ТЕПЛОГЕНЕРАТОР УДАРНО-ВИХРЕВОГО ТИПА Российский патент 2008 года по МПК F24J3/00 

Изобретение относится к теплотехнике, а именно к устройствам, где кинетическая энергия потока жидкости преобразуется в тепловую энергию, и может быть использовано для отопления и горячего водоснабжения промышленных и бытовых объектов.

Известен теплогенератор струйного типа "Тор" (см. патент RU №2096694), принятый за прототип. Теплогенератор содержит входное сопло, входную чашу с цилиндрической проточкой и полуторовой полостью, выходную чашу с полуторовой полостью и конусом дополнительного сопротивления, диффузоры, камеру разделения и смешения.

Недостатком прототипа является низкая теплопроизводительность.

Предлагаемым изобретением решается задача: сокращение энергозатрат за счет повышения эффективности устройства.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в повышении кпд теплогенератора за счет оптимизации конструктивной схемы.

Указанный технический результат достигается тем, что в теплогенераторе ударно-вихревого типа, содержащем входное сопло, чаши с полуторовыми полостями, камеру смешения и разделения, диффузоры, новым является то, что теплогенератор снабжен дополнительным входным соплом, размещенным напротив первого и отделенным от него камерой разделения и смешения, связанной с полуторовыми полостями прямоугольными окнами, во входных соплах и полуторовых полостях установлены завихрители с противоположным направлением закручивания, два диффузора размещены на общей оси на одной из чаш со смещением 90° относительно завихрителей, установленных в полуторовых полостях, и соединены с полуторовыми полостями.

Встречное размещение входных сопел обусловлено необходимостью обеспечения ударного столкновения двух потоков жидкости, истекающих с ускорением из сопловых отверстий, что позволяет активизировать процесс нагрева жидкости уже в камере разделения и смешения. Этому способствует и то, что входные сопла напрямую, без промежуточных полостей связаны с камерой разделения и смешения.

Камера разделения и смешения связана с полуторовыми полостями прямоугольными окнами для обеспечения истечения жидкости в полуторовые полости не по всему периметру торообразующих поверхностей, а с двух противоположных сторон.

Установка во входных соплах завихрителей с противоположным направлением закручивания обеспечивает придание встречным потокам жидкости разнонаправленной спиралеобразной формы движения, сопровождающейся выделением тепловой энергии. При ударном столкновении разнонаправленных спиралеобразных потоков жидкости нагрев жидкости происходит в максимально эффективном режиме.

Установка в полуторовых полостях на выходе из камеры разделения и смешения завихрителей по принципу, описанному выше, обусловлена теми же причинами. При выходе из обеих сторон камеры разделения и смешения образуются встречные спиралеобразные разнонаправленные потоки, при ударном столкновении которых происходит эффективный нагрев жидкости.

Размещение диффузоров, являющихся выходными отверстиями теплогенератора, на общей оси на одной из чаш со смещением 90° относительно завихрителей, установленных в полуторовых полостях, и соединение их с полуторовыми полостями обусловлено необходимостью отвода нагретой жидкости в систему теплопотребления из зоны ударного столкновения встречных вращающихся в противоположных направлениях потоков.

Технические решения с признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа, не известны и явным образом из уровня техники не следуют. Это позволяет считать, что заявляемое решение является новым и обладает изобретательским уровнем.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на

фиг.1 - общая схема теплогенератора ударно-вихревого типа,

фиг.2 - схема размещения диффузоров.

Теплогенератор ударно-вихревого типа содержит два входных сопла 1, которые герметично установлены в чаше 2 с полуторовой полостью 3 и в чаше 4 с полуторовой полостью 5. В центре чаш 2, 4 выполнена камера 6 разделения и смешения, соединенная с входными соплами 1 и полуторовыми полостями 3, 5. На чаше 2 установлены диффузоры 7, связанные с полуторовыми полостями 3 и 5. На входе входных сопел 1 установлены завихрители 8 в виде изогнутой пластины. На стенках полуторовых полостей 3, 5 напротив камеры 6 разделения и смешения жестко закреплены завихрители 9, обеспечивающие придание разделяющемуся истоку жидкости вращательного движения во встречном направлении. Камера 6 разделения и смешения соединена с полуторовыми полостями 3, 5 посредством прямоугольных окон 10.

Теплогенератор ударно-вихревого типа работает следующим образом. Жидкость под давлением подается на вход входных сопел 1 и при помощи завихрителей 8 приобретает форму спиралеобразного потока. Далее происходит поступление с ускорением встречных разнонаправленных вращающихся потоков жидкости от обоих сопел 1 в камеру 6 разделения и смещения. Здесь происходит смешение и разделение вновь образовавшегося объема жидкости с дальнейшим истечением через окна 10. Завихрители 9 формируют вращающиеся встречно потоки жидкости, ударное столкновение которых происходит в зонах диффузоров 7, через которые нагретая жидкость поступает в систему теплопотребления. Процесс нагрева жидкости обеспечивается по всему пути прохождения жидкости и наиболее эффективен в зонах ударного столкновения потоков.

Теплогенератор ударно-вихревого типа предназначен для отопления и горячего водоснабжения объектов промышленного и бытового назначения. Теплогенератор содержит два входных сопла, которые герметично установлены в чашах с полуторовыми полостями. В центре чаш выполнена камера разделения и смешения, соединенная с входными соплами и полуторовыми полостями. На чаше установлены диффузоры, связанные с полуторовыми полостями. На входе входных сопел установлены завихрители в виде изогнутой пластины. На стенках полуторовых полостей напротив камеры разделения и смешения жестко закреплены завихрители, обеспечивающие придание разделяющемуся потоку жидкости вращательного движения во встречном направлении. Камера разделения и смешения соединена с полуторовыми полостями посредством прямоугольных окон. 2 ил.

Теплогенератор ударно-вихревого типа, содержащий входное сопло, чаши с полуторовыми полостями, камеру смешения и разделения, диффузоры, отличающийся тем, что теплогенератор снабжен дополнительным входным соплом, размещенным напротив первого и отделенным от него камерой разделения и смешения, связанной с полуторовыми полостями прямоугольными окнами, во входных соплах и полуторовых полостях установлены завихрители с противоположным направлением закручивания, два диффузора размещены на общей оси на одной из чаш со смещением 90° относительно завихрителей, установленных в полуторовых полостях, и соединены с полуторовыми полостями.