ИСТОЧНИК ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ

Заявленная полезная модель относится к машиностроению в области тепловой энергетики, как эффективный источник тепловой энергии или эффективный источник теплоснабжения при преобразовании электрической энергии в тепловую, и может быть применен для отопления жилых, офисных и иных помещений, а так же в теплицах, сушильных складах и в различных технологических процессах.
Из уровня техники не известны предлагаемые устройства.
Однако, известны подобного рода источники тепловой энергии, как дисковые тепловые генераторы по преобразованию электрической энергии в тепловую энергию жидкого теплоносителя(полезная модель RU 73457) c приводом от отдельного электродвигателя, состоящие из дисков с отверстиями в отдельном полом корпусе и отдельного циркуляционного насоса, перемещающего эту жидкость через указанный корпус. Одновременно существует близкий аналог в качестве привода, содержащий электрический циркуляционный насос с мокрым ротором («Насосная азбука» WILO, DORTMUND 2006, стр. 25, чертеж в разрезе), содержащий статор, разделительный стакан, ротор на валу с крыльчаткой на одном конце и корпус.
Известные источники тепловой энергии имеют существенные недостатки: большие габариты, сложные и много узловые конструкции, требующие постоянного обслуживания, шумная их работа, а так же низкая эффективность, которые не позволяют расширить их сферу применения с одновременной экономией материалов и энергетических ресурсов.
Основными причинами, препятствующими получению технического результата заявленной полезной модели являются раздельное и много узловое  выполнение конструкции аналога, нерациональность компановки, большая материалоемкость, что ведет к потерям электрической и тепловой энергии и шумной его работе, а также приводит к большим габаритам.
Задачами, на решение которых направлена предлагаемая полезная модель, являются: кратное уменьшение габаритов, упрощение конструкции, многократное снижение шумов при их работе, а так же значительное повышение эффективности, при расширении сферы применения, экономия материалов и энергетических ресурсов.
Технический результат достигаются за счет того, что: 1. Предлагаемый источник тепловой энергии включает электрический циркуляционный насос с мокрым ротором содержащий статор, разделительный стакан, ротор на валу, с крыльчаткой на одном конце, и корпус, с выполненным в нем входным каналом, который состыкован внутри корпуса, через малый подвижный зазор с крыльчаткой, с жестко закрепленной к ней, по меньшей мере, одной, с многочисленными сквозными проходами и/или отверстиями, вращающейся перегородкой, разделяющей внутреннюю полость корпуса на напорную часть от действия крыльчатки и смежную часть, с механическим повышением температуры теплоносителя, для дальнейшего прохождения в выходной канал.
В этом варианте исполнения источника тепловой энергии большинство тепла от нагрева обмоток статора рассеивается в отапливаемую локальную окружающую среду, а в теплоноситель переходит меньшая часть.
2. Здесь повышенный технический результат достигается тем, что предлагаемый источник тепловой энергии включает электрический циркуляционный насос с мокрым ротором содержащий статор, разделительный стакан, ротор на валу, с крыльчаткой на одном конце, и корпус, с выполненной полостью для теплоносителя, облегающей и контактирующей с наружи статора для предварительного снятия тепла и подачи на входной канал, который состыкован внутри корпуса, через малый подвижный зазор с крыльчаткой, с жестко закрепленной к ней, по меньшей мере, одной, с многочисленными сквозными проходами и/или отверстиями, вращающейся перегородкой, разделяющей внутреннюю полость корпуса на напорную часть от действия крыльчатки и смежную часть, с механическим повышением температуры теплоносителя, для дальнейшего прохождения в выходной канал.
В этом варианте исполнения источника тепловой энергии большинство тепла от нагрева обмоток переходит в теплоноситель через полость, облегающую и контактирующую с наружи статора.
3. Достигаемый технический результат получается за счет того, что предлагаемый источник тепловой энергии включает электрический циркуляционный насос с мокрым ротором содержащий статор, разделительный стакан, ротор на валу, с крыльчаткой на одном конце, и корпус, с выполненной полостью с теплоносителем, облегающей и контактирующей с наружи статора для предварительного снятия тепла и подачи на входной канал, который состыкован внутри корпуса, через малый подвижный зазор с крыльчаткой, с жестко закрепленной к ней, по меньшей мере, одной, с многочисленными сквозными проходами и/или отверстиями, вращающейся перегородкой, разделяющей внутреннюю полость корпуса на напорную часть от действия крыльчатки и смежную часть, с механическим повышением температуры теплоносителя, для дальнейшего прохождения в выходной канал, при этом в разделенных полостях корпуса выполнены неподвижные радиальные гасители вращательного движения теплоносителя. В этом варианте исполнения источника тепловой энергии дополнительно переходит в теплоноситель механическая энергия вращающейся жидкости, которая преобразуется в тепло после торможения ее в неподвижных гасителях.
4. Предлагаемый источник тепловой энергии включает электрический циркуляционный насос с мокрым ротором содержащий статор, разделительный стакан, ротор на валу, с крыльчаткой на одном конце, и корпус, с выполненной полостью с теплоносителем, облегающей и контактирующей с наружи статора для предварительного снятия тепла и подачи на входной канал, который состыкован внутри корпуса, через малый подвижный зазор с крыльчаткой, с жестко закрепленной к ней, по меньшей мере, одной, с многочисленными сквозными проходами и/или отверстиями, вращающейся перегородкой в виде диска и/или поверхности вращения, разделяющей внутреннюю полость корпуса на напорную часть от действия крыльчатки и смежную часть, с механическим повышением температуры теплоносителя, для дальнейшего прохождения в выходной канал, при этом в разделенных полостях выполнены неподвижные радиальные гасители
В этом случае исполнения источника тепловой энергии, при выполнении, по меньшей мере, одной вращающейся перегородки в виде диска, как наиболее простой вариант, и/или поверхности вращения, к примеру, усеченной поверхности конуса - с большей поверхностью с многочисленными сквозными проходами и/или отверстиями позволяет оптимальным образом получать тепло от трения с теплоносителем. Возможно исполнение поверхности вращения в криволинейном виде по линии сечения плоскостью, проходящей через ось вращения, что позволит увеличить площадь трения по сравнению с конической поверхностью. Все статические, в том числе размеры, количество, расположение и конфигурация проходов и/или отверстий вращающихся перегородок, и динамические параметры устройства являются «ноу-хау», а принцип действия в математическом описании, в совокупности с параметрами изложения защищены отдельным авторским правом.
Техническим результатом, обеспечивающим приведенной совокупностью признаков, является: уменьшение габаритов, упрощение конструкции, снижение шумов при их работе, а так же повышение эффективности, для расширения сферы применения с одновременной экономией материалов и энергетических ресурсов.
В предлагаемой полезной модели все результаты, в том числе технический, достигается за счет совмещения всех выполняемых функций трех отдельных узлов: приводного электродвигателя, гидродинамического блока и циркуляционного насоса, в едином циркуляционном насосе с мокрым ротором и с цилиндрическим корпусом к нему, содержащими статор, разделительный стакан, ротор на валу с крыльчаткой на одном конце и корпус, с наружи которого выполнен прямой или в виде облегающей полости, контактирующей по наружной стороне статора, входной канал, состыкованный внутри, через малый зазор с крыльчаткой, и с жестко закрепленной к ней, по меньшей мере, одной с многочисленными сквозными проходами и/или отверстиями, вращающейся перегородкой в виде диска и/или поверхности вращения, для прохода обратного потока теплоносителя в выходной канал, при этом в полостях выполнены неподвижные гасители вращательного движения теплоносителя.
В предлагаемом устройстве отпадает необходимость использования, каких либо других источников тепловой энергии, более того одновременно происходит генерация и принудительная циркуляция теплоносителя непосредственно на месте нахождения потребителя. Здесь происходит полное преобразование подаваемой и потребляемой электрической энергии в тепловую энергию, через механическую, индукционную и гидродинамическую составляющие непосредственно в теплоноситель и в окружающую отапливаемую локальную среду, при одновременной принудительной циркуляции по контуру или выравнивании температуры всей отопительной системы на месте нахождения потребителя.
Краткое описание чертежа.
Источник тепловой энергии, по приведенному чертежу в разрезе, включает электрический циркуляционный насос с мокрым ротором, содержащий статор 1, разделительный стакан 2, ротор на валу 3 с крыльчаткой 4 на одном конце и корпус 5, с наружи в корпусе выполнен входной канал 6, состыкованный внутри корпуса 5, через малый подвижный зазор 7 с крыльчаткой, с жестко закрепленной к ней, по меньшей мере, одной, с многочисленными сквозными проходами и/или отверстиями вращающейся перегородкой 8, разделяющей внутреннюю полость корпуса на напорную часть 9 от действия крыльчатки и смежную часть 10, с механическим повышением температуры теплоносителя, для дальнейшего прохождения в выходной канал 11.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что с наружи статора выполнена полость 12 с теплоносителем, облегающая и контактирующая со статором, для предварительного снятия тепла и подачи на входной канал.
3. Устройство по п.п. 1, 2, отличающееся тем, что в разделенных полостях выполнены неподвижные радиальные гасители 13 вращательного движения теплоносителя.
4. Устройство по п.п. 1, 2, 3, отличающееся тем, что вращающаяся перегородка выполнена в виде диска 8 и/или поверхности вращения 14.
Для полноты представления предлагаемого технического решения на чертеже показано уплотнительное кольцо 15 между корпусом и разделительным стаканом электродвигателя с мокрым ротором. Так же показана клеммная панель 16 для электрического питания, предлагаемого устройства.
Контур с входным каналом 12 в виде улитки с полостью, контактирующей по наружной стороне статора, показан штриховыми линиями отдельно. Сплошными стрелками показано направление перемещения теплоносителя при работе данного источника тепловой энергии по варианту 1, или без полости 12, к примеру, в виде улитки облегающей статор. В случае выполнения предлагаемого устройства по второму варианту входной канал 6 может быть перемещен к началу полости, прилегающей с наружи статора, на чертеже показан с торца штриховым кругами наружной и внутренней стенок, а направление потока теплоносителя показано прерывистыми стрелками.
Осуществление полезной модели.
Устройство работает следующим образом. Через клеммную коробку 16 подается электрическая энергия на статорные обмотки электромотора, в результате чего вращается ротор на валу 3 от статора 1 циркуляционного насоса, через разделительный стакан 2 с мокрым ротором, который в свою очередь приводит во вращательное движение крыльчатку 4 и, по меньшей мере, одну с многочисленными сквозными проходами и/или отверстиями, вращающуюся перегородку 8, которая в свою очередь делит внутреннюю полость корпуса на напорную часть 9 и смежную часть 10 для дальнейшего прохода теплоносителя в выходной канал 11. С помощью крыльчатки 4 насоса создается давление или напор жидкости между вращающейся перегородкой 8 и левой стенкой цилиндрического корпуса 5. Теплоноситель поступает по входному каналу 6 или как вариант по входному каналу через облегающую и контактирующую полость 12, по наружной стороне статора. От входного канала 6, состыкованного внутри корпуса, через малый зазор 7 с крыльчаткой, жидкость попадает в напорную полость, откуда проходит через проходы и/или отверстия вращающейся перегороди 8, где нагревается при отсечении потока множествами отверстий, до определенной температуры и проходит в выходной канал 11 с повышенной тепловой энергией.
В случае третьего варианта работы предлагаемого устройства, где в разделенных полостях корпуса выполнены неподвижные гасители 13, вращательного движения теплоносителя, происходит его механическое торможение или превращение кинетической энергии синхронного вращения жидкости в теплоту и передача дополнительной тепловой энергии потоку в выходной канал.
При работе предлагаемого устройства, каждый из вариантов 1, 2, 3 и 4 исполнения, повышает эффективность источника тепловой энергии при ее снятии теплоносителем с последующей одновременной и принудительной подачей к потребителю. Подобных, с комплексными функциями, источников тепловой энергии не выявлено.
Поскольку, согласно технической документации циркуляционных насосов с мокрым ротором, охлаждение обмоток статора частично происходит жидкостью между разделительным стаканом и мокрым ротором, то все виды тепловых потерь классических электродвигателей, в нашей конструкции идут на повышение температуры теплоносителя и суммируются при прохождении в выходном канале предлагаемого источника тепловой энергии. На этом основании эффективность предлагаемого источника тепловой энергии выше, чем у существующих устройств из известного уровня техники.
Приведенное устройство источника тепловой энергии является новым, ранее не известно, промышленно применимо и безопасно в эксплуатации при использовании на основе сертифицированных циркуляционных насосов с мокрым ротором.
Источники информации:
1. «Устройство для получения тепловой энергии» полезная модель RU 73457, Урпин К.В., Никитский В.П.
2. «Насосная азбука» WILO, Dortmund 2006, стр. 25, чертеж в разрезе.