Теплогенератор

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.

 

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.

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.