3 жидкость контактирует с внутренней поверхностью дна 6, где перемещается по ребрам 9, представляющим собой контуры в виде равносторонних треугольников количеством не менее шести. В результате в каждом контуре в виде равностороннего треугольника образуется плоский циркуляционный вихрь, каждый из которых дополнительно интенсифицирует изменение кинетической энергии жидкости (см., например, с.47-49 Иванов О.Н. и др. Аэродинамика и вентиляторы. Л. 1987. - 250 с. ил.), что, как следствие, увеличивает температуру нагрева. Кроме того, из контуров в виде равносторонних треугольников завихренная жидкость выходит через отверстия 10, суммарная площадь которых оставляет 0,7-0,8 площади отверстия перепускного патрубка 8. Все это способствует повышению эффективности нагрева жидкости.

Дополнительно нагретая после контакта с внутренней поверхностью дна 6 жидкость поступает в выходной патрубок 7. В случае закупорки отверстий 10 или скачков гидравлического давления в системе жидкость направляется в перепускной патрубок 8 и попадает в выходной патрубок 7, а далее в подающую магистраль и теплообменники (не показано).

Оригинальность предлагаемого изобретения по повышению эффективности нагрева жидкости заключается в том, что на выходе из тормозного устройства в цилиндрической части корпуса выполнены ребра в виде контуров равносторонних треугольников количеством не менее шести, в результате образуются плоские циркуляционные вихри, обеспечивающие давление кинетической энергией потока и, соответственно, повышение температуры жидкости без дополнительного отбора энергии для насоса на осуществление данного процесса.

Изобретение относится к теплотехнике, предназначено для систем теплоснабжения зданий, транспортных средств, подогрева воды для производственных и бытовых нужд. Технической задачей изобретения является повышение эффективности нагрева жидкости за счет многократного термодинамического ее расслоения путем создания равнозначных циркуляционных вихревых потоков, образующихся в контуре в виде равносторонних треугольников, выполненных на внутренней поверхности дна тормозного устройства. Технический результат по повышению эффективного нагрева жидкости достигается тем, что теплогенератор, содержащий корпус, имеющий цилиндрическую часть, ускоритель движения жидкости, выполненный в виде циклона, торцевая сторона которого соединена с цилиндрической частью корпуса, в основании которой размещено тормозное устройство с установленным дном, имеющим выходное отверстие, сообщающееся с выходным патрубком, соединенным с циклоном посредством перепускного патрубка, снабжен выполненными на внутренней поверхности дна ребрами с контурами в виде равностороннего треугольника количеством не менее шести, причем в центре каждого контура выполнены отверстия, суммарная площадь которых составляет 0,7-0,8 площади отверстия перепускного патрубка. 2 ил.

Теплогенератор, содержащий корпус, имеющий цилиндрическую часть, ускоритель движения жидкости, выполненный в виде циклона, торцевая сторона которого соединена с цилиндрической частью корпуса, в основании которой размещено тормозное устройство с установленным дном, имеющим выходное отверстие, сообщающееся с выходным патрубком, соединенным с циклоном посредством перепускного патрубка, отличающийся тем, что на внутренней поверхности дна выполнены ребра с контуром в виде равносторонних треугольников, количеством не менее шести, при этом в центре каждого равностороннего треугольника выполнены отверстия, суммарная площадь которых составляет 0,7-0,8 площади отверстия перепускного патрубка.