Пристрій для нагрівання рідини

Пристрій для нагрівання рідини, що містить корпус з вхідним патрубком, що з'єднаний з насосом, прискорювач рідини, шнековий завихрювач та вихідний патрубок, який відрізняється тим, що корпус має передню кришку, до якої з однієї сторони кріпиться відцентровий завихрювач, що має конусоподібний осьовий отвір з конусоподібними гвинтовими канавками, до якого приєднаний прискорювач з вхідним патрубком, при цьому прискорювач має внутрішню циліндричну поверхню, яка закінчується осьовим соплом, перед яким за допомогою пластин установлене додаткове сопло, яке має сферичну зовнішню поверхню і установлене з осьовим соплом прискорювача, утворюючи діаметральний канал, а з іншої сторони до передньої кришки закріплений радіальний кавітаційний апарат, що має порожнину, в якій радіально по периметру виконані сопла, і отвір, у якому закріплений шток конусоподібної форми, що направлений у напрямку прискорювача, який U 2 (19) 1 3 перепускного патрубка, причому з'єднання виконане на торці циклона [2]. Недоліками наведеного пристрою є те, що із за зменшення швидкості обертання рідини по мірі її віддалення від циклона відбувається зниження інтенсивності нагріву рідини. Крім того, є додаткові втрати тепла в перепускному патрубку, а також гідродинамічні втрати із - за співвідношення малого діаметра і значної довжини перепускного патрубка, що знижує ефективність теплогенератора. Найбільш близьким пристроєм до заявленого є пристрій, який складається з корпусу, що має внутрішню і зовнішню оболонки, дна, розташованого з однієї сторони корпусу. З другої сторони корпусу встановлений прискорювач рідини, виконаний у вигляді циклона, що забезпечує закручування рідини у внутрішній оболонці. У цьому пристрої, за допомогою системи каналів, рідина закручується і змінює свій напрям, переносить тепло від однієї ділянки закручування до іншої забезпечуючи зростаючу інтенсивність виділення тепла [3]. Зазначений пристрій вибраний як прототип. Недоліками наведеного пристрою є те, що у вихрового нагрівача є малий ефект швидкості руху рідини по всіх каналах, малий ефект відцентрового обертання і розпилювання рідини який підсилює ефект колапсу, низька ефективність одержання тепла із - за малого вироблення бульбашок кавітації, що приводить до зменшення енергії при виділенні тепла. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення існуючих пристроїв, які забезпечують вихрове нагрівання рідини. Поставлена задача вирішується тим, що корпус має передню кришку, до якої з однієї сторони кріпиться відцентровий завихрювач, що має конусоподібний осьовий отвір з конусоподібними гвинтовими канавками, до якого приєднаний прискорювач з вхідним патрубком, при цьому прискорювач має внутрішню циліндричну поверхню, яка закінчується осьовим соплом, перед яким за допомогою пластин установлене додаткове сопло, яке має сферичну зовнішню поверхню і установлене з осьовим соплом прискорювача, утворюючи діаметральний канал, а з іншої - закріплений радіальний кавітаційний апарат, що має порожнину, в якій радіально по периметру виконані сопла, і отвір, у якому закріплений шток конусоподібної форми, що направлений у напрямку прискорювача, який розміщений у порожнині відцентрового завихрювача та прискорювача і з їхніми внутрішніми поверхнями утворює вузький діаметральний канал, а з зовнішньої сторони радіального кавітаційного апарата закріплений шнек шнекового завихрювана, який має циліндричну форму з гвинтовою різьбою з постійним кроком на поверхні, в кінці якого закріплений осьовий кавітаційний апарат, що має циліндричну форму, у якого в осьовому напрямку по периметру розміщені сопла, а на зовнішній його поверхні закріплена одним кінцем внутрішня шнекова втулка у вигляді пустотілого циліндра з 27837 4 гвинтовою різьбою з постійним кроком на зовнішній поверхні, що установлена у напрямку радіального кавітаційного апарата, а іншим кінцем за допомогою фланця вставлена у внутрішню частину корпусу, корпус має задню кришку, яка кріпиться до кільця, що закріплене до корпусу з внутрішньої частини якої кріпиться зовнішня шнекова втулка у вигляді пустотілого циліндра з гвинтовою різьбою з постійним кроком на зовнішній поверхні, яка розміщена між внутрішньою поверхнею корпусу і внутрішньою шнековою втулкою, а в місці кріплення задньої кришки на корпусі закріплений вихідний патрубок. Суть запропонованої корисної моделі пояснюється кресленням, що зображене на Фіг. Пристрій для нагрівання рідини містить вхідний патрубок 1, однимкінцем якого підключений до насоса, а другим - з'єднаний з прискорювачем 2, який сполучений з відцентровим завихрювачем 5. Прискорювач 2 має внутрішню циліндричну поверхню, яка закінчується осьовим соплом (сопло Лаваля), перед яким за допомогою пластин 3 установлене додаткове сопло 4, яке має сферичну зовнішню поверхню і установлене з осьовим соплом прискорювача, утворюючи діаметральний канал. Відцентровий завихрювач 5, що має конусоподібний осьовий отвір з конусоподібними гвинтовими канавками, з'єднується з передньою кришкою 7 корпусу 8, до якої кріпиться радіальний кавітаційний апарат 9, що має порожнину, в якій радіально по периметру виконані сопла (сопла Лаваля), і отвір, у якому закріплений шток 6 конусоподібної форми направлений у напрямку прискорювача 2, який розміщений у порожнині відцентрового завихрювача 5 та прискорювача 2 і з їхніми внутрішніми поверхнями утворює вузький діаметральний канал. До радіального кавітаційного апарата 9 кріпиться шнек шнековий завихрювача 10, який має циліндричну поверхню з гвинтовою різьбою з постійним кроком. На кінці шнекового завихрювана 10 розміщений осьовий кавітаційний апарат 11 що має циліндричну форму, у якого в осьовому напрямку по периметру розміщені сопла (сопла Лаваля). На зовнішній поверхні осьового кавітаційного апарата 11, установлена внутрішня шнекова втулка 12 у вигляді пустотілого циліндра з гвинтовою різьбою з постійним кроком на зовнішній поверхні і яка фланцем 13 вставлена в корпус 8. На кінці корпусу 8 закріплене кільце 15, до якого кріпиться задня кришка 14. До внутрішньої частини кільця 15 кріпиться зовнішня шнекова втулка 16 у вигляді пустотілого циліндра з гвинтовою різьбою з постійним кроком на зовнішній поверхні. На корпусі 8 біля місця кріплення задньої кришки 14 закріплений вихідний патрубок 17. Пристрій, що заявляється, працює наступним чином. Рідина, що нагнітається під тиском, через вхідний патрубок 1 поступає до прискорювача 2, який має два сопла і ділить рідину на два потоки. Один потік проходить через додаткове сопло 4, інший-по діаметральному каналу між сферичною зовнішньою поверхнею сопла 4 і звужуючою частиною сопла прискорювача 2. Рідина, 5 проходячи через звужуючі канали, збільшує швидкість потоку, а отже на зрізі сопла 4, в найвужчому місці, знижується тиск, виникають інжекційні сили, утворюється велика кількість повітряних бульбашок, що лопаються, при цьому підвищується температура рідини. В подальшому рідина попадає у вузький діаметральний канал, який утворюється між поверхнею штока 6 і спочатку розширяючої частини сопла прискорювача 2, а потім конусоподібним осьовим отвором з конусоподібною гвинтовою канавкою відцентрового завихрювала 5. Рідина, проходячи по діаметральному каналу, збільшить швидкість в два - три рази, оскільки при пониженні тиску на першому відрізку виникають додаткові сили ежекції. Далі рідина проходить через відцентровий завихрювач 5, де, рухаючись з великою швидкістю по спеціальних каналах отримує обертальний поступальний турбулентний рух, що приводить до розпилювання і посилення колапсу і виділення додаткової енергії при розігріванні рідини. Далі рідина поступає в камеру А радіального кавітаційного апарата 9, де гальмується і розвертається на 90°. Рідина, проходячи через радіальний кавітаційний апарат 9, який по своїй конструкції має безліч звужуючих отворів, виконаних за типом сопла Лаваля, збільшує швидкість, що приводить до пониження тиску і відбувається швидке розігрівання рідини. Розігріта рідина поступає в камеру Б, де гальмується і розвертається на 90°, і на виході з камери одержує обертальний-поступальний турбулентний рух завдяки конструкції шнека шнекового завихрювача 10, де відбувається тертя молекул рідини по стінкам завихрювала, при цьому порушується суцільність потоку рідини з утворення великої кількості бульбашок, які розриваються, що призводить до посилення ефекту розігрівання рідини. Розігріта рідина подається в осьовий кавітаційний апарат 11, який має також безліч звужуючих отворів. Рідина, проходячи через канали звужуючих отворів, ще більше нагрівається під впливом фізичних процесів, що проходять, при цьому нагріта рідина поступає в камеру В, де розвертається на 180°. З камери В нагріта рідина проходить по шнековій втулці 12, де отримує обертальний -поступальний турбулентний рух що ще більше підсилює ефект її нагріву. Потім нагріта рідина повертається на 180° в камері Г і проходить по зовнішній шнековій втулці 16 отримуючи обертальний - поступальний турбулентний рух підсилюючи ефектнагрівання. Підігріта рідина в кінці шнекової втулки 16 через вихідний патрубок 17 в корпусі пристрою 8 потрапляє в трубопроводи системи. Таким чином здійснюється процес нагрівання рідини на всіх ділянках пристрою. У дослідному зразку пристрою був використаний побутовий насос марки СРт 150 з такими параметрами: Про = 60 л/хв., N = 230 ВТ, П = 2800 об/хв. Об'єм рідини в системі - 20 літрів. Тиск рідини в системі складав 0,5 кг/см2. Швидкість нагріву - 1°С за хв. Проведені випробування показали високі результати роботи пристрою. Пристрій дозволяє підвищити ефективність нагрівання рідини при зміні тиску і температури 27837 6 шляхом підбору насосів відповідної продуктивності. Джерела інформації. 1. Патент України №2524, бюл. №5, 2004р. 2. Патент Російської Федерації №2045715, бюл. №28,1995р. 3. Патент Російської Федерації №2129689, бюл. №12, част.2,1999р.