Теплогенератор

Теплогенератор, що містить корпус, вхідний і вихідний канали, активне і реактивне колеса, розташовані в корпусі з зазором між ними і виконані у вигляді чаш з комірками, утвореними радіальними перемичками, а також засіб регулювання, який відрізняється тим, що радіальні перемички активного колеса виконані виступаючими з його чаші, а як засіб регулювання застосовані елементи керування прохідними перерізами вхідного і вихідного каналів. Корисна модель відноситься до теплоенергетики, більш конкретно - до нагрівачів текучого середовища без спалювання палива. Відомий пристрій для нагрівання рідини [патент Великобританії 2239704, кл. F24J3/00, пріоритет від 05.01.1990], що містить корпус, вхідний і вихідний канали, активне і реактивне колеса, розташовані в корпусі з зазором між ними і виконані у вигляді чаш з комірками, утвореними радіальними перемичками, а також засіб регулювання у вигляді гальмової стрічки, що охоплює реактивне колесо і приводиться у дію важелем, який знаходиться поза корпусом. Активне і реактивне колеса встановлені на одному валу, при чому, активне колесо закріплене жорстко, а реактивне - з можливістю обертання щодо вала, на одному кінці якого теж закріплений приводний шків, а на іншому - імпелер, як засіб для подачі рідини. При роботі пристрою для одержання максимальної теплопродуктивності поворотом важеля загальмовують реактивне колесо. Рідина підсмоктується імпелером до активного колеса, захоплюється його комірками і, прискорюючись під дією відцентрових сил, рухається до їхньої периферії, а потім, змінюючи напрямок, через зазор надходить в комірки реактивного колеса, після гальмування в яких, що приводить до переходу кінетичної енергії рідини в теплову, попадає в зазор, з якого частина нагрітої рідини відсмоктується імпелером, а частина знову захоплюється комірками активного колеса і процес повторюється. Для одержання мінімальної теплопродуктивності реактивне колесо розгальмовують, при цьому кінетична енергія рідини, здобута в активному колесі, витрачається в більшому ступені на обертання реактивного колеса й у меншому на теплоутворення. Загальними ознаками аналога і рішення, що заявляється, є корпус, вхідний і вихідний канали, активне і реактивне колеса, розташовані в корпусі з зазором між ними і виконані у вигляді чаш з комірками, утвореними радіальними перемичками, а також засіб регулювання. У цьому пристрої велике число рухомих деталей, у тому числі обертових, що ускладнює його виготовлення, експлуатацію і підвищує енерговитрати, крім того, наявність тільки двох станів засобу регулювання, при одному з яких реактивне колесо загальмоване, а при іншому - розгальмовано, не забезпечує одержання проміжних значень регульованих величин, таких як теплопродуктивність, і не дозволяє в ще більшому ступені мінімізувати її значення і за рахунок цього збільшити глибину регулювання, тому що вплив на рідину активного і розгальмованого реактивного коліс не припиняється, а тільки послабляється. Відомий, прийнятий за прототип, теплогенератор [патент РФ 2197688, МКВ7 F24J3/00, пріоритет від 09.06.2001], що містить корпус, вхідний і вихідний канали, активне і реактивне колеса, розташовані в корпусі з зазором між ними і виконані у вигляді чаш з комірками, утвореними радіальними перемичками, а також засіб регулювання. Корпус теплогенератора розділений на зливальний і напірний відсіки перегородкою, до якої прикріплене ео 00 CD CO CD 6368 реактивне колесо, у внутрішньому отворі якого розміщений, як засіб подачі рідини, шнек, закріплений на кінці приводного вала, у середній частині якого закріплено, з можливістю осьового переміщення, активне колесо. При роботі пристрою рідина зі зливального відсіку, зв'язаного з зовнішньою мережею, накачується шнеком через зазор між активним і реактивним колесами в комірки першого і під дією відцентрових сил з прискоренням рухається до їхньої периферії, потім, змінюючи напрямок, надходить через зазор в комірки реактивного колеса, після гальмування в яких знову ж через зазор надходить в комірки активного колеса і процес повторюється. В результаті рідина нагрівається, частина її через зазор надходить у напірний відсік, а з нього через вихідний канал - у зовнішню мережу, з якої, після віддачі тепла, - у зливальний відсік пристрою через його вхідний канал. Теплопродуктивність у невеликих межах можна регулювати зміною зазору між активним і реактивним колесами. Загальними ознаками прототипу і технічного рішення, що заявляється, є корпус, вхідний і вихідний канали, активне і реактивне колеса, розташовані в корпусі з зазором між ними і виконані у вигляді чаш з комірками, утвореними радіальними перемичками, а також засіб регулювання. Цей пристрій має окремий засіб для подачі рідини, а саме, шнек, закріплений на одному приводному валі з активним колесом з можливістю переміщення останнього уздовж вала для зміни зазору між ним і реактивним колесом з метою регулювання теплопродуктивності. Наявність шнека на одному валі з активним колесом, закріпленим з можливістю подовжнього переміщення вимагає збільшення довжини вала і всі ці фактори викликають збільшення маси, що приводиться в обертання, і, як наслідок, збільшення енергоспоживання. Тому що шнек закріплений на кінці вала, то для зменшення дії згинаючого моменту вал розташовують вертикально і прагнуть зменшити його довжину, що обмежує галузь застосування пристрою і глибину регулювання, тому що короткий вал допускає переміщення активного колеса в невеликих межах. Причиною невеликої глибини регулювання є і те, що при збільшенні зазору між активним і реактивним колесами їх вплив на рідину, і, отже, її нагрівання не припиняється, а тільки зменшується. Крім того, для зміни зазору необхідно зупиняти пристрій, забезпечувати доступ до активного колеса, послабляти його кріплення, а в деяких випадках і кріплення шнека, встановлювати і кріпити зазначене колесо в новому положенні, а тому що це робиться на зупиненому пристрої, то одержати відповідність нового положення з очікуваним результатом дуже важко. Ці фактори ускладнюють експлуатацію пристрою і не сприяють підвищенню точності регулювання. В основу корисної моделі поставлена задача зменшення маси, що приводиться в обертання, і, як наслідок, зменшення енергоспоживання, а також спрощення експлуатації пристрою поряд зі збільшенням глибини і точності його регулювання. Поставлена задача вирішується тим, що в теплогенераторі, що містить корпус, вхідний і вихідний канали, активне і реактивне колеса, розташо вані в корпусі з зазором між ними і виконані у вигляді чаш з комірками, утвореними радіальними перемичками, а також засіб регулювання, відповідно до корисної моделі, радіальні перемички активного колеса виконані виступаючими з його чаші, а як засіб регулювання застосовані елементи керування прохідними перерізами вхідного і вихідного каналів. Технічний результат, що виражається в зменшенні маси, що приводиться в обертання, і, як наслідок, у зменшенні енергоспоживання, а також у спрощенні експлуатації пристрою поряд зі збільшенням глибини і точності його регулювання, забезпечується теплогенератором, що містить корпус, вхідний і вихідний канали, активне і реактивне колеса, розташовані в корпусі з зазором між ними і виконані у вигляді чаш з комірками, утвореними радіальними перемичками, а також засіб регулювання, причому, радіальні перемички активного колеса виконані виступаючими з його чаші, а як засіб регулювання застосовані елементи керування прохідними перерізами вхідного і вихідного каналів. Виконання перемичок активного колеса виступаючими з його чаші підсилює насосну функцію цього колеса, що дає можливість обійтися без окремого засобу подачі рідини, наприклад шнека, зробити приводний вал більш коротким, зменшивши масу, що обертається приводом, і таким шляхом спростити пристрій і уможливити його роботу з горизонтальним розташуванням приводного вала. Однак, посилення насосної функції активного колеса зменшує кількість рідини, що циркулює через комірки активного і реактивного коліс, і збільшує кількість рідини, що проходить у вихідний канал без циркуляції, що перешкоджає підвищенню її температури до максимально можливої величини, для подолання чого застосовують елемент керування прохідним перерізом вихідного каналу, наприклад вентиль, установлений на вихідному патрубку пристрою. Теплопродуктивність регулюють ступенем заповнення рідиною осередків активного і реактивного коліс для чого застосовують елемент керування і прохідним перерізом вхідного каналу, наприклад, також вентиль, установлений на вхідному патрубку пристрою. Спільне використання вентилів дає можливість змінювати кількість рідини, що нагрівається, і її температуру в самому теплогенераторі, що підвищує його автономність і пристосовність до різних конфігурацій зовнішніх мереж і до різноманітних вимог користувачів цих мереж. Так, при закритому вхідному і відкритому вихідному вентилях активне колесо відкачує рідину з теплогенератора і вплив на неї активного і реактивного коліс, що приводить до підвищення температури, практично припиняється. При відкритому вхідному і закритому вихідному вентилях рідина безупинно циркулює через комірки зазначених коліс і її температура підвищується до максимальної, обумовленої температурою пароутворення. Так досягається збільшення глибини регулювання. Крім цього, виконання перемичок активного колеса виступаючими з його чаші забезпечує стійку роботу теплогенератора у всьому діапазоні його регулювання. Розташування вентилів в легкодоступних місцях зовні корпуса дає можливість виконувати регулювання без зупинки і демо 6368 нтажу теплогенератора, що спрощує його експлуатацію і сприяє підвищенню точності регулювання, тому що його результати можна безупинно відслідковувати по приладах і установлювати вентилі в положення ВІДПОВІДНО до їх показань Таким чином, ознаки, що складають сутність корисної моделі, знаходяться в причинно - слідчому зв'язку з технічним результатом, що досягається Для більшого розуміння сутності корисної моделі, що заявляється, нижче приводиться докладний й опис з посиланнями на креслення, на яких представлені Фіг 1 - частковий поздовжній розріз теплогенератора Фіг 2 - збільшене зображення розрізу на Фіг 1 Фіг 3 - активне колесо, вид з боку комірок Фіг 4 - реактивне колесо, вид з боку комірок Теплогенератор містить корпус 1, осьовий вхідний і радіальний вихідний канали 2 і 3 у виступаючих з корпуса вхідному і вихідному патрубках 4 і 5, на яких, як засіб регулювання, установлені вхідний і вихідний вентилі 6 і 7, що виконують функцію елементів керування прохідними перерізами каналів 2 і З У корпусі 1 розташовані активне і реактивне колеса 8 і 9 із зазором 10 між ними, виконані у вигляді чаш 11 112 з комірками 13 114, утвореними радіальними перемичками 15 і 16, причому перемички 15 виконані виступаючими з чаші 11 активного колеса 8, що жорстко закріплено на приводному валу 17, тоді як реактивне колесо 9 скріплене 8 1 11 15 3 5 з корпусом 1 Пристрій працює таким чином З вентилями 6 і 7, встановленими в положення, що відповідає необхідним теплопродуктивності і температурі, через приводний вал 17 приводять в обертання активне колесо 8 і рідина, наприклад вода, через вхідний канал 2 підсмоктується в комірки 13 активного колеса 8 і прискорюючись під дією відцентрових сил, рухається до їх периферії, потім, змінюючи напрямок, надходить через зазор 10 до комірок 14 реактивного колеса 9, після гальмування і, внаслідок цього, нагрівання у який, направляється в комірки 13 активного колеса 8 і процес повторюється При цьому частина нагрітої рідини надходить у вихідний канал 3, у той час як охолоджена рідина надходить у вхідний канал 2 Для зміни теплопродуктивності і температури змінюють положення вентилів 6 і 7, не зупиняючи теплогенератор і не змінюючи обороти приводного вала 17, а тільки змінюючи ступінь наповнення рідиною комірок 13, 14, що змінює крутний момент активного колеса 8 і, як наслідок, теплопродуктивність, тому що вона визначається добутком зазначеного моменту на частоту обертання активного колеса 8 До одержання необхідних значень теплопродуктивності і температури їх зміни можна безупинно відслідковувати по таких приладах, як тепловий лічильник і термометр (не показані) Теплогенератор працює стабільно в широкому колі температур робочої рідини на його вході 10 16 17 Фіг 1 Фіг 2 6368 11 Фіг. З Комп'ютерна верстка А. Крижанівськии Фіг. 4 Підписне Тираж 28 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