Тепловой насос Советский патент 1988 года по МПК F25B29/00 F25B13/00 

Изобретение относится к области теплотехники, а именно к устройствам позволяющим повышать температурные параметры воды при использовании теп- ла тепловых отходов, природных источников, геотермапьньк вод, а также используя тепло низкотемпературньк тап- ловых ресурсов,

I.

Цель изобретения - снижение энергоемкости путем использования энергии подаваемой воды на вращение вала.

На фиг.1 изображен вертикальный разрез теплового насоса; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Тепловой насос содержит корпус 1, размещенное в нем .на вертикальном валу 2 рабочее колесо 3 с лопатками 4, образующими каналы с тангенциальными соплами 5 на выходе, патрубок 6 подвода жидкости, патрубок 7 вывода нагретой жидкости, разбрызгиватель 8, гидрореактивную турбину 9, закреплен

ную в верхней части вертикального вала 2 и подключенную к патрубку 6 подвода жидкости, а также расположенный между турбиной 9 и рабочим колесом 3 сепаратор, содержащий цилиндрический корпус 10 с трубопроводами 11 и 12 отвода избытка жидкости и избытка пара соответственно, снабженными индивидуальными автоматическими регуляторами 13 и 14 расхода. В корпусе 10 коаксиально ему расположены один над другим направляющий кожух 15 и центральный цилиндр 16. Разбрызгиватель 8 расположен по центру рабочего колеса 3 и выполнен в виде перфориро- ванного пустотелого усеченного кону- .са, переходящего в верхней части в цилиндр и охватывающего снизу цент- ральньй цилиндр 16 сепаратора. Гидрореактивная турбина 9 имеет каналы 17j на конце которых по касательной рас- положены сопла 1.8, а также корпус 19 Насос имеет уплотнения 20, 21 и 22, В месте соединения трубопровода 12 с цилиндрическим корпусом 10 установлен отбойный лист 23. Направляющий кожух 15 закреплен на подвесках 24, К цилиндрическому корпусу 10 подсоединена барометрическая трубка 25, подключенная вместе с патрубком 11 к резервуару 26, который связан тру- бопроводом 27 с открытым резервуаром 28, На патрубке 7 расположен датчик 29 температуры, по сигналам которого вырабатываются управляющие сигналы

на регуляторы 13 и 14. Вал 2 опирается на пяту-подщипник 30.

Тяговый насос работает следующим образом.

Вода, подлежащая нагреву, по патрубку 6 подается в гидрореактивную турбину 9 и затем по каналам 17 к соплам- 18. Под влиянием низкого давления, которое создается колесом 3 и поддерживается конденсатором, вода в соплах 18 вскипает, при этом образуется пароводяная смесь, выходящая из сопел 18 в корпус 19 с большой скоростью и обладающая кинетической энергией, эквивалентной работе пара, получаемого при вскипании воды и соплах 18. Под влиянием реактивной силы, приложенной к гидрореактивной турбине 9, создается ее вращение с валом 2. Пароводяная смесь из корпуса 19 через проем в днище поступает в цилиндрический корпус 10 сепаратора теплового насоса. Направляющим кожухом 15 вода отделяется от пароводяной смеси и отводится в емкость, образованную корпусом 10 и центральным цилиндром 16. По мере повышения уровня в емкости вода вместе с паром поступает в рабочее колесо 3, где она сжимается, при этом пар конденсируется в жидкость и нагревает ее до высокой температуры. Вода, поступая в сопла 5, повышает свою скорость со снижени- .ем давления, при этом образуется реактивная сила, способствующая вращению колеса 3. Избыточньй сепаратора через клапан 14 отводится в конденсатор, а избыточная вода по трубопроводу 11 через регулятор 13 подается в резервуар 26 и оттуда на слив в резервуар 28. Формула изо, бретения

1. Тепловой насос, содержащий корпус и размещенное в нем на вертикальном в алу рабочее колесо с лопатками, образующими каналы с тангенциальными соплами на выходе, патрубок подвода жидкости, патрубок вывода нагретой жидкости и разбрызгиватель, отличающийся тем, что, с целью снижения энергоемкости путем использования энергии подаваемой воды на вращение вала, насос дополнительно содержит закрепленную в верхней части вала гидрореактивную турбину, подключенную к патрубку подвода жидкости, и расположенный между турбиной и рабочнм колесом сепаратор, содержащий цилиндрический корпус с трубопроводами отвода избытка жидкости и избытка пара, снабженными индивидуальными автоматическими регуляторами расхода, и расположенные в корпусе коаксиально ему один над направляющий конус и центральный цилиндр.

2. Насос ПОП.1, отличающийся тем, что разбрызгиватель расположен по центру рабочего колеса и выполнен в виде перфорированного пустотелого усеченного конуса, переходящего в верхней части в цилиндр и охватывающего снизу центральный цилиндр сепаратора.

Изобретение м.б. использовано в устройствах, позволяющих повышать температурные параметры воды при использовании тепла тепловых отходов, природных источников, геотермальных вод и тепла низкотемпературных тепловых ресурсов. Цель изобретения - снижение энергоемкости насоса. Насос дополнительно содержит закрепленную .в верхней части вала гидрореактивную турбину 9, подключенную к патрубку 6 подвода жидкости, и расположенный между турбиной 9 и рабочим колесом 3 сепаратор, содержащий цилиндрический корпус 10 с трубопроводами 11 и 12 отвода избытка жидкости и пара, снабженными индивидуальными- автоматическими регуляторами 13 и 14 расхода. В корпусе 10 коаксиально ему расположены один над другим направляющий кожух 15 и центральный цилиндр 16. Разбрызгиватель 8 расположен по центру рабочего колеса 3 и выполнен в виде перфори- рованного пустотелого усеченного конуса, переходящего в верхней части в цилиндр и охватывающего центральный цилиндр 16 сепаратора.Такая конструкция насоса позволяет использовать энергию подаваемой воды на вращение вала, так как вода, поступая в сопла, по- вьппает свою скорость со снижением давления, при этом образуется реактивная сила, способствующая вращению колеса 3. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. у6 (Л со 00 4 оо со .t

f/errrpcf ef uf Spaufef ua

фие.г