теплогенератор
Изобретение относится к области теплотехники. Существующие теплогенераторы имеют большие габариты и вес, а также высокую стоимость из-за наличия дутьевого вентилятора. Изобретение направлено на улучшение упомянутых характеристик. Дутьевой воздуховод топочного устройства сообщен посредством воздушной заслонки с воздушным каналом газовоздушного теплообменника, который сообщен с вентилятором теплоносителя. Изобретение уменьшает габариты и вес теплогенераторов, снижает их стоимость за счет замены нескольких вентиляторов одним. 5 з.п.ф-лы, 1 ил.
Рисунки к патенту РФ 2124167
Изобретение относится к области теплотехники. Известен теплогенератор [1], включающий топочное устройство, газовоздушный теплообменник, вентилятор теплоносителя, воздуховод горячего воздуха, кожух, дымоход и дутьевой вентилятор с воздуховодом.
Указанный теплогенератор имеет большие габариты и вес. Данная конструкция теплогенератора достаточно дорога.
Существующие теплогенераторы [1] используются для обогрева зданий и сооружений, а также для сушки различных материалов (древесина, зерно и т.д.).
Изобретение направлено на уменьшение габаритов и веса теплогенераторов, а также на их удешевление путем замены нескольких вентиляторов одним.
Сущностью изобретения является то, что в теплогенераторе, содержащем кожух, топочное устройство, газовоздушный теплообменник, дымоход, воздуховод горячего воздуха и вентилятор теплоносителя, воздуховод горячего воздуха через воздушную заслонку сообщается с дутьевым воздуховодом топочного устройства.
Изобретение иллюстрируется чертежом, где изображен общий вид предлагаемого теплогенератора.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата, заключаются в следующем.
Теплогенератор включает кожух 1, топочное устройство 2 с дутьевым воздуховодом 3, газовоздушный теплообменник 4, воздушный канал 5 которого соединен непосредственно с вентилятором теплоносителя 6 и с дутьевым воздуховодом 3 посредством регулируемой воздушной заслонки 7, а газовый канал соединен с дымоходом 8.
Теплогенератор работает следующим образом.
Воздух под давлением, создаваемым вентилятором теплоносителя 6, попадает под кожух 1 и устремляется в воздушный канал 5. Часть этого воздуха через заслонку 7 попадает в топочное устройство 2 по дутьевому воздуховоду 3, где используется для горения топлива, продукты сгорания которого, отдав тепло в теплообменнике 4 основному потоку воздуха, удаляются через дымоход 8 в дымовую трубу 9. Регулировка заслонки 7 осуществляется либо вручную, либо автоматически. Дутьевой воздуховод направляет воздух либо под колосник топочного устройства 2 для твердого топлива, работающего по принципу простой топки [3] , либо непосредственно в слой топлива топочного устройства 2, работающего по принципу простой топки [3], либо и в слой топлива, и в пространство над топливом топочного устройства 2, работающего по принципу полугазовой топки [3].
Изобретение используется в теплотехнике в качестве теплогенератора с воздушным теплоносителем. В качестве вентилятора теплоносителя используется стандартный осевой или центробежный вентилятор. Данное техническое решение опробовано на теплогенераторах серии ВЗГА. Результаты испытаний показали эффективность предлагаемого решения.
Список литературы
1. Кречетов И. В. Сушка древесины топочными газами. — М. — Л.: Гослесбумиздат, 1961, с. 169.
2. Лариков Н.Н. Общая теплотехника. Учеб. пособие для ВУЗов. Изд. 2-е, перераб. и доп. — М.: Стройиздат, 1975, с. 469.
3. Филимонов Ю.П., Старк С.Б., Морозов В.А. Металлургическая теплотехника. Т. 2. — М.: Металлургия, 1974, с. 313.
1. Теплогенератор, содержащий кожух, топочное устройство с дутьевым воздуховодом, газовоздушный теплообменник, дымоход и вентилятор теплоносителя, отличающийся тем, что дутьевой воздуховод соединен с воздушным каналом теплоносителя через регулируемую заслонку.
2. Теплогенератор по п.1, отличающийся тем, что регулирование заслонки осуществляется вручную.
3. Теплогенератор по п.1, отличающийся тем, что регулирование заслонки осуществляется автоматически.
4. Теплогенератор по п.1, отличающийся тем, что дутьевой воздуховод направляет воздух под колосник топочного устройства для твердого топлива.
5. Теплогенератор по п.1, отличающийся тем, что дутьевой воздуховод направляет воздух в слой топлива слоевого топочного устройства для твердого топлива.
6. Теплогенератор по п.1, отличающийся тем, что дутьевой воздуховод направляет воздух как в слой топлива, так и в пространство над топливом слоевого топочного устройства для твердого топлива.
кавитационный теплогенератор
Изобретение относится к теплоэнергетике и может использоваться в устройствах, преобразующих гидравлическую энергию потока в тепловую. Задачей изобретения является повышение интенсивности кавитационных процессов при одновременном получении возможности регулирования тепловыделения теплогенератора в широком диапазоне. Для решения поставленной задачи кавитационный теплогенератор содержит насос-побудитель, выход которого подключен к устройству закручивания потока на входе вихревой камеры, снабженной с обеих торцевых сторон осевыми выходными каналами, одно из которых выполнено в виде осевого сопла, гидравлически сообщенными через кольцевую корпусную камеру, снабженную дросселирущими соплами на входе и выходным направляющим аппаратом, подводящим закрученный поток жидкости к осевому соплу вихревой камеры с противоположной его закруткой, причем оба поступают в общий для них резонатор. С обеих сторон общего для теплогенератора и резонатора центрального вихревого канала установлены электродные вводы для подключения высокочастотного электрического генератора, а корпусные поверхности вихревой и кольцевой камер выполнены электроизолированными и подключены к источнику напряжения. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. 
Рисунки к патенту РФ 2312277
Изобретение относится к теплогенераторам, преобразующим гидравлическую энергию протекающего через него потока жидкости, преимущественно воды, в тепловую, но также может использоваться в качестве гомогенизатора, диспергатора, смесителя химического реактора, электролизера и т.п., устройств для ведения технологических процессов.
Известны способ и устройство преобразования гидравлической энергии в тепловую за счет процесса кавитации в жидкости с наложением пульсаций давления (патент РФ 2054604, 6 F24J 3/00), который, однако, реализуется устройством, подверженным интенсивному разрушению за счет кавитационных воздействий на обтекаемые потоком рабочие поверхности.
Наиболее близким по технической сущности является техническое решение кавитационного теплогенератора с насосом-побудителем, выход которого подключен к устройству закручивания потока на входе вихревой камеры, снабженной со стороны устройства закрутки потока осевым выходным каналом этой камеры, гидравлически сообщенным с входом насоса-побудителя, и резонатором, установленным на выходе потока жидкости из теплогенератора (патент РФ 2201561). Согласно этому решению в системе генерируют автоколебания за счет изменения подачи насоса и давления в контуре циркуляции, что не позволяет в сколь либо широких пределах регулировать мощность теплогенератора. С другой стороны кавитационные процессы, возбуждающие молекулы жидкости-воды на молекулярном уровне, в данном устройстве протекают недостаточно активно, что ограничивает возможность интенсификации процесса тепловыделения, в том числе и при пропускании электрического тока через центральный обычно ионизированный участок вихревой камеры.
Целью данного изобретения является существенное повышение интенсивности кавитационных и связанных с ними физико-химических процессов в кавитаторах с вихревой камерой при одновременном получении возможности регулирования тепловыделения теплогенератора в широком диапазоне.
Данная цель достигается тем, что кавитационный теплогенератор содержит насос-побудитель, выход которого подключен к устройству закручивания потока на входе вихревой камеры, снабженной со стороны устройства закрутки потока осевым выходным каналом этой камеры, гидравлически сообщенным с входом насоса-побудителя, и резонатором, установленным на выходе потока жидкости из теплогенератора. В вихревой камере в ее торцевой крышке, оппозитной торцу с устройством закрутки, выполнено дополнительное осевое сопло, выход из которого гидравлически сообщен с выходным каналом вихревой камеры через дополнительную корпусную кольцевую камеру, на входе потока жидкости в которую установлены дросселирующие отверстия — сопла, а на выходе расположен выходной направляющий аппарат с направлением закрутки потока, преимущественно противоположным направлению закрутки потока, выходящего из осевого сопла вихревой камеры.
Кроме того, с торцев по оси теплогенератора установлены изолированные от корпуса электродные вводы, например коаксиальные кабели, сообщенные с, по меньшей мере, одним высокочастотным источником электромагнитной энергии, например микроволновым генератором, а корпусная поверхность дополнительной кольцевой камеры выполнена электрически изолированной от вихревой камеры, и обе эти камеры подключены к источнику, например, постоянного напряжения, образующего разность потенциалов между поверхностями этих камер и общим для расположенных по оси теплогенератора его рабочих полостей приосевым вихревым потоком.
На чертеже показан пример реализации предложенного технического решения теплогенератора.
Насос-побудитель 1 своим входом 2 подключен к устройству закрутки потока 3 (направляющим лопаткам, тангенциальным каналам, спиральному каналу и т.п.) на входе в вихревую камеру 4. Со стороны устройства закрутки 3 в торцевой крышке 5 выполнен осевой выходной канал 6, гидравлически сообщенный с входом насоса-побудителя 1 через дополнительную кольцевую камеру 7, соосную камере 4, на своем по ходу жидкости входе, снабженную дросселирующими отверстиями — соплами 8, а на выходе содержащую направляющий аппарат 9, преимущественно закручивающий выходящий поток жидкости в сторону, противоположную направлению вращения жидкости в вихревой камере 4 и дополнительном ее выходном осевом сопле 10, расположенном на противоположной (относительно каналов 3 и 6) торцевой стенке камеры 4. Потоки, выходящие из сопла 10 и кольцевого сопла 11, на выходе направляющего аппарата 9 преимущественно вращаемые в противоположных направлениях, смешиваются в общей для них камере смешения 12, снабженной торцевым резонатором 13, и далее через отверстия 14 поступают на выход 15 из теплогенератора.
Работает описываемый теплогенератор следующим образом. Поступающий в камеру 4 вихревой поток жидкости разделяется на два потока. Поток, прилегающий к периферии камеры 4, втекает в осевое сопло 10, резко увеличивая скорость вращения потока. За счет повышения давления перед соплом 10 возникает обратный приосевой поток, встречный первому, который через дросселирующие сопла 8 поступает в кольцевую камеру к направляющему аппарату 9, преимущественно закручивающему поток подводимой к выходу сопла 11 жидкости в сторону, обратную закрутке потока, вытекающего из осевого сопла 10. Оба потока поступают в резонатор 13 и далее в выходной канал теплогенератора. Процесс течения жидкости через камеры 4, 7, сопла 10 и 11, камеру смешения 12, резонатор 13 и отверстия 14 сопровождается интенсивными колебаниями давления в широком диапазоне частот, электризацией встречных потоков жидкости, ударными сверхзвуковыми волновыми явлениями в каналах при критических отношениях давлений на их входе и выходе. Это вызывает возбуждение воды в широком диапазоне резонансных частот и частичное ее разложение на водород и кислород с последующим в зонах повышенного давления окислением водорода кислородом и дополнительным тепловыделением.
Для дополнительной интенсификации процесса энерговыделения и регулирования вырабатываемого тепла в торцевые стенки теплогенератора установлены электродные вводы 15, 16, например коаксиальные кабели, сообщенные с по меньшей мере одним высокочастотным электроисточником электромагнитной энергии, например микроволновым генератором 17, преимущественно с регулируемой частотой направленного излучения энергии, формируемого элементами 18, 19, вдоль общего для всех расположенных по оси рабочих полостей теплогенератора осевого вихревого обычно ионизированного парожидкостного жгута текущей среды, где за счет резонансных явлений будет происходить дополнительное возбуждение молекул воды и образование мелкодисперсионной водородно-кислородно-жидкостной смеси, по существу сгорающей в жидкости за счет адиабатического сжатия парогазовых каверн и воздействия электрических разрядов, возникающих при деформации и сжатии каверн и их электризации.
Для дополнительного разложения воды в кавитационно-возбужденном потоке камеры 4, 12, 13 выполнены электрически изолированными прокладками 20 от корпусной поверхности кольцевой камеры 9 и подключены к источнику, например, постоянного напряжения 21, образующего разность потенциалов между поверхностями 22 этих камер и приосевым вихревым общим для рабочих полостей теплогенератора потоком рабочей многофазной среды, замыкаемым на электродных вводах 15 и 16.
Регулирование тепловой мощности теплогенератора достигается изменением параметров насоса-побудителя 1, давления в контуре циркуляции потока жидкой среды, изменением рабочих параметров электроисточников 17 и 21.
Таким образом, в устройстве совмещаются и взаимно дополняются как кавитационно-вихревые процессы, так и процессы разложения воды на водород и кислород, которое за счет возбуждения молекул воды при кавитационно-вихревых процессах, процессах электролиза, ионизации встречных потоков в условиях широкого спектра воздействий на воду происходит с меньшими энергетическими затратами, что приводит к повышению энергоэффективности устройства и получению возможности управления процессом выделения теплового потока в широком диапазоне мощностей.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Кавитационный теплогенератор с насосом-побудителем, выход которого подключен к устройству закручивания потока на входе вихревой камеры, снабженной со стороны устройства закрутки потока осевым выходным каналом этой камеры, гидравлически сообщенным с входом насоса-побудителя, и резонатором, установленным на выходе потока жидкости из теплогенератора, отличающийся тем, что в вихревой камере в ее торцевой крышке, оппозитной торцу с устройством закрутки, выполнено дополнительное осевое сопло, выход из которого гидравлически сообщен с выходным каналом вихревой камеры через дополнительную корпусную кольцевую камеру, на входе потока жидкости в которую установлены дросселирующие отверстия — сопла, а на выходе расположен выходной направляющий аппарат с направлением закрутки потока, преимущественно противоположным направлению закрутки потока, выходящего из осевого сопла вихревой камеры.
2. Кавитационный теплогенератор по п.1, отличающийся тем, что с торцев по оси теплогенератора установлены изолированные от корпуса электродные вводы, например коаксиальные кабели, сообщенные с, по меньшей мере, одним высокочастотным источником электромагнитной энергии, например микроволновым генератором.
3. Кавитационный теплогенератор по любому из п.1 или 2, отличающийся тем, что корпусная поверхность дополнительной кольцевой камеры выполнена электрически изолированной от вихревой камеры, и обе эти камеры подключены к источнику, например, постоянного напряжения, образующего разность потенциалов между поверхностями этих камер и общим для расположенных по оси теплогенератора его рабочих полостей приосевым вихревым потоком.
Теплогенератор патент
- Главная
- Реестр патентов
Последние новости
(21), (22) Заявка: 2003102577/06, 30.01.2003
(24) Дата начала отсчета срока действия патента:
30.01.2003
(45) Опубликовано: 10.12.2004
(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске: RU 2188366 C1, 27.08.2002.
RU 2188365 C1, 27.08.2001.
RU 2142604 C1, 10.12.1999.
RU 2084773 C1, 20.07.1997.
US 5419306 A, 30.05.1995.
Адрес для переписки:
680000, г.Хабаровск, ул. Запарина, 49, кв.7, М.П. Леонову
(72) Автор(ы):
Зонов В.Н. (RU),
Сярг А.В. (RU),
Леонов М.П. (RU)
(73) Патентообладатель(и):
Зонов Владимир Николаевич (RU),
Сярг Александр Васильевич (RU),
Леонов Михаил Павлович (RU)
Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для нагрева воды и производства пара. Задача изобретения — обеспечение эффективного нагрева воды и производства пара теплогенератором упрощенной конструкции без применения традиционных теплоносителей и без затрат электроэнергии с обеспечением высокого коэффициента полезного действия. Поставленная задача решается тем, что теплогенератор содержит корпус, имеющий продольные сквозные, расположенные по касательной к внутренней поверхности щелевые отверстия, совпадающие ориентацией в поперечном сечении (вход — выход) с направлением движения воды, и цилиндр, на внутренней стороне которого имеются винтовые каналы для протока воды. При прохождении воды через винтовые каналы, при давлении на входе от 2 до 6 атм происходит нагрев воды с температурой на выходе от 95°С и выше с образованием пара. 2 ил.
Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для нагрева воды и производства пара для производственных и бытовых нужд.
Известны устройства, использующие изменения физико-механических параметров воды, в частности давления, объема и скорости для получения тепловой энергии.
Например, «Теплогенератор и устройство для нагрева жидкости», патент №2045715, состоящий из теплогенератора, включающего ускорители движения жидкости — перепускной патрубок и циклон, тормозные устройства, и сетевого насоса с инжекционным патрубком. Недостатком устройства является недостаточно высокий кпд и его падение при увеличении мощности устройства.
В качестве прототипа выбран «Теплогенератор механический», патент №2188366, состоящий из емкости и водонагревателя, приводящегося во вращение высокооборотным электродвигателем. Недостатком прототипа является наличие высоких скоростей вращения (8000 и более оборотов в минуту) водонагревателя.
Задача изобретения — обеспечение эффективного нагрева воды и производства пара теплогенератором упрощенной конструкции без применения традиционных теплоносителей с незначительными затратами электроэнергии с обеспечением высокого коэффициента полезного действия.
На чертеже показана схема устройства теплогенератора.
Теплогенератор (чертеж) состоит из корпуса 1, цилиндра 2, содержащего входной патрубок 3 для подачи холодной воды, переходящий в верхний кольцевой патрубок 4 для равномерного распределения подаваемой холодной воды, нижний кольцевой патрубок 5 для сбора горячей воды и пара, выходной патрубок 6 для отвода горячей воды и пара, воздушного фильтра 7, устройства регулировки разряжения 8, вентилятора 9 и крана 10 для слива воды.
Корпус 1 имеет продольные сквозные, расположенные по касательной к внутренней поверхности щелевые отверстия 11, совпадающие ориентацией в поперечном сечении (вход — выход) с направлением движения воды. Цилиндр 2 имеет на внутренней поверхности винтовые каналы 12 для протока воды.
Теплогенератор работает следующим образом. Холодная вода, поступая из водопровода под давлением через входной патрубок 3 и верхний кольцевой патрубок 4 в каналы 12, тяготея под действием центробежной силы к наружным стенкам канала 12, с большой скоростью, многократно проходит через участки канала 12, сопрягаемые с выходами щелевых отверстий 11, при этом в щелевых отверстиях 11 и, соответственно, внутри корпуса 1 в результате подсоса воздуха создается разряжение, усиливаемое работой вентилятора 9 и регулируемое устройством регулировки разряжения 8.
В моменты прохождения воды через участки канала 12, сопрягаемые с выходами щелевых отверстий 11, на границах зон повышенного давления и разряжения, согласно известному явлению, имеющему место при адиабатических процессах, локальная температура в приграничных областях зон достигает высоких значений, что приводит к разогреву воды к моменту выхода ее из канала 12 в кольцевой патрубок 5 до 100°С и выше.
Из выходного патрубка 6, по необходимости, горячая вода или пар, поступают, соответственно, в системы горячего водоснабжения, отопления, пароснабжения.
Преимуществами предлагаемого теплогенератора являются:
— отсутствует потребность в насосе, создающем давление рабочей среды, так как достаточно давления воды водопроводной сети от 2 до 6 атм;
— отсутствует потребность в высокооборотном электродвигателе, так как условия для разогрева воды создаются находящейся в статическом положении конструкцией теплогенератора;
В соответствии с сущностью изобретения изготавливается теплогенератор, содержащий корпус с тремя щелевыми отверстиями длиной L 82 мм и высотой h 0,7 мм, цилиндр с размерами D 70 мм, высотой Н 230 мм, с тремя каналами для прохода воды, высотой канала 1,5 мм и глубиной 4 мм, расположенного под углом 25° к образующей внутренней поверхности цилиндра. При давлении воды в водопроводе в 2 атм и ее температуре 16°С температура воды в выходном патрубке, на выходе, составит 95°С, при давлении воды в водопроводе более 2 атм происходит парообразование с температурой пара на выходе выше 100°С.
Теплогенератор, состоящий из корпуса, имеющего регулятор разряжения и кран для слива воды, цилиндра с входным, двумя кольцевыми и выходным патрубками, фильтра и вентилятора, при этом на внутренней поверхности цилиндра выполнены винтовые каналы для протока воды, а корпус имеет продольные сквозные, расположенные по касательной к внутренней поверхности корпуса щелевые отверстия, ориентация поперечного сечения которых совпадает с направлением движения воды.
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 31.01.2005
bd.patent.su
теплогенератор механический
Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для обогрева жилых и производственных помещений и горячего водоснабжения. Сущность изобретения заключается в том, что в теплогенераторе, содержащем емкость, подводящий и выходной патрубки, теплообменник и водонагреватель, теплообменник, являющийся одновременно гасителем кругового движения воды, представляет собой перфорированный кожух, а водонагреватель состоит из дисков, устанавливаемых между ними диафрагм, верхней крышки, установленного на верхней крышке нагнетающего патрубка, снабженного внутренним винтом Архимеда, нижней крышки, фланца, переходящего в вал, и стягивающих стержней, причем диски состоят из отдельных каплевидных сегментов, отделенных друг от друга каналами, поверхности которых построены по эвольвенте, а между наружными и внутренними частями сегментов, соединенных между собой элементами жесткости, образована полость, имеющая выходы на наружную сторону диска и в канал между сегментами. Такое выполнение теплогенератора повышает эффективность нагрева воды без применения циркуляционного насоса, увеличивает надежность и долговечность конструкции. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.
Рисунки к патенту РФ 2188366
Изобретение относится к теплотехнике и, в частности, к устройствам для нагрева воды и может быть использовано в системах отопления зданий и сооружений и для нагрева воды для производственных и бытовых нужд.
Известны устройства тепловых насосов, использующих изменения физико-механических параметров воды, в частности давления, объема и скорости, для получения тепловой энергии.
Например, тепловой насос по а.с. 458691. Но недостатком его является очень высокое рабочее давление до 1000 атм, развиваемое в корпусе, которое требует повышенной прочности корпусных деталей установки, запорной арматуры и т.п., что приводит к значительным материальным затратам и опасно для отопления жилых помещений.
В качестве прототипа выбран «Теплогенератор и устройство для нагрева жидкости», патент 2045715, состоящий из теплогенератора, включающего ускорители движения жидкости — перепускной патрубок и циклон, тормозные устройства, и сетевого насоса с инжекционным патрубком. Недостатками прототипа являются кавитационный принцип нагрева воды, уменьшающий сроки эксплуатации устройства, так как кавитация разрушает элементы конструкции; сложность конструкции — наличие двух отдельных агрегатов — теплогенератора и насоса; падение КПД при увеличении мощности устройства.
Задача изобретения — обеспечение эффективного нагрева воды без применения традиционных теплоносителей, упрощение конструкции, обеспечение высокого коэффициента полезного действия, снижение затрат электроэнергии, улучшение эксплуатационных качеств — надежности и долговечности.
На фиг. 1 показан общий вид теплогенератора; на фиг. 2 показан водонагреватель; на фиг. 3 показан диск; на фиг. 4 показан сегмент.
Теплогенератор механический состоит из емкости 1 (фиг. 1), содержащей подводящий патрубок 2 для подачи холодной воды и отделяющий ее от горячей, выходной патрубок 3 для отвода горячей воды, теплообменник 4, в котором размещен водонагреватель 5, опирающийся на подшипниковый узел 6 и приводящийся во вращение через муфту 7 высокооборотным электродвигателем 8.
Водонагреватель 5 (фиг. 2), размещенный в теплообменнике 4, одновременно являющимся гасителем кругового движения воды и представляющим собой перфорированный кожух, состоит из дисков 9, устанавливаемых между ними диафрагм 10, верхней крышки 11 и установленного на ней нагнетающего патрубка 12, снабженного внутренним винтом Архимеда, нижней крышки 13, фланца 14, переходящего в вал 15, стягивающих стержней 16.
Диск 9 (фиг. 3) диаметром «Д» и высотой «в», в центральной части которого имеется цилиндрическая полость диаметром «д», состоит из равных между собой сегментов 17 каплевидной формы, между которыми на всю высоту «в» диска 9 предусмотрены каналы 18 для прохода воды, поверхности которых построены по эвольвенте.
В каждом сегменте 17 (фиг. 4), состоящем из соединенных между собой элементами жесткости 19 внутренней части 20 и наружных частей 21, предусмотрены отверстия 22 (фиг. 3, 4) для стягивающих стержней 16, а также полость 23, где образуется вакуум при сбросе воды через выход 24 на внешнюю сторону диска 9 и через выходы 25 в канал 18.
Выход 24 и выходы 25, а также канал 18 в его выходной части для устранения явления кавитации выполнены под углом 45 o (фиг. 3, 4).
Теплогенератор работает следующим образом. При вращении водонагревателя 5 через муфту 7 высокооборотным электродвигателем 8 холодная вода, принудительно поступая из подводящего патрубка 2 через нагнетающий патрубок 12 в центральную полость составляющих водонагреватель 5 дисков 9, под действием центробежной силы, с большой скоростью и под большим давлением выходит как из центральной полости диска 9 по каналам 18 в теплообменник 4, так и из полости 23 через выходы 24 и 25, при этом в полости 23 образуется вакуум.
В каналах 18, на границах зон высокого давления и вакуума, согласно известному явлению, имеющему место при адиабатических процессах, локальная температура в приграничных областях зон достигает 10000 o С, что приводит к разогреву воды к моменту выхода ее из каналов 18 в теплообменник 4 до 100 o С и выше.
Проходя через перфорацию и открытую верхнюю часть теплообменника 4, горячая вода через выходной патрубок 3 поступает в систему горячего водоснабжения или отопления.
Наиболее эффективный нагрев воды осуществляется при соотношении диаметра «Д» диска 9 (фиг. 3) к диаметру «д» внутренней полости диска 9 как 3:1 и высоте «в» диска 9 (фиг.3), составляющей 10-15% от диаметра «Д» диска 9, при трех сегментах 17 в диске 9, при одном выходе 24 (фиг. 4) на внешнюю сторону диска 9 и трех выходах 25 (фиг. 4) в канал 18, и линейной скорости точек, находящихся на внешней стороне диска 9, в пределах 95-110 м/сек.
Мощность теплогенератора можно изменять дополнительной установкой дисков 9 и диафрагм или изменением оборотов электродвигателя 8.
Компановка теплогенератора может быть как горизонтальной, так и вертикальной, с верхним или нижним расположением электродвигателя 8.
Создаваемое водонагревателем избыточное давление воды в емкости 1 позволяет теплогенератору выполнять функции циркуляционного насоса.
Преимуществами предлагаемого теплогенератора является простота конструкции, состоящей из одного агрегата и исключающей необходимость в насосе, создающем сжатие рабочей среды, так как сжатие обеспечивается самой конструкцией водонагревателя; уменьшение возможности разрушения деталей конструкции, т. е. повышается срок эксплуатации устройства, потому что явление кавитации устраняется выполнением выходов воды из сегментов и дисков под углом 45 o ; упрощение конструкции, достигаемое за счет отсутствия разгонных и тормозных устройств, т. к. необходимые давление, скорость и температура создаются непосредственно в водонагревателе.
В соответствии с сущностью изобретения изготавливается теплогенератор с числом оборотов электродвигателя до 10000 об/мин. При этом водонагреватель состоит из 5 дисков с диаметром «Д» 210 мм, диаметром «д» цилиндрической полости 70 мм и высотой «в» 30 мм, в каждом из которых предусмотрено три сегмента, имеющих по четыре выхода из полости, где образуется вакуум, с шириной каналов между дисками в перпендикулярном сечении 2 мм. Диаметр отверстий перфорации теплообменника 3 мм. Температура воды на выходе до 100 o С, выходная мощность 3 кВт, потребляемая мощность 1 кВт.
1. Теплогенератор механический, содержащий емкость, подводящий и выходной патрубки, теплообменник и водонагреватель, отличающийся тем, что теплообменник, являющийся одновременно гасителем кругового движения воды, представляет собой перфорированный кожух, а водонагреватель состоит из дисков, устанавливаемых между ними диафрагм, верхней крышки, установленного на верхней крышке нагнетающего патрубка, снабженного внутренним винтом Архимеда, нижней крышки, фланца, переходящего в вал, и стягивающих стержней, причем диски состоят из отдельных каплевидных сегментов, отделенных друг от друга каналами, поверхности которых построены по эвольвенте, а между наружными и внутренними частями сегментов, соединенных между собой элементами жесткости, образована полость, имеющая выходы на наружную сторону диска и в канал между сегментами.
2. Теплогенератор по п.1, отличающийся тем, что водонагреватель опирается на подшипниковый узел и приводится во вращение через муфту электродвигателем, причем компановка может быть горизонтальной, вертикальной, с верхним или нижним расположением электродвигателя.
3. Теплогенератор по п.1, отличающийся тем, что мощность теплогенератора регулируется изменением количества установленных дисков и диафрагм или изменением числа оборотов электродвигателя.
www.freepatent.ru