Пристрій для нагрівання рідини

1. Пристрій для нагрівання рідини, який містить теплогенератор з входом у вигляді інжекційного патрубка і двома виходами для гарячого та відносно холодного потоків рідини, насос для сти C2 1 3 67099 4 зворотній трубопроводи з запірними вентилями. нагрівання рідини; на фіг.2 - теплогенератор, заІнжекційний патрубок з'єднує вхід теплогенератора гальний вигляд. з насосом. Вихід теплогенератора з'єднаний з поПристрій для нагрівання рідини містить теплодаючим трубопроводом. генератор 1 з входом для рідини у вигляді інжекНедоліки - як силову установку для насоса виційного патрубка 2 і двома виходами 3 і 4 для гакористовують електродвигун, який має великі витрячого та відносно холодного потоків рідини. рати електроенергії. Через значну коштовність Теплогенератор має вихрову трубу 5, один кінець електроенергії це підвищує собівартість одержаної якої з'єднаний із завитком 6, а другий кінець має гарячої рідини. вібраційну пластину 7, виконану U-подібної форми В основу винаходу поставлено задачу знизити і розташовану симетрично вісі вихрової труби песобівартість одержаної гарячої рідини шляхом ред отвором 8 для виходу гарячого потоку рідини. введення нового елементу у схему пристрою і ноПристрій містить також насос 9 для стиснення рівих зв'язків між елементами, забезпечити дини і двигун 10, як силова установка для насоса. підвищення ефективності роботи теплогенератоДвигун облаштований оболонкою охолодження 11, ра. теплообмінником 12, для підігріву надходячого на Зазначена задача досягається тим, що у спалювання у двигун рідкого або газоподібного пристрої для нагрівання рідини, який містить теппалива 13 і повітря 14, трубопроводом 15, який логенератор з входом у вигляді інжекційного патз'єднує вихід відносно холодного потоку рідини по рубка і двома виходами для гарячого та відносно байпасу через регулюючий вентиль 16 з теплообхолодного потоків рідини, насос для стиснення мінником, з оболонкою охолодження та з виходом рідини і силову установку для насоса, додатково гарячого потоку рідини. Подаючий трубопровід 17 як силову установку використовують двигун, обз'єднує вихід гарячого потоку рідини із теплогенелаштований оболонкою охолодження, ратора з системою опалення 18 через запірний теплообмінником для підігріву надходячого на вентиль 19 і регулюючий вентиль 20. Зворотній спалювання з паливом повітря і трубопроводом, трубопровід 21 і перепускний вентиль 22 з'єднують з'єднуючим вихід відносно холодного потоку систему опалення і теплогенератор з насосом. рідини з теплообмінником, з оболонкою охолодНаприклад, вихрова труба 5 має довжину, яка ження та з виходом для гарячого потоку рідини дорівнює близько десяти її діаметрів, а саме: теплогенератора. внутрішній діаметр - 70мм, довжина - 720мм. Отвір Як паливо для двигуна використовують рідке 8 на кінці вихрової труби має діаметр 25мм і або газоподібне паливо. дорівнює діаметру трубопровода 15. Завиток 6 Як двигун використовують двигун виконаний у вигляді циклону для прискорювання внутрішнього згорання або когенератор. руху рідини, яка надходить по дотичній через Теплогенератор додатково містить вібраційну інжекційний патрубок 2 у теплогенератор 1. пластину U-подібної форми, розташовану симетПлоска стінка завитку 6 має отвір діаметром рично вісі вихрової труби перед виходом для гаря15мм для вихода 4 відносно холодного потоку чого потоку рідини. рідини, який з'єднаний з трубопроводом 15 через Завдяки тому, що у пристрої як силову устарегулюючий вентиль 16, теплообмінник 12 і руновку для насоса використовують двигун башку охолодження 11 з виходом 3 для гарячого внутрішнього згорання з рідким або газоподібним потоку рідини із теплогенератора 1. Подаючий паливом, але не електродвигун - як у прототипі, трубопровід 17 і зворотній трубопровід 21 мають значно знижується собівартість одержаної гарячої діаметр 50мм. При цьому насос 9 має витрату рідини. Облаштування двигуна оболонкою охорідини 25м.куб./год. і робочий тиск 0,5МПа. Як силодження, теплообмінником для підігріву надходялову установку для насоса 9 використовують двичого на спалювання з паливом повітря й трубогун 10 внутрішнього згорання або когенератор, проводом, з'єднуючим їх, дозволяє додатково який працює на рідкому або газоподібному паливі підігрівати байпасний потік рідини, тобто 13, надходячого у двигун разом з повітрям 14. підвищити ефективність роботи пристрою для Необхідна потужність двигуна 10 дорівнює 5,5кВт нагрівання рідини. Використання як двигуна когедля вказаних розмірів теплогенератора 1. При нератора дозволяє додатково отримувати елеквикористанні когенератора як двигуна 10, то він тричний струм разом з гарячою рідиною. додатково виробляє електричний струм і працює Наявність у теплогенератора вібраційної плаяк силова установка для насоса 9. стини U-подібної форми, яка розташована симетПристрій для нагрівання рідини працює нарично вісі вихрової труби перед виходом для гаряступним чином. чого потоку рідини, дозволяє не тільки гальмувати У відповідності зі схемою пристрою спочатку вихровий потік у трубі, але й створити вібрацію закривають вентиль 19, а вентиль 22 відкривають, для підвищення ефективності переходу механічної і починають качати рідину насосом 9 за допомогою роботи вихрового потоку в теплову енергію, а тадвигуна 10, виводячи їх на робочий режим. При кож кінетичної енергії в потенціальну. цьому рідина, що нагрівається у теплогенераторі Запропоноване технічне рішення відповідає 1, не надходить у систему опалення 18, а йде по критерію „відмітні ознаки", оскільки в ньому малому колу руху. Після нагрівання рідини до відсутні рішення зі схожими ознаками у прототипі необхідної температури, наприклад, за перші 30 та в інших відомих рішеннях. Відмітні ознаки захвилин рідина нагрівається до температури 50°С, безпечують досягнення позитивного ефекту. вентилі 19 і 20 відкривають, а вентиль 22 закриЗапропоноване технічне рішення пояснюється вають, і рідину починають качати через систему кресленням: на фіг.1 - схема пристрою для опалення 18 приміщення. При цьому у 5 67099 6 теплогенераторі 1 рідина, потрапляючи від насоса С1=17,5/33,1.106.1,54.0,45=0,76.10-6 коп./Дж; 9 під тиском 0,5МПа в інжекційний патрубок 2 і у де 17,5коп. - вартість 1куб.м. природного газу; завиток 6, швидко прискорюється та закручується 33,1.106Дж/м3 - теплота згорання природного в вихровому русі і поступає в вихрову трубу 5. газу; 3акручений потік у трубі 5 переміщується по 1,54 і 0,45 - коефіцієнт ефективності теплогегвинтовій спіралі у стінках труби до її протилежнонератора і ККД двигуна внутрішнього згорання. го кінця, що закінчується отвором 8 для виходу 3 Вартість 1Дж теплоти за прототипом з елекгарячого потоку. Перед отвором 8 закріплена тродвигуном становить: вібраційна пластина 7, яка виконана U-подібної С2=15/3,6.106.1,54.0,95=2,8.10-6коп./Дж; форми у вигляді камертона (розташованого де 15коп - вартість 1кВт.год; вздовж труби 5 симетрично вісі труби 5 з метою 3,6.106Дж - теплота, яка дорівнює 1кВт.год; вібрування і швидкого гальмування вихрового по1,54 і 0,97 - коефіцієнт ефективності теплогетоку. Зміна величини тиску і кавітація, що виникає нератора і ККД електродвигуна. при цьому, призводить до підвищення температуТому, наприклад, так як С2 більш С1, то вартість опалення приміщення площиною 200м2 ри рідини. Коли вихровий потік у трубі рухається до вібраційної пластини 7, в вісівій зоні труби пропонованим пристроєм потужністю 10кВт становиникає протитік. У ньому рідина, також закручуювить 824грн. [за прототипом -1972грн. - див. книгу чись, переміщується в напрямку до вихода 4 Л.П. Фоминський, с.105]. відносно холодного потоку рідини, виходить із теЗавдяки тому, що у пропонованому пристрої плогенератора 1 і йде байпасним потоком по труяк силову установку для насоса використовують бопроводу 15, через вентиль 16, теплообмінник двигун внутрішнього згорання або когенератор, 12, оболонку охолодження 11, де нагрівається при але не електродвигун - як у прототипі, цьому і надходить до вихода 3 гарячого потоку підвищується ефективність роботи пристрою, рідини, де змішується з основним гарячим потознижується собівартість одержаної гарячої рідини, ком, а потім йде через вентиль 19 по трубопровоа також дозволяє додатково отримувати елекду 17 в систему опалення 18. Також у випадку тричний струм. стрибків гідравлічного тиску у системі частина Технічне рішення, яке заявляється, дозволяє рідини рухається по байпасному трубопроводу 15. створити комбіновану виробку теплової і При об'ємі рідини у системі 250л пропонований електричної енергії, а найбільш ефективно при пристрій за вказаними розмірами нагріє рідину зі створенні децентралізованих систем когенерації і швидкістю від 0,9 до 2,5°С за хв., виробляючи тепопалення житлових приміщень для нагрівання лоти близько 30000КДж/год. рідини. Вартість 1Дж теплоти, якої виробляє пропонований пристрій з двигуном на газоподібному паливі становить: Комп’ютерна верстка М. Клюкін Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601