Теплогенератор для нагрева жидкостей

 

Изобретение относится к устройствам для нагрева жидкости и может быть использовано для отопления зданий. Теплогенератор для нагрева жидкостей, имеющий цилиндрический корпус с циклоном - ускорителем потока жидкости в его нижней части, тормозное устройство в верхней части корпуса, выпускной патрубок, соединенный с циклоном с помощью перепускного патрубка, причем соединение выполнено на торце циклона соосно ему, торец циклона установлен под углом 10^o к его радиальному сечению, а внешняя стенка инжекционного патрубка на входе в корпус снабжена направляющей лопастью, прикрепленной к торцу циклона. При этом внешняя стенка инжекционного патрубка и направляющая лопасть выполнены по логарифмической спирали с длиной направляющей лопасти более πR/2, где R - внутренний радиус корпуса, а циклон и цилиндрический корпусы выполнены с одинаковым радиусом. Техническим результатом является повышение термодинамической эффективности преобразования энергии. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к устройствам для отопления зданий и сооружений.

Известен теплогенератор /1/, содержащий герметичный сферический корпус с расположенным в нем теплообменником, сетевой насос, подающую и обратную тепломагистрали с запорными вентилями. Недостаток этого теплогенератора - высокие рабочие давления, достигающие 1000 атм.

Наиболее близким по технической сущности является теплогенератор для нагрева жидкостей /2/, имеющий цилиндрический корпус с циклоном, ускорителем потока жидкости в его нижней части, тормозное устройство в верхней части корпуса, выпускной патрубок, соединенный с циклоном с помощью перепускного патрубка, причем соединение выполнено на торце циклона соосно ему.

Недостаток этого теплогенератора - невысокая термодинамическая эффективность преобразования энергии.

Цель изобретения - повышение термодинамической эффективности преобразования энергии.

Указанная цель достигается тем, что в теплогенераторе для нагрева жидкостей, имеющем цилиндрический корпус с циклоном-ускорителем потока жидкости в его нижней части, тормозное устройство в верхней части корпуса, выпускной патрубок, соединенный с циклоном с помощью перепускного патрубка, торец циклона установлен под углом 10^o к его радиальному сечению, а внешняя стенка инжекционного патрубка на входе в корпус снабжена направляющей лопастью 10, прикрепленной к торцу циклона. При этом внешняя стенка инжекционного патрубка и направляющая лопасть выполнены по логарифмической спирали с длиной направляющей лопасти более πR/2, где R - внутренний радиус корпуса. При этом цилиндрический корпус и циклон выполнены с одинаковым радиусом.

Благодаря тому, что торец циклона установлен под углом 10^o к его радиальному сечению, внешняя стенка инжекционного патрубка на входе в корпус снабжена направляющей лопастью, а внешняя стенка инжекционного патрубка и направляющая лопасть выполнены по логарифмической спирали с длиной направляющей лопасти более πR/2, где R - внутренний радиус корпуса. При условии, что циклон и цилиндрический корпусы выполнены с одинаковым радиусом, происходит ускорение и закручивание потока жидкости с наименьшими потерями энергии, что обуславливает повышение термодинамиической эффективности преобразования энергии.

При анализе уровня техники в целях проверки новизны заявляемого теплогенератора не обнаружены аналоги с перечисленной совокупностью вышеназванных признаков. Следовательно, описанное техническое решение соответствует критерию "новизна".

На фиг. 1 показан общий вид теплогенератора для нагрева жидкости, на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез В-В на фиг 1.

Теплогенератор содержит цилиндрический корпус 1, с циклоном 2 - ускорителем движения жидкости в его нижней части. В верхней части корпуса 1 установлено тормозное устройство 3, предусматривающее несколько ребер 4, закрепленных на внешней поверхности тормозного устройства. За тормозным устройством 3 установлен выходной патрубок 5. На входе в циклон 2 тангенциально установлен инжекционный патрубок 6 с выходным отверстием 7. Выпускной патрубок 5 соединен с циклоном 2 с помощью перепускного патрубка 8. Соединение выполнено на торце циклона 9 соосно ему. Причем торец циклона 9 установлен под углом 10^o к его радиальному сечению, а внешняя стенка 10 инжекционного патрубка 6 на входе в циклон 2 снабжена направляющей лопастью 11, прикрепленной к торцу циклона 9. При этом внешняя стенка инжекционного патрубка 10 и направляющая лопасть 11 выполнены по логарифмической спирали с длиной направляющей лопасти более πR/2, где R - внутренний радиус корпуса, а цилиндрический корпус 1 и циклон 2 выполнены с одинаковым радиусом.

Работает теплогенератор следующим образом.

При подаче жидкости через инжекционный патрубок 6 жидкость под давлением 0.4-0.6 МПа направляется в циклон 2, ускоритель движения. При прохождении через входное отверстие 7 за счет сил трения жидкость частично нагревается. В циклоне 2 происходит ускорение движения жидкости и ее закручивание. При закрученном движении в цилиндрическом корпусе 1 происходит изменение давления жидкости, что приводит к увеличению температуры жидкости. При прохождении через тормозное устройство 4 кинетическая энергия жидкости падает, что обуславливает дальнейшее повышение температуры жидкости. Благодаря тому, что торец циклона 9 установлен под углом 10^o к его радиальному сечению, внешняя стенка инжекционного патрубка 6 на входе в корпус 1 снабжена направляющей лопастью 10, и они выполнены по логарифмической спирали с длиной направляющей лопасти более πR/2, где R - внутренний радиус корпуса. При условии, что цилиндрический корпус 1 и циклон 2 выполнены с одинаковым радиусом, происходит ускорение и закручивание потока жидкости с наименьшими потерями энергии, что обуславливает повышение термодинамической эффективности преобразования энергии.

Проведенные эксперименты показали, что при одинаковом количестве потребляемой электроэнергии вода в предлагаемом теплогенераторе нагревалась на 15^oC выше, чем в теплогенераторе-прототипе.

Для изготовления теплогенератора в промышленных условиях используется стандартное оборудование и материалы.

Литература 1. SU 458591, кл. F 25 B 29/00, 1972.

2. RU 2045715, кл. F 25 B 29/00, 1995.

Формула изобретения

1. Теплогенератор для нагрева жидкостей, имеющий цилиндрический корпус с циклоном-ускорителем потока жидкости, в его нижней части, тормозное устройство в верхней части корпуса, выпускной патрубок, соединенный с циклоном с помощью перепускного патрубка, причем соединение выполнено на торце циклона соосно ему, отличающийся тем, что торец циклона установлен под углом 10^o к его радиальному сечению, а внешняя стенка инжекционного патрубка на входе в корпус снабжена направляющей лопастью, прикрепленной к торцу циклона.

2. Теплогенератор по п.1, отличающийся тем, что внешняя стенка инжекционного патрубка и направляющая лопасть выполнены по логарифмической спирали с длиной направляющей лопасти более π R/2, где R - внутренний радиус корпуса.

3. Теплогенератор по пп.1 и 2, отличающийся тем, что циклон и цилиндрический корпус выполнены с одинаковым радиусом.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3