Пристрій для нагрівання рідини

1. Пристрій для нагрівання рідини, який складається з електронасоса, трубопроводів подачі та відведення рідини, інжекційного патрубка та теплогенератора, що містить корпус з циліндричною частиною, циклон, торцева сторона якого з'єднана з циліндричною частиною корпуса, у верхній частині якого змонтовано пристрій для гальмування, виконаний щонайменше з двох радіально розташованих ребер, закріплених на центральній втул ці, кришку циліндричного корпуса з вихідним отвором, з'єднаним з циклоном за допомогою пропускного патрубка, який відрізняється тим, що циліндрична частина корпуса теплогенератора виконана з неметалічного матеріалу, такого як пластик, кераміка та інші, на її внутрішній стороні розміщена металева трубчата вставка, електроізольована від корпуса та підключена до нульової фази мережі змінного струму або генератора високовольтних імпульсів, а всередині циліндричної частини корпусу теплогенератора і співвісно їй розташовано електроізольований від кришки металевий стрижень, підключений до фази мережі змінного струму або генератора високовольтних імпульсів. 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що пристрій для гальмування у верхній частині корпусу теплогенератора складається з декількох ребер із вхідними ділянками, спрофільованими по дотичній до потоку рідини, що набігає, і вихідними ділянками, що надають осьовий напрямок потоку. 3. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що на кришці отвір вихідного каналу виконано конусним і в нього встановлено конусний елемент з можливістю переміщення вздовж осі отвору, що змінює прохідний переріз вихідного каналу. UA (21) a200810146 (22) 06.08.2008 (24) 11.10.2010 (46) 11.10.2010, Бюл.№ 19, 2010 р. (72) МАРКОВИЧ СЕРГІЙ ЄВГЕНІЙОВИЧ, ДОЛМАТОВ АНАТОЛІЙ ІВАНОВИЧ (73) МАРКОВИЧ СЕРГІЙ ЄВГЕНІЙОВИЧ, ДОЛМАТОВ АНАТОЛІЙ ІВАНОВИЧ (56) RU 2045715 C1, 10.10.1996 UA 22003 A, 30.04.1998 RU 2202740 C2, 20.04.2003 RU 2204770 C2, 20.05.2003 UA 33659 A, 15.02.2001 UA 1423 U, 15.10.2002 2 (19) 1 3 ни, інжекційного патрубка, що з'єднує вхід теплогенератора з насосом. Ознаками прототипу, що збігаються з суттєвими ознаками винаходу, є також наявність у теплогенераторі корпуса, прискорювача руху рідини, корпус теплогенератора виконано з циліндричною частиною, яку сполучено з торцем прискорювача руху рідини, теплогенератор містить два пристрою для гальмування, який розміщені у циліндричній частині корпусу і перепускному патрубку та виконано у вигляді радіально розташованих ребер, які закріплено на втулці. У циліндричній частині корпусу теплогенератора виконано дно з вихідним отвором. Недоліком відомого пристрою є недостатньо висока надійність теплогенератора, оскільки при виході з ладу електронасоса припиняється генерація тепла та циркуляція підігрітої рідини, що особливо актуально в системах опалення через небезпеку розморожування. Також недоліком є низька ефективність нагрівання через відсутність спеціальних пристроїв, що активізують процеси кавітації в корпусі, і малої ефективності процесів тепловиділення в осьовій зоні потоку. Задачами винаходу є підвищення ефективності нагрівання рідини і забезпечення високої експлуатаційної надійності пристрою. Рішення зазначених задач забезпечується новим пристроєм нагрівання води, що містить теплогенератор, який складається з корпуса, що має циліндричну частину та циклон, і прискорювача руху рідини, виконаного у виді конуса, насос, з'єднаний з теплогенератором за допомогою інжекційного патрубка, і систему теплообміну, підключену до вихідного патрубка теплогенератора і до насоса, причому згідно винаходу циліндрична частина корпуса виконана з неметалічного матеріалу (пластик, кераміка і т.д.), вихідне отвір у кришці виконано у виді конуса, прохідний перетин якого може мінятися за допомогою рухливого конусного елемента, у якому фіксується електроізольований від кришки металевий стрижень підключений до фази мережі перемінного струму чи генератора високовольтних імпульсів, усередині циліндричного корпуса мається струмопровідна трубчаста металева вставка, електроізольована від корпуса та підключена до нульової фази мережі перемінного струму чи генератора високовольтних імпульсів, гальмовий пристрій у корпусі виконано у виді пластин з кінцями, спрофільований по дотичній до потоку рідини, що набігає. Між сукупністю суттєвих ознак винаходу і технічним результатом, якого можна досягти, існує такий причинно-наслідковий зв'язок: - використання струмопровідної трубчаста металева вставка на внутрішній стороні циліндричного корпуса, підключеного до нульової фази мережі перемінного струму чи генератора високовольтних імпульсів, і центрального металевого стрижня, підключеного до фази мережі перемінного струму чи генератора високовольтних імпульсів, дозволяє інтенсифікувати процеси кавітації і тепловиділення у всьому об'ємі корпуса за рахунок проходження через рідину електричного струму, забезпечити генерацію тепла та циркуляцію підігрітої рідини 92203 4 навіть у випадку виходу з ладу електронасоса, що істотно підвищує надійність теплогенератора. - рухливий конусний елемент, що змінює прохідний перетин вихідного каналу, дозволяє регулювати режими роботи установки, забезпечуючи максимальний коефіцієнт корисної дії системи. - спрофільовані пластини гальмового пристрою корпуса дозволяють мінімізувати гідравлічні втрати в теплогенераторі. Заявлені пристрій для нагрівання рідини та теплогенератор ілюструються кресленнями, де на Фіг.1 зображено загальний вигляд пристрою у розрізі, на Фіг.2 - виносний елемент А, переріз Б-Б, переріз В-В. Теплогенератор містить прискорювач руху рідини циклон 1, торцева сторона якого з'єднана з циліндричною частиною корпуса 2, виконаної з неметалічного матеріалу і маючої трубчасту металеву вставку 3. У верхній частині корпуса 2 установлений пристрій для гальмування 4, що складається з декількох спрофільованих по дотичній до потоку рідини, що набігає, ребер 5, закріплених на центральній втулці 6. У циліндричній частині корпуса 2 за гальмовим пристроєм 4 установлена кришка 7 з конічним вихідним отвором 8, що з'єднується з вихідним патрубком 9. На кришці 7 за допомогою стрижнів 10 установлений рухливий конічний елемент 11, у якому закріплений металевий стрижень 12 на ізоляторі 13. Стрижні 10 закріплені на загальній тязі 14 і можуть переміщатися в осьовому напрямку. Вихідний патрубок 9 з'єднаний за допомогою перепускного патрубка 15 з циклоном 1 на торці, який э протилежним циліндричної частини корпуса 2 і співвісно їй. У перепускному патрубку трохи нижче зони з'єднання з циклоном 1 установлений додатковий гальмовий пристрій 16. Пристрій для нагрівання рідин містить електричний насос 17, з'єднаний з циклоном 1 за допомогою інжекційного патрубка 18. Вихідний патрубок 9 теплогенератора з'єднується з подавальною магістраллю 19, що з'єднана з теплообмінником 20. Зворотний потік рідини з теплообмінника 20 йде через зворотну магістраль 21 у насос 17. Трубчаста металева вставка 3, яка електроізольована від корпуса, підключена до нульової фази мережі перемінного струму чи генератора високовольтних імпульсів 22. Металевий стрижень 12, який встановлений на ізоляторі 13, підключений до фази мережі перемінного струму чи генератора високовольтних імпульсів 22. Працює теплогенератор у такий спосіб. При включенні в роботу насоса 17 рідина через інжекційний патрубок 18 під тиском попадає в циклон 1. Тут відбувається збільшення механічної енергії рідини, і вона попадає в циліндричну частину корпуса 2. Оскільки діаметр циліндричної частини корпуса 2 значно більше діаметри вхідного отвору інжекційного патрубка 18, то в цій частині корпуса відбувається різка зміна тиску рідини, що приводить до збільшення температури. Нагріта рідина попадає в гальмовий пристрій 4, де падає її швидкість і змінюється напрямок руху і тиск, що відповідно приводить до подальшого підвищення температури рідини. На виході з гальмового пристрою 4 корпуси теплогенератора рідина проходить через 5 конусний вихідний отвір 8 кришки 7. Через те, що прохідний перетин вихідного отвору в кілька разів менше діаметра корпуса 2 і конусний вихідний отвір кришки 7 утворює дифузорний канал з конусним елементом 11, знову змінюється кінетична енергія рідини, що сприяє підвищенню ефективності нагрівання. Осьове положення конусного елемента 11 може регулюватися, що змінює в такий спосіб прохідний перетин конусного вихідного отвору 8. Встановлений у конусному елементі 11 металевий стрижень 12 і металева вставка 3 корпуса 2 підключені відповідно до фази та нульової фази мережі перемінного струму або генератора високовольтних імпульсів 22, що забезпечує додаткове пряме нагрівання рідини й інтенсифікацію кавітаційних процесів у всьому об'ємі циліндричної 92203 6 частини корпуса 2. Це також дозволяє забезпечити безперебійну генерацію тепла в аварійному режимі при виході з ладу електродвигуна насоса 17. Зворотний потік рідини з корпуса 2 направляється в через отвір у днище циклона 1 і перехідний патрубок 15 у подавальну магістраль. Додатковий гальмовий пристрій 16, встановлене в перепускному патрубку 9, сприяє підвищенню ефективності нагрівання рідини. Подавальна магістраль з'єднана з теплообмінником 20, з якого робоча рідина направляється до насосу 17 і далі на вхід теплогенератора. Ефективність технічного рішення підтверджено результатами стендових випробовувань, дослідних робіт та випробовуванням експериментального зразка у системі опалення приміщень. 7 Комп’ютерна верстка А. Рябко 92203 8 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