ЭНЕРГОУСТАНОВКА Российский патент 2008 года по МПК F28D11/00 

Устройство относится к теплообменникам с встроенным вентилятором, которые могут быть применены в системах отопления или охлаждения бытовых и производственных помещений.

Известна энергоустановка, содержащая вентиляционное устройство, трубопроводы для носителей тепла или холода (см. SU 200554, кл. С12С 7/12, 1976).

Недостатком известного устройства является сложность его конструкции.

Ближайшим аналогом заявленного изобретения является энергоустановка, содержащая подающий и отводящий трубопроводы для носителя тепла или холода, теплообменник, связанный с трубопроводами для носителя тепла или холода, и вентилятор с приводом, приводной средой которого является носитель тепла или холода (см. SU 953418, кл. F28С 3/06, 1982).

Целью заявленного изобретения является упрощение его конструкции.

Эта цель достигается тем, что в энергоустановке, содержащей подающий и отводящий трубопроводы для носителя тепла или холода, теплообменник, связанный с трубопроводами для носителя тепла или холода, и вентилятор с приводом, приводной средой которого является носитель тепла или холода, согласно изобретению, теплообменник выполнен в виде радиатора, полости подающего трубопровода и теплообменника, рабочая полость привода и полость отводящего трубопровода соединены с образованием единого канала для носителя тепла или холода, внутри привода установлен ротор, функционально связанный с подвижной частью вентилятора, на которой закреплены лопасти вентилятора.

Энергоустановка поясняется следующими чертежами:

Фиг.1 - Кинаматическая схема устройства.

Фиг.2 - Устройство, вид сверху.

Фиг.3 - Привод с вентилятором из полых лопастей.

Фиг.4 - Привод с вентилятором из полых лопастей.

Фиг.5 - Кинематическая схема привода с вентилятором из полых лопастей.

Фиг.6 - Полые лопасти.

Фиг.7 - Кинематическая схема привода с вентилятором из сплошных лопастей.

Фиг.8 - Кинематическая схема привода с функциями теплообменника.

Фиг.9 - Устройство со спиральным теплообменником, вид сверху.

Фиг.10 - Привод. Поперечный разрез.

Энергоустановка содержит подающий трубопровод 1 для носителя тепла или холода, например пара, воздуха, воды, рассола или биоглюколя, соединенный со входом теплообменника 2, например, радиатора, выход которого соединен с концом патрубка 3. Другим концом патрубок 3 соединен с приводом 4, например, с пневмоприводом или гидроприводом, при этом рабочая полость этого привода 4 соединена с полостями трубопровода 1, теплообменника 2, патрубка 3 и вместе с ними представляет собой составляющую часть единого канала для носителя тепла или холода. Внутри привода 4 установлен ротор 5, верхним валом 6 через подшипник 7 и распорки 8 закрепленный на внутренней части корпуса этого привода с возможностью вращения. Аналогичное крепление выполнено и для нижнего вала 9, через подшипник 10 и распорки 11 закрепленного в той же части корпуса. На конце вала 9 может быть закреплен диск 12 с установленными на нем магнитами 13, а с внешней стороны тонкого дна 14 из немагнитного материала, например из нержавеющей стали, алюминия или меди, установлен коаксиально диску 12 диск 15 из магнитного материала, например железа, закрепленный, например, на валу 16, который при помощи подшипника 17 закреплен с возможностью вращения на цилиндре 18, закрепленном на нижней части корпуса привода 4, например, при помощи фланцев или приваренном к нему. Магниты 13 могут крепиться на диске 15, установленном с внешней стороны корпуса привода 4, а диск 12 в этом случае выполняется из магнитного материала и без магнитов 13. В обоих случаях эта магнитная передача представляет собой магнитную муфту. Нижняя часть привода 4 соединена с отводящим трубопроводом 20 для выхода из него носителя тепла или холода, который через него направляется в зависимости от носителя тепла или холода в окружающую среду помещения, в дренаж, в оборотную систему теплоснабжения или холодоснабжения, при этом рабочая полость привода 4 соединена с полостью трубопровода 20. Под рабочей полостью подразумевается полость привода 4, в которой расположен ротор 5. (Фиг.1 и Фиг.2)

Выход привода 4 может быть напрямую соединен с отводящим трубопроводом 20, и одновременно этот трубопровод механически связан с его ротором 5 с возможностью совместного вращения. На конце трубопровода 20 установлен распределитель 21 с укрепленными на нем полыми лопастями 22, полости которых через распределитель 21 и полость трубопровода 20 соединены с рабочей полостью привода 5, а через нее с полостью трубопровода 1, создавая единый канал для носителя тепла или холода. Одновременно полость 23 соединена через отверстия 24, выполненные в лопастях 22, с окружающей средой. В данном примере функции теплообменника выполняют лопасти 22. Данный пример может реализоваться при помощи крепления вала 9 на заглушке 25, установленной на верхнем конце трубопровода 20, а под ней в трубопроводе 20 внутри корпуса привода 4 выполнены боковые отверстия 26, а сам трубопровод через герметизированнный подшипник 27 установлен на корпусе привода 4 с возможностью вращения (Фиг.3, Фиг.4 и Фиг.5).

Теплообменник 2 может быть установлен после привода 4, а его вал 9 проходит через его корпус, на котором он при помощи герметизированного подшипника 28 закреплен с возможностью вращения на нижней части теплообменника 2, и на конце которого закреплены сплошные лопасти 19 (Фиг.7).

В нижней части привода 4 после ротора 5 могут быть выполнены проходные отверстия 29, связывающие его рабочую полость с окружающей средой, коаксиально которым могут быть установлены сопла 30, а вал 9 через подшипник 27 соединен с лопастями 19. На дне привода 4 может быть установлено общее для всех отверстий сопло 31. Внешний направляющий конусный рассекатель 32, закрепленный на краях дна привода 4, охватывает все отверстия 29, выполненные в этом дне, а внутренний рассекатель 33 конической формы охватывает подшипник 27. Оба рассекателя служат направляющими для потока воздуха, выходящего из отверстий 29. В этом примере функции теплообменника выполняет сам привод 5 (Фиг.8).

Теплообменник 2 может иметь форму спирали (Фиг.9).

На Фиг.10 показана принципиальная схема привода 4, в котором ротор 5 имеет винтовую форму. Кроме этого, лопасти 19 и 22 могут быть выполнены гофрированными, т.е. их корпус может содержать гофры 30.

Лопасти 19 и 22 вместе с валом 16, или валом 9, или трубопроводом 20, на которых они соответственно могут быть закреплены, в целом можно считать вентилятором.

Энергоустановка работает следующим образом.

Носитель тепла или холода из его источника, например, паросиловой котельной или холодильно-компрессорного цеха, поступает по трубопроводу 1 в теплообменник 2, прогревая окружающую среду, например, воздух. Пройдя теплообменник 2, носитель тепла или холода поступает по патрубку 3 внутрь привода 4, начинает вращать ротор 5 с соединенным на нем диском 12 и магнитами 13, установленными на диске 12. Магниты 13 своим вращающимся магнитным полем через немагнитное дно воздействуют на диск 15 и, увлекая его, начинают вращать этот диск вокруг своей оси, а вместе с ним и вал 16 с установленными на нем лопастями 19, т.е. включают в работу вентилятор, который нагнетает равномерно тепло или холод, образовавшиеся вокруг теплообменника 2, в отдаленные от него зоны помещения. Если магниты 13 установлены на диске 15, диск 12, вращаясь, увлекает за собой магниты с диском 15 через магнитное поле, которым они связаны, а пройдя через него, носитель тепла или холода поступает из привода 4 в трубопровод 20. Таким образом, носитель тепла или холода одновременно является приводной средой для привода 4.

При выполнении вентилятора из полых лопастей 22 носитель тепла или холода поступает в их полости 23 через отверстия 26, выполненные в трубопроводе 20, и через сам трубопровод 20 напрямую или через распределитель 21 и, пройдя через полости 23, выходит через отверстия 24, развивая дополнительную вращающую реактивную силу, одновременно прогревая или охлаждая через лопасти 22 и выходя из них зоны помещения.

При выполнении отверстий в приводе 29 носитель тепла или холода, выходя из них, нагнетается вращающимися лопастями 19 в дальние зоны помещения. А сопла рассекателей 32 и 33 направляют выходящий из отверстий воздух на наиболее работоспособные по нагнетательным свойствам зоны лопастей 19.

Выполнение корпусов лопастей 19 и 22 гофрированными увеличивает площадь их теплопередачи.

Таким образом, во всех вышеизложенных примерах ротор привода 4 функционально связан с вентилятором, т.е. с его подвижной частью, например, с валом, на котором закреплены лопасти 19, или трубопроводом, на котором закреплены лопасти 22, напрямую или через магнитное поле, а его рабочая полость соединена с полостями составных частей канала для носителя тепла или холода, например, с внутренними полостями трубопровода 1, теплообменника 2, патрубка 3, трубопровода 20 или полостями 23 лопастей 22.

Энергоустановка содержит подающий и отводящий трубопроводы для носителя тепла или холода, теплообменник, связанный с трубопроводами для носителя тепла или холода, и вентилятор с приводом, приводной средой которого является носитель тепла или холода. Теплообменник выполнен в виде радиатора, полости подающего трубопровода и теплообменника. Рабочая полость привода и полость отводящего трубопровода соединены с образованием единого канала для носителя тепла или холода. Внутри привода установлен ротор, функционально связанный с подвижной частью вентилятора, на которой закреплены лопасти вентилятора. Использование изобретения позволит упростить конструкцию установки. 10 ил.

Энергоустановка, содержащая подающий и отводящий трубопроводы для носителя тепла или холода, теплообменник, связанный с трубопроводами для носителя тепла или холода, и вентилятор с приводом, приводной средой которого является носитель тепла или холода, отличающаяся тем, что теплообменник выполнен в виде радиатора, полости подающего трубопровода и теплообменника, рабочая полость привода и полость отводящего трубопровода соединены с образованием единого канала для носителя тепла или холода, внутри привода установлен ротор, функционально связанный с подвижной частью вентилятора, на которой закреплены лопасти вентилятора.