ТЕПЛОГЕНЕРАТОР ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРОТОЧНЫЙ

ТЕПЛОГЕНЕРАТОР ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРОТОЧНЫЙ.Предполагаемое изобретение относится к устройствам генерирования тепла экологически чистым способом и может быть использовано в любой отрасли для нагрева жидкого теплоносителя, в частности в отопительных системах разной мощности.
Известны различные теплогенераторы, использующие преобразование энергии движущихся рабочих тел в тепло, в частности, известны гидравлические теплогенераторы, в которых тепло вырабатывается при торможении закрученного потока жидкости.
Например, известен  Теплогенератор  ( пат. РФ № 2I252I5, МПК F 25 В 29/00 1999 г. ), который содержит корпус, ускоритель движения жидкости в виде завихрителя ( циклона ), тормозное устройство, которое соединено с выходным патрубком, соединенным с завихрителем посредством перепускного патрубка, а также торсионное устройство выполненное в виде последовательно расположенных узлов,
МПК 6 F 24 Д 3/02 F 25 В 29/00
Использование указанного  Теплогенератора  позволяет решать задачу надежного, экологичного и относительно компактного средства получения тепла и горячей воды. Однако основными недостатками описанного устройства является его
сложность и относительно высокий непроизводительный расход тепла, обусловленный необходимостью нагревать перепускной патрубок и все дополнительно введенные элементы конструкции.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является принятый в качестве прототипа  Теплогенератор и устройство для нагрева жидкости  ( пат. РФ № 2045715 МШГ5 Р 25 В 29/00, 1995 г. ). Это устройство реализует вышеописанный процесс преобразования энергии вращающегося потока жидкости теплоносителя в тепло более эффективно, чем другие известные теплогенераторы и содержит входное закручивающее жидкость устройство соединенное с одним из торцов корпуса вихревой трубы, внутри которой у противоположного торца установлены тормозное устройство и патрубок отвода нагретой жидкости, полость которого перепускным каналом соединена с торцом входного закручивающего устройства. В описанном теплогенераторе интенсификация нагрева жидкости достигается за счет введения перепуска и циркуляции части жидкости, что позволяет ей при неизменном общем расходе многократно поступать в зону выделения и подвода тепла.
Однако и этому, наиболее близкому к заявляемому изобретению, присущи хотя и в меньшей степени, те же недостатки, которые были отмечены выше: относительная сложность и относительно высокий
/fleW#/
-г -  О -
непроизводительный расход тепла, обусловленный неполной оптимизацией размеров, входящих в теплогенератор устройств и систем,
Целью данного изобретения является уменьшение непроизводительного расхода тепла за счет оптимизации и упрощения конструкции. Цель достигается тем, что в теплогенераторе гидравлическом, проточном содержащем корпус с цилиндрической частью, оснащенный циклоном, торцевая сторона которого соединена с цилиндрической частью корпуса в основании которой,противолежащей циклону,смонтировано тормозное устройство, за которым установлено дно с выходным отверстием, а циклон соединен с насосом посредством инжекторного патрубка соотношение длины рабочей цилиндрической части корпуса до тормозного устройства и ее диаметра составляет 7...10, соэтношение сечения рабочей чаети трубы в месте установки тормозного устройства и сечения выходного отверстия инжектора находится в пределах I...I.5, а угол разгонной части конуса инжектора составляет 10°...15°, кроме того, диаметр входного отверстия инжектора связан с мощностью насоса соотношением 0.8...1.0 мм/кВт, а регулировка диаметра  входного отверстия инжектора осуществляется с помощью сменных конусных втулок, сечения основания которых сопряжено с сечением инжекторного патрубка в месте установки, причем соотношение длины инжекторного патрубка и втулки равно или больше 2.
Проведенные патентные исследования а также сопоставительный анализ заявленного теплогенератора с прототипом позволяют заключить, что приведенная в формуле полезной модели совокупность
AW%W#/
существенных признаков не известна из уровня теплотехники. Следовательно заявленное устройство теплогенератора соответствует критерию  новизна .
Теплогенератор гидравлический проточный является промышленно применимым, т.к. может быть использован в теплотехнике для изготовления устройств генерирования тепла. Это же доказывает и изготовление фирмой  Нотека - С  промышленного образца теплогенератора  Юсмар - 4  и его испытание.
На Фиг.1 показана конструкция предлагаемого теплогенератора, на Фиг.2 приведена экспериментальная зависимость распределения температуры вдоль рабочей поверхности корпуса теплогенератора. На Фиг.З дан разрез втулки, устанавливаемой в эжекторный конус.
Цифрами и буквами на фигурах обозначены: I - циклон, 2 - корnyt енявг$яерат©ра с цилиндрической частью, 3 - тормозное устройство, 4 - дно с выходным отверстием, 5 - инжекторный патрубок, 6 - насос, 7 - втулка.
LI - длина рабочей цилиндрической части корпуса до тормозного устройства,
/л2 - длина конусной втулки, /i3 - длина инжекторного патрубка,
$ I - сечение рабочей части трубы в месте установки тормозного устройства,
$2 - сечение выходного отверстия инжектора, 5 3 - сечение основания втулки, Д1 - диаметр корпуса 2 теплогенератора,
/OTV/ /
4 Д2 - диаметр входного отверстия инжектора 5, N - мощность насоса б ( кВт ).
Теплогенератор работает следующим образом. При подаче жидкости через входное закручивающее устройство ( циклон ) I ее движение приобретает вихревой характер и выталкивается внутрь корпуса 2 теплогенератора. Далее жидкость омывая внутреннюю поверхность корпуса 2 движется по спирали в направлении тормозного устройства 3 и дна 4 с выходным отверстием. Спиралевидное  движение жидкости за счет центробежной силы активно взаимодействует с внутренней поверхностью корпуса 2 теплогенератора нагреваясь и нагревая его. При этом нагрев корпуса происходит неравномерно. Как показали ись.. пытания промышленного образца  Юсмар - 4 , максимальное значение температуры Т мах. обнаружено на расстоянии LI  IOOO мм. Дальнейшее увеличение длины цилиндрической части корпуса 2 приведет к спаду рабочей температуры и непроизводительному расходу тепла. Поэтому тормозное устройство 3 установлено на расстоянии 1000 мм. Таким образом, на его вход поступает закрученная жидкость с максимальной температурой. В результате торможения происходит дальнейший нагрев жидкости, которая через выходное отверстие дна 4 поступает в тепломагистраль практически без потери полезного тепла. Поэтому предлагаемый теплогенератор назван проточным.
Экспериментально установлено, что максимум - максиморум темпе;,  ратуры достигается при отношении длины рабочей цилиндрической части корпуса 2 до тормозного устройства 3 к ее диаметру
jfef&W&y
5 Ц 8.5, Д1
В этом случае оптимальный диаметр трубы Д опт.  117 мм. При других: соотношениях нагрев уменьшается. Полезный эффект теряется при еоетношении 7 - минимум и 10 - максимум. При испытаниях было также подобрано оптимальное соотношение сечения рабочей части $1 трубы в месте установки тормозного устройства 3 и сечения выходного отверстия инжектора 5 - 3 2. Она находится в центре интервала ( I...I.5 ), т.е. составляет 1.35. Здесь также на краях интервала теряется эффект. Аналогичным образом было найдено оптимальное значение угла разгона конуса инжектора 5, находящегося в интервале ( 10°...15° ). При этом установлено, что диаметр входного отверстия инжектора в мм ( Д2 ) связан с мощностью насоса в кВт ( Vs/ ) соетношением:
SfL  ( 0.8...I.O ) мм/кВт.
Изменение диаметра Д2 осуществляется с помощью сменных конусных втулок, как показано на Фиг.З. При этом сечение 53 сопрягается
с внутренним сечением Эжектора 3 $2, а соотношение их длин
оЗ i. о
Только приутих условиях насос б работает в оптимальном режиме и не перегревается. При испытаниях использовалась вода.
Испытания показали ,что предложенная конструкция теплогенерал, тора не ухудшает ни одного энергетического параметра теплогенератора прототипа при его значительном упрощении ( нет перепускного
шемп/
б - Л,
патрубка и узлов его соединения с вихревой трубой, и т.д.) При этом габариты и масса уменьшились на 25% и 15$ соответственно. Неожиданным оказалось увеличение КПД предложенного теплогенератора на 3...5&. Все это доказывает достижение поставленной цели и преимущества теплогенератора по отношению к прототипу.
К основным преимуществам относятся:
- большая эффективность работы, меньшие габариты и масса, простота конструкции, а также высокая надежность работы.
I