Теплогенератор

1 Теплогенератор, що містить циклон, порожнистий циліндричний корпус і з'єднаний з ним перепускний патрубок, а також інжекційний патрубок, який відрізняється тим, що циклон виконаний у вигляді двох порожнин, розділених вставкою і сполучених між собою тангенціальними каналами, при цьому одна порожнина виконана тороподібною і з'єднана з інжекційним патрубком, а друга порожнина з'єднана з порожнистим циліндричним корпусом і перепускним патрубком 2 Теплогенератор за п 1, який відрізняється тим, що порожнина циклона, яка з'єднана з порожнистим циліндричним корпусом і перепускним патрубком, виконана у вигляді лійки, що звужується у бік порожнистого циліндричного корпуса 3 Теплогенератор за п 1 або 2, який відрізняється тим, що у вставці виконана розташована перед перепускним патрубком порожнина, також сполучена з тороподібною порожниною тангенціальними каналами 4 Теплогенератор за п 3, який відрізняється тим, що порожнина у вставці виконана у вигляді лійки, яка звужується у бік, протилежний перепускному патрубку Корисна модель відноситься до теплотехніки, зокрема до пристроїв для нагрівання рідин, і може бути використана для опалення промислових споруд, житлових будинків і транспортних засобів, для підігріву води для виробничих і побутових потреб, а також для сушіння матеріалів, речовин і продуктів Відомий тепловий насос, що містить пристрій для стиску робочого тіла (рідини), виконаний у вигляді герметичної сферичної судини з розміщеним у ньому теплообмінником у вигляді змійовика, з'єднаного з ЗОВНІШНІМИ теплообмінниками, наприклад радіаторами, а також високонапірний насос для стиску робочого тіла до тиску вище ЮОМПа (див , наприклад, опис винаходу до авторського свідоцтва СРСР №458691 М Кл F25B29/00) Цей тепловий насос виконує функцію теплогенератора У ньому рідина, стиснута високонапірним насосом до високого тиску, нагрівається, тепло передається розташованому в сферичній судині теплообміннику, а від нього за допомогою циркулюючої через нього рідини до ЗОВНІШНІХ теплообмінників Основним недоліком описаного теплового насоса є дуже високий робочий тиск, створюваний в сферичній судині Це висуває високі вимоги до міцності сферичної судини, запірних вентилів і трубопроводів, що з'єднують високонапірний насос зі сферичною судиною Це, у свою чергу, приводить до збільшення собівартості теплового насоса, а також вимагає забезпечення ВІДПОВІДНИХ заходів по техніці безпеки, що обмежує застосування теплового насоса в житлових приміщеннях Цей недолік усунутий у відомому теплогенераторі, описаному в патенті Російської Федерації №2045715 (МКл 6 F25B29/00), що є найбільш близьким аналогом заявленої корисної моделі і містить наступні суттєві ознаки, подібні до суттєвих ознак цієї корисної моделі циклон, порожнистий циліндричний корпус і з'єднаний з ним перепускний патрубок, а також інжекційний патрубок Цей теплогенератор містить також гальмівні пристрої, встановлені в порожнистому циліндричному корпусі і перепускному патрубку У цьому теплогенераторі циклон одним кінцем з'єднаний з порожнистим циліндричним корпусом, а іншим - із перепускним патрубком Конструктивною особливістю описаного теплогенератора є те, що циклон по контурі має вигляд спіралі Рідина під тиском 0,4 0,6МПа через інжекційний патрубок попадає в циклон, де и рух стає вихровим, що приводить до збільшення кінетичної енергії рідини 3 циклона рідина попадає в порожнистий циліндричний корпус, а потім у гальмівний пристрій, встановлений у порожнистому циліндри CD 00 CO CM 2388 тивне перетворення кінетичної енергії рідини в чному корпусі Такс конструктивне виконання тептеплову, що підвищує ефективність нагрівання логенератора дозволяє різко знизити швидкість рідини Для досягнення цього технічного результаруху рідини і її тиск при русі й з циклопа в порожту необхідна наступна нова сукупність ВІДМІТНИХ нистий циліндричний корпус і уздовж його, що ВІДознак ПОВІДНО до відомих законів термодинаміки змінює виконання циклона теплогенератора у вигляді кінетичну енергію рідини і приводить до м нагрідвох порожнин, вання, Частина рідини з циклона проходить через поділ порожнин циклона вставкою, перепускний патрубок і розташований в ньому сполучення порожнин циклона між собою тангальмівний пристрій і на виході з перепускного генціальними каналами, патрубка змішується з рідиною, що виходить з виконання однієї з порожнин циклона торопопорожнистого циліндричного корпуса У рідини, що дібною, проходить через перепускний патрубок і встановлений в ньому гальмівний пристрій, також різко єднання тороподібної порожнини циклона з знижується швидкість руху і тиск, що приводить до інжекційним патрубком, ґі нагрівання Це сприяє підвищенню ефективності з'єднання другої порожнини циклона з порожнагрівання рідини нистим циліндричним корпусом і перепускним патрубком Таким чином, зазначений теплогенератор проВиключення з зазначеної нової сукупності ВІДстіше конструктивно в порівнянні з вище описаним МІТНИХ ознак хоча б однієї ознаки не забезпечує тепловим насосом по авторському свідоцтву одержання нового технічного результату спроСРСР №458691 У ньому використовується рідина щення конструкції й одночасного підвищення ефенизького тиску, що знижує його собівартість Крім ктивності нагрівання рідини при використанні протого, до нього не пред'являються підвищені вимоги понованого теплогенератора Отже, зазначені нові по техніці безпеки ВІДМІТНІ ознаки є суттєвими, тому що кожна з них, Однак недоліком цього теплогенератора є те, окремо узята, необхідна, а всі, разом узяті, достащо циклон технологічно складний для механічної тні для того, щоб відрізнити даний об'єкт корисної обробки, тому що має по контурі вигляд спіралі, моделі від всіх інших об'єктів того ж призначення й що, у свою чергу, вимагає використання для його одержати новий технічний результат виготовлення ВІДПОВІДНОГО устаткування Для КІЛЬКІСНОГО збільшення і якісного поліпКрім того, недоліком даного теплогенератора є шення одержуваного технічного результату недостатньо висока ефективність зміни кінетичної друга порожнина циклона виконана у вигляді енергії рідини і, отже, недостатнє перетворення п лійки, яка звужується в сторону порожнистого цив теплову енергію, що зменшує ефективність наліндричного корпуса, грівання рідини у вставці виконана розташована перед переВ основу заявленої корисної моделі поставлепускним патрубком порожнина, яка також сполучена задача удосконалення теплогенератора для на з торополібною порожниною тангенціальними одержання нового технічного результату, що поляканалами, гає в спрощенні конструкції, а також в одночаснопорожнина у вставці виконана у вигляді лійки, му підвищенні ефективності нагрівання рідини яка звужується в сторону, протилежну перепускДля досягнення цього технічного результату в ному патрубку, теплогенераторі, що містить циклон, порожнистий Зазначені окремі ВІДМІТНІ ознаки дозволяють циліндричний корпус і з'єднаний з ним перепускКІЛЬКІСНО збільшити і якісно поліпшити одержуваний патрубок, а також інжекційний патрубок, цикний новий технічний результат, отже, вони є сутлон виконаний у вигляді двох порожнин, розділетєвими окремими ВІДМІТНИМИ ознаками них вставкою і сполучених між собою На фіг 1 зображений загальний вигляд теплотангенціальними каналами, при цьому одна порогенератора з поздовжнім розрізом, на фіг 2 - варіжнина виконана тороподібною і з'єднана з інжекант виконання теплогенератора, на фіг 3 - розріз А ційним патрубком, а друга порожнина з'єднана з - А на фіг 2 порожнистим циліндричним корпусом і перепускТеплогенератор містить циклон 1 (фіг 1), поним патрубком рожнистий циліндричний корпус 2 і з'єднаний з При цьому друга порожнина циклона виконана ним перепускний патрубок 3, гальмівний пристрій у вигляді лійки, що звужується убік порожнистого 4, встановлений в порожнистому циліндричному циліндричного корпуса корпусі 2, і гальмівний пристрій 5, встановлений в Крім того, у вставці виконана розташована пеперепускному патрубку 3, а також інжекційний патред перепускним патрубком порожнина, також рубок 6 (фіг 3) Циклон 1 виконаний у вигляді двох сполучена з тороподібною порожниною тангенціапорожнин 7 і 8 (фіг 1), розділених вставкою 9 і льними каналами сполучених між собою тангенційними каналами 10 При цьому порожнина у вставці виконана у ви(ф/г 1 і фіг 3) Порожнина 7 виконана тороподібгляді лійки, яка звужується в сторону, протилежну ною, утвореною корпусом циклона 1 J вставкою 9, і перепускному патрубку з'єднана з інжекційним патрубком 6 (фіг 3) ПорожМіж ВІДМІТНИМИ ознаками заявленої корисної нина 8 (фіг 1) з'єднана з порожнистим циліндричмоделі і технічним результатом, що досягається, ним корпусом 2 і перепускним патрубком 3 за доіснує причинно-наслідковий зв'язок Особливістю помогою отвору 11 у вставці 9 Порожнистий корисної моделі, що заявляється в якості теплогециліндричний корпус 2 у верхній частині має зміннератора, є те, що в ній спрощена конструкція тієї ну шайбу 12 і вихідний патрубок 13 Порожнина 8 частини, що стосується складності технології виговиконана у вигляді лійки, яка звужується в сторону товлення Крім того, вона забезпечує більш ефек 2388 порожнистого циліндричного корпуса 2 Порожнина 8 може бути утворена конічною поверхнею, сферичною чи будь-якою увігнутою чи опуклою поверхнею В окремому випадку виконання теплогенератора (фіг 2) у вставці виконана порожнина 14, розташована перед перепускним патрубком 3 і також сполучена з тороподібною порожниною 7 тангенціальними каналами 15 (фіг 2 і фігЗ) Порожнина 14 виконана у вигляді лійки, яка звужується в сторону, протилежну перепускному патрубку 3 Порожнина 14 може бути утворена конічною, сферичною чи будь-якою увігнутою чи опуклою поверхнею Порожнина 8 сполучена з порожниною 14 і перепускним патрубком 3 за допомогою отвору 16 (фіг 2) у вставці 9 Змінна шайба 12 входить у комплект змінних шайб, що мають різні діаметри отворів і призначені для регулювання тиску в теплогенератор і Теплогенератор встановлюють у систему опалення чи нагрівання рідини При цьому інжекційний патрубок 6 (фіг 3) приєднують до виходу насоса, а вихідний патрубок 13 - до нагнітального трубопроводу системи Зворотний трубопровід системи приєднують до входу насоса Теплогенератор (фіг 1) працює в такий спосіб Рідина, подавана насосом через інжекційний патрубок 6, попадає в тороподібну порожнину 7 циклона 1, з якої вона по тангенціальних каналах 10 з великою швидкістю проходить в порожнину 8, де рух рідини стає вихровим, відбувається осьове закручування потоку Рідина здобуває значну кутову швидкість і, отже, значну кінетичну енергію З порожнини 8 циклона 1 рідина попадає в порожнистий циліндричний корпус 2, при цьому при вході в нього різко змінюється напрямок, швидкість і характер руху рідини, що приводить до різкої ЗМІНИ тиску і кінетичної енергії рідини, що ВІДПОВІДНО до відомих законів термодинаміки приводить до збільшення температури рідини, тобто її тепломісткості Частково нагріта в циклоні 1 і на вході в порожнистий циліндричний корпус 2 рідина, що має ще запас кінетичної енергії, попадає в гальмівний пристрій 4, де відбувається додаткове збільшення динамічного напору рідини і збільшення швидкості II руху, тобто її кінетичної енергії, що ВІДПОВІДНО приводить до подальшого підвищення температури рідини Частина рідини з циклона 1 надходить у перепускний патрубок 3, на вході в який установлений гальмівний пристрій 5 Тут відбувається додаткове нагрівання рідини аналогічно процесу нагрівання її при вході в порожнистий циліндричний корпус 2 і при проходженні її через гальмівний пристрій 4 3 перепускного патрубка 3 рідина попадає у вихідний патрубок 13, змішуючись з основним потоком, що проходить через порожнистий циліндричний корпус 2, а з вихідного патрубка 13-у нагнітальний трубопровід системи опалення чи нагрівання рідини для виробничих і побутових потреб, чи для сушильних пристроїв Теплогенератор, зображений на фіг 2, працює аналогічно теплогенератору, зображеному на фіг 1 ВІДМІННІСТЬ у роботі полягає в тім, що частина рідини з тороподібної порожнини 7 по тангенціальних каналах 15 протікає в порожнину 14 і здобуває в н«й вихровий рух 3 порожнини 14 частина рідини, що рухається вихроподібно, через отвір 16 витікає в порожнину 8, сприяючи більш ефективному завихренню рідини в осьовій частині порожнини 8 і порожнистого циліндричного корпуса 2, а частина рідини надходить у перепускний патрубок З Завдяки тому що в теплогенераторі, що містить циклон, порожнистий циліндричний корпус і з'єднаний з ним перепускний патрубок, а також інжекційний патрубок, циклон виконаний у виді двох порожнин, розділених вставкою і сполучених між собою тангенціальними каналами, при цьому одна порожнина виконана тороподібною і з'єднана з інжекційним патрубком, а друга порожнина з'єднана з порожнистим циліндричним корпусом і перепускним патрубком, спрощується конструкція теплогенератора й одночасно підвищується ефективність нагрівання рідини Завдяки тому що порожнина 8 циклона 1 виконана у вигляді лійки, яка звужується в сторону порожнистого циліндричного корпуса 2, збільшується кутова швидкість обертання рідини в порожнині 8, при цьому більш ефективно завихрюється рідина в осьовій частині порожнини 8 Це сприяє росту кінетичної енергії рідини, і, отже, ефективність її нагрівання Завдяки тому що у вставці 9 виконана розташована перед перепускним патрубком порожнина 14, також сполучена з тороподібною порожниною 7 тангенціальними каналами 15, забезпечується більш ефективне завихрення рідини в осьовій частині теплогенератора, що також підвищує кінетичну енергію рідини, яка потім перетвориться в теплову енергію, підвищуючи ефективність нагрівання рідини Завдяки тому що порожнина 14 у вставці 9 виконана у вигляді лійки, яка звужується в сторону, протилежну перепускному патрубку, у більшому ступені завихрюється та частина рідини, що витікає з порожнини 14 у порожнину 8, що ще в більшій мері сприяє завихренню рідини в осьовій частині порожнини 8, тобто додатковому приросту кінетичної енергії рідини, і, отже, додатковому приросту температури рідини Крім того, вихровий рух рідини в порожнин) 14 безпосередньо у входу в перепускний патрубок 3 і гальмівний пристрій 5 сприяє збільшенню температури рідини Таким чином, корисна модель, що заявляється як теплогенератор, забезпечує досягнення нового технічного результату, що полягає в спрощенні конструкції при одночасному підвищенні ефективності нагрівання рідини Фіг. 1 Фіг. 2 А-А Фіг. З Комп'ютерна верстка Т. Чепелєва Пщписне Тираж 38 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м. Київ, МСП, 04655, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул. Сім'ї Хохлових, 15, м. Київ, 04119