Двухфазный вихревой теплогенератор



Двухфазный вихревой теплогенератор
Двухфазный вихревой теплогенератор
Двухфазный вихревой теплогенератор

 


Владельцы патента RU 2431087:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУ ВПО "КубГТУ") (RU)

Изобретение относится к области теплотехники, к конструкциям агрегатов, преобразующих кинетическую энергию потока в тепловую, и может быть использовано в системах отопления зданий, транспортных средств, подогрева жидкости. Задачей изобретения является повышение производительности. Для этого предлагается двухфазный вихревой теплогенератор, включающий корпус с цилиндрической частью, оснащенный циклоном, тормозное устройство, центральную втулку, выходной патрубок, на торце циклона в центре смонтирован конус, оснащенный входным патрубком и имеющий возможность свободно перемещаться вдоль оси циклона, центральная втулка тормозного устройства имеет отверстия для перетока жидкости из выходного патрубка в корпус с цилиндрической частью, выходной патрубок через входной патрубок энергоразделителя соединен с циклоном энергоразделителя, на торце циклона энергоразделителя смонтирован конфузор, на торце конфузора установлена накопительная емкость, в центре циклона энергоразделителя установлена втулка энергоразделителя, закрепленная на торце циклона с возможностью свободного перемещения вдоль его оси, на свободном конце втулки энергоразделителя закреплен регулирующий конус. Площадь сечения конуса в его основании равна или больше площади сечения корпуса с цилиндрической частью, причем в центре конуса выполнено эжекционное отверстие для ввода газа или жидкости. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к области теплотехники, к конструкциям агрегатов, преобразующих кинетическую энергию потока в тепловую, и может быть использовано в системах отопления зданий, транспортных средств, подогрева жидкости для производственных и бытовых нужд, стерилизации жидкостей.

Известна конструкция теплогенератора для отопления зданий и сооружений (RU 2329438 C1, МПК F24J 3/00 (2006.01), опубл. 20.07.2008), который содержит циклон, выполненный в виде батареи из сообщающихся секций, снабженных средствами подачи рабочей жидкости, обеспечивающими противоположно направленное вращение потока жидкости в смежных секциях. В циклоне имеется торцевой вход, сообщающийся с входным патрубком. В торцевом входе циклона может быть установлен кавитатор. Тормозное устройство может быть выполнено в виде кавитатора. В корпусе выполнены инжекционные каналы, соединяющие входной патрубок с полостями секций циклона со стороны цилиндрических стенок секций.

Недостатками данного устройства-аналога являются сложность конструкции и большие габариты.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению выбран «Теплогенератор и устройство для нагрева жидкостей» (RU 2045715 C1, 6 F25B 29/00), имеющий корпус с цилиндрической частью, оснащенный циклоном, торцевая сторона которого соединена с цилиндрической частью корпуса, в основании которой, противолежащей циклону, смонтировано тормозное устройство. За тормозным устройством в цилиндрической части корпуса установлено дно с выходным отверстием, сообщающимся с выходным патрубком, соединенным с циклоном с помощью перепускного патрубка, причем соединение выполнено на торце циклона, противолежащем цилиндрической части корпуса и соосно последнему. Тормозное устройство выполнено по меньшей мере из двух радиально расположенных ребер, закрепленных на центральной втулке. В перепускном патрубке ниже зоны его соединения с циклоном установлено дополнительное тормозное устройство. Отношение диаметра цилиндрической части корпуса и выходного отверстия инжекционного патрубка равно или больше 2.

Недостатками устройства-прототипа являются низкая теплопроизводительность при наличии протяженных участков, где жидкость перемещается со снижением кинетической энергии без выделения теплоты, сложность конструкции из-за наличия нескольких функциональных элементов, конструктивно выполненных последовательно, большие габариты.

Техническим результатом изобретения является преобразование кинетической энергии потока жидкости в двухфазном вихревом теплогенераторе в тепловую.

Задачей изобретения является: разработка двухфазного вихревого теплогенератора с уменьшением протяженных участков, для повышения теплопроизводительности и преобразования кинетической энергии в тепловую.

Технический результат достигается тем, что в двухфазный вихревой теплогенератор включается корпус с цилиндрической частью, оснащенный циклоном, тормозным устройством, центральной втулкой, выходным патрубком, на торце циклона в центре смонтирован конус, оснащенный входным патрубком, который имеет возможность свободно перемещаться вдоль оси циклона, центральная втулка тормозного устройства имеет отверстия для перетока жидкости из выходного патрубка в корпус с цилиндрической частью, выходной патрубок через входной патрубок энергоразделителя соединен с циклоном энергоразделителя, на торце циклона энергоразделителя смонтирован конфузор, на торце конфузора установлена накопительная емкость, в центре циклона энергоразделителя установлена втулка энергоразделителя, закрепленная на торце циклона энергоразделителя, с возможностью свободного перемещения вдоль оси циклона энергоразделителя, на свободном конце втулки энергоразделителя закреплен регулирующий конус. Площадь сечения конуса в его основании равна или больше площади сечения корпуса с цилиндрической частью, причем в центре конуса выполнено эжекционное отверстие для ввода газа или жидкости. Циклон оснащен входным патрубком, причем входной патрубок имеет коническую форму.

Благодаря тому что двухфазный вихревой теплогенератор снабжен конусом, существует возможность регулирования процесса нагрева жидкости. Отверстия в центральной втулке тормозного устройства обеспечивают равномерное распределение давления в корпусе. Циклон энергоразделителя ускоряет и закручивает двухфазный поток, тем самым обеспечивая эффективное разделение двухфазного потока. Конфузор способствует плавному стеканию жидкости в накопительную емкость. Через втулку энергоразделителя газовая фаза покидает энергоразделитель. Регулирующий конус обеспечивает возможность регулирования процесса разделения двухфазного потока. В связи с предложенной конструкцией двухфазного вихревого теплогенератора и совокупностью всех существующих признаков, изложенных в формуле изобретения, позволяют достичь желаемый технический результат.

Двухфазный вихревой теплогенератор представлен на чертеже, где на фиг.1 показан общий вид устройства, на фиг.2 показан вид сверху, на фиг.3 изображен разрез по A-A. Заявляемое устройство включает корпус 1 с цилиндрической частью, оснащенный циклоном 2, торцевая сторона которого соединена с цилиндрической частью корпуса 1, на противолежащем цилиндрической части корпуса 1 торце циклона 2 в центре смонтирован конус 3, причем площадь сечения конуса 3 в его основании равна или больше площади сечения корпуса 1 с цилиндрической частью, конус 3 имеет возможность свободно перемещаться вдоль оси циклона 2, в центре конуса 3 имеется эжекционное отверстие 4 для ввода газа или жидкости, циклон 2 оснащен входным патрубком 5, причем входной патрубок 5 имеет коническую форму, в основании цилиндрической части корпуса 1, противолежащей циклону 2, установлено тормозное устройство 6, тормозное устройство 6 выполнено по меньшей мере из двух радиально расположенных ребер, закрепленных на центральной втулке 7, центральная втулка 7 смонтирована на глухом торце выходного патрубка 8, который, в свою очередь, смонтирован на цилиндрической части корпуса 1, противолежащей циклону 2, центральная втулка 7 имеет отверстия 9 для перетока жидкости из выходного патрубка 8 в корпус 1; выходной патрубок 8 через входной патрубок энергоразделителя 10 соединен с циклоном энергоразделителя 11, на торце циклона энергоразделителя 11 смонтирован конфузор 12, на торце конфузора 12 установлена накопительная емкость 13, в центре циклона энергоразделителя 11 имеется втулка энергоразделителя 14, закрепленная на торце циклона энергоразделителя 11, причем втулка энергоразделителя 14 имеет возможность свободно перемещаться вдоль оси циклона энергоразделителя 11, на свободном конце втулке энергоразделителя 14 закреплен регулирующий конус 15.

Двухфазный вихревой теплогенератор работает следующим образом: поток жидкости через входной патрубок 5 подается в циклон 2, где он ускоряется и закручивается, при этом происходит приращение кинетической энергии жидкости, и жидкость попадает в цилиндрическую часть корпуса 1; уже частично нагретая жидкость еще с запасом кинетической энергии попадает в тормозное устройство 6, где падает ее скорость и изменяется давление, что соответственно приводит к дальнейшему повышению температуры жидкости, скорость жидкости в цилиндрической части корпуса 1 регулируется в результате перемещения конуса 3 вдоль оси циклона 2, для повышения эффективности нагрева жидкости в конусе 3 имеется эжекционное отверстие 4 для ввода в поток газообразной или жидкой фазы, после тормозного устройства 6 жидкость попадает в выходной патрубок 8, откуда, через входной патрубок энергоразделителя 10, подается в циклон энергоразделителя 11, в котором происходит повторное ускорение и закрутка потока жидкости, проходя через щель между конфузором 12 и регулирующим конусом 15, поток жидкости стекает по стенки конфузора 12 в накопительную емкость 13, на стенках конфузора 12 происходит десорбция потока жидкости, при десорбции закрученного потока жидкости на ее поверхностной пленке происходит массовый взрыв пузырьков газа, газ покидает устройство через втулку энергоразделителя 14.

1. Двухфазный вихревой теплогенератор, включающий корпус с цилиндрической частью, оснащенный циклоном, тормозное устройство, центральную втулку, выходной патрубок, отличающийся тем, что на торце циклона в центре смонтирован конус, оснащенный входным патрубком и имеет возможность свободно перемещаться вдоль оси циклона, центральная втулка тормозного устройства имеет отверстия для перетока жидкости из выходного патрубка в корпус с цилиндрической частью, выходной патрубок через входной патрубок энергоразделителя соединен с циклоном энергоразделителя, на торце циклона энергоразделителя смонтирован конфузор, на торце конфузора установлена накопительная емкость, в центре циклона энергоразделителя установлена втулка энергоразделителя, закрепленная на торце циклона энергоразделителя, с возможностью свободного перемещения вдоль оси циклона энергоразделителя, на свободном конце втулки энергоразделителя закреплен регулирующий конус.

2. Двухфазный вихревой теплогенератор по п.1, отличающийся тем, что площадь сечения конуса в его основании равна или больше площади сечения корпуса с цилиндрической частью, причем в центре конуса выполнено эжекционное отверстие для ввода газа или жидкости.

3. Двухфазный вихревой теплогенератор по п.1, отличающийся тем, что циклон оснащен входным патрубком, причем входной патрубок имеет коническую форму.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к средствам извлечения геотермальной энергии массива горных пород и может использоваться для обогрева зданий и сооружений. .

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в системе использования низкотемпературной энергии, содержащей контур коллектора, заполненного первым рабочим раствором, теплопередающий контур, заполненный вторым рабочим раствором, теплообменник, выполненный с возможностью теплопереноса между рабочими растворами контура коллектора и теплопередающим контуром.

Изобретение относится к теплотехнике, в частности к системам теплоснабжения помещений. .
Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства. .

Изобретение относится к ветроэнергетике, а именно к энергетическим установкам, использующим для своей работы энергию ветра и предназначенным для нагрева воды для бытовых и производственных нужд.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для получения тепловой энергии:- автономно для подачи перегретого пара на промышленные и бытовые теплообменники, турбоустановки, турбогенераторы и другие потребители перегретого водяного пара;- в ядерных энергетических установках с реакторами типа ВВЭР как для непосредственного перегрева насыщенного пара, так и для смешения насыщенного пара с перегретым паром с целью повышения коэффициента полезного действия, увеличения мощности, сокращения расхода охлаждающей воды, понижение влажности пара перед последними ступенями турбин, что позволит заменить турбины влажного пара на турбины перегретого пара для атомных электрических станций и транспортных установок, например, судовых и корабельных с повышением коэффициента полезного действия, мощности, надежности и безопасности эксплуатации;- по мощности и своим весогабаритным характеристикам энергетическая установка может быть использована в транспортных энергоустановках железнодорожного типа;- при заводском блочном исполнении агрегатов установки она может доставляться на стройплощадку посредством: автомобильного транспорта, например трейлер с тягачом типа «Faun», воздушным транспортом транспортным самолетом типа «Руслан», экранопланом, водным транспортом речным и морским.

Изобретение относится к теплотехнике, а именно к мобильным автономным устройствам для получения тепловой и электрической энергии, и может быть использовано для электрообеспечения, отопления и горячего водоснабжения различных стационарных и временно развернутых помещений различного назначения, не имеющих централизованных источников энергии, в т.ч.

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к агрегатам, предназначенным для работы в замкнутых системах теплоснабжения. .

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к использованию низкотемпературной энергии земного грунта. .

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для нагрева жидкости. .

Изобретение относится к энергетике и может использоваться в водонагревателях, где тепло генерируется только при течении воды

Изобретение относится к получению тепла, образующегося иначе, чем в процессах горения

Изобретение относится к теплоэнергетике

Изобретение относится к энергетике и может использоваться для отопления жилых и нежилых помещений

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для теплоснабжения и горячего водоснабжения децентрализованных объектов малой мощности с использованием возобновляемых источников энергии (ВИЭ)
Изобретение относится к теплоснабжению жилых и производственных помещений, а именно к способам нагрева теплоносителей различных отопительных систем
Изобретение относится к теплоснабжению жилых и производственных помещений, а именно к способам нагрева теплоносителей различных отопительных систем

Изобретение относится к химической промышленности и машиностроению и может быть использовано для нагрева поверхностей различных объектов до требуемой температуры методом лучистого теплообмена и, в частности, наиболее эффективно может быть использовано в вакууме, например, работах, связанных с высокотемпературными возгонками материалов при химическом синтезе новых материалов

Изобретение относится к тепловому излучателю для нагрева пастообразного материала до высокой температуры в условиях низкого вакуума и проведения высокотемпературного пиролиза пастообразного материала

Изобретение относится к области сбора отходов, в частности к рекуперации и рециркуляции энергии из системы сбора отходов
Наверх