ТЕПЛОГЕНЕРАТОР

Полезная Модель относится к теплоэнергетике, в частности к устройствам для нагрева жидкости, и может быть использована в системах отопления зданий и сооружений, транспортных средств, подогрева воды для производственных и бытовых нужд, а также для подогрева непосредственно в трубопроводе вязких жидкостей типа нефти и мазута с целью снижения вязкости улучшения ее реологических свойств.
Известен теплогенератор и устройство для нагрева жидкостей [1].
Теплогенератор содержит корпус с цилиндрической частью, где установлен ускоритель движения жидкости, выполненный в виде циклона, торцевая сторона которого соединена с частью корпуса. В основании цилиндрической части, противолежащей циклону, смонтировано тормозное устройство. За тормозным устройством в цилиндрической части корпуса установлено дно с выходным отверстием, соединенным с циклоном с помощью перепускного патрубка. В перепускном патрубке ниже зоны его соединения с циклоном установлено дополнительное тормозное устройство.
Недостатком описанного теплогенератора являются большие габариты, конструктивная сложность в изготовлении, недостаточная эффективность нагрева жидкости.
Известен генератор гидравлический [2].
Теплогенератор выполнен в виде трубы, состоящей из закручивающего устройства, корпуса и патрубка отвода нагретой жидкости. Для повышения эффективности процесса преобразования энергии, поступающей в теплогенератор жидкости, в тепло, корпус вихревой трубы и патрубок отвода нагретой жидкости установлены по разные стороны входного закручивающего устройства. Внутренняя полость корпуса вихревой трубы представляет собой расширяющейся от горловины усеченный конус, внутренние стенки которого снабжены продольными канавками цилиндрической формы.
Недостатком описанного теплогенератора является отсутствие организации обратных потоков нагретой жидкости в приосевой зоне с последующим ее направлением к патрубку отвода и снижением эффективности нагрева жидкости, т.к. при ударе ее в плоское днище происходит частичное перемешивание горячих и холодных слоев.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является принятым в качестве прототипа «Теплогенератор» [3].
Теплогенератор состоит из закручивающегося входного устройства, соединенного с корпусом вихревой трубы, регулирующего проходного сечения тормозного устройства, патрубка отвода нагретой жидкости, регулирующего вентиля, конуса для организации обратного тока нагретой жидкости, где для исключения перемешивания нагреваемой и нагретой
жидкости внутри корпуса вихревой трубы установлен конус с насадкой Вентури.
Недостатком этого устройства является то, что входящая холодная жидкость омывает диффузор насадка Вентури и, тем самым, охлаждает нагретую жидкость. Кроме того, входящая холодная жидкость частично попадает в отверстие диафрагмы и перемешивается с нагретой жидкостью, снижая эффект нагрева и КПД теплогенератора.
Известно, что при втекании жидкости в завихритель образуется интенсивный круговой поток, в котором периферийные слои нагреваются, а приосевые - охлаждаются [4].
Предлагаемая полезная модель исключает эти недостатки и позволяет получить максимальный эффект нагрева жидкости и КПД теплогенератора.
Это достигается тем, что в корпус нагревателя теплогенератора встроен вторичный завихритель в виде патрубка со шнеком переменного шага, уменьшающегося по ходу движения жидкости и с направлением винтовой линии, противоположным вращению жидкости на входе в нагреватель и отбирающим приосевую холодную струю в объеме 0,25 от общего секундного весового расхода жидкости с возвратом ее на всасывающий трубопровод насоса.
На фиг.1 показан теплогенератор (продольный разрез); на фиг.2 -разрез по А-А на фиг.1; на фиг.3 - разрез по Б-Б на фиг.1.
Теплогенератор состоит из завихрителя 1 с закручивающим кольцом 2, нагревателя 3, состоящего из корпуса 4, патрубка 5 для отвода холодной части нагреваемой жидкости, на наружной поверхности которого закреплен шнек 6 с уменьшающимся шагом, заглушки 7 с боковым отверстием, направляющих 8, соединительной муфты 9, контргайки 10, патрубка 11 для подачи холодной части жидкости во всасывающий трубопровод насосного агрегата и уплотнительного узла 12.
Теплогенератор работает следующим образом. Жидкость под давлением 0,4-0,5 МПа поступает в завихритель 1 и, пройдя закручивающее кольцо 2, принимает круговое движение против часовой стрелки и поступает в нагреватель 3, где приосевой слой холодной жидкости попадает в отводящий патрубок 5, заглушку с боковым отверстием 7 и через патрубок 11 направляется на всасывающийся трубопровод для повторного прохождение через теплогенератор.
Нагретые периферийные слои жидкости поступают на шнек 6 с уменьшающимся шагом и изменением вращения по часовой стрелке, что дает дополнительную подкрутку потока жидкости и интенсифицирует ее нагрев, а изменение направления вращения потока позволяет создать дополнительный импульс с выделением энергии. Далее через дроссель (на чертеже не показан) направляется потребителю.
Предлагаемый теплогенератор может быть использован для автономного водяного отопления взамен централизованного. Это позволяет ликвидировать затраты на транспортировку теплоносителей, исключить тепловые сети, улучшить экологию окружающей среды.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.
1. Патент Российской Федерации №2045715.
2. Патент Российской Федерации №2134381.
3. Патент Российской Федерации на полезную модель №40099 (прототип).
4. Меркулов А.П. Вихревой эффект и его применение в технике. «Росэнергоиздат», 1969, 160 с.
5. Д.Рей, Д.Макмайл. Тепловые насосы. Перевод с английского, М., «Энергоиздат», 1982, 211 с.