Пристрій для виробництва і передачі тепла
Номер патенту: 78155
Опубліковано: 11.03.2013
Автори: Лях Вадим Вікторович, Востоцький Сергій Миколайович, Корнієнко Максим Валерійович, Осаул Павло Олександрович, Осаул Олександр Іванович
Формула / Реферат
1. Пристрій для виробництва і передачі тепла, що містить корпус з торцевими стінками, в якому розташовані на валу диски, внутрішня і зовнішня камери теплообмінника і штуцера для з'єднання з циркуляційним насосом, акумулятором, радіаторами і розширювальним баком, який відрізняється тим, що корпус поділено на внутрішню, середню і зовнішню циліндричні камери, у внутрішній камері розміщено вал з закріпленими на ньому гвинтоподібним треком, трубою з отворами, на якій закріплені диски з рельєфними поверхнями і криволінійними каналами, середня камера відділена від внутрішньої і зовнішньої камер трубами теплообмінників з оребреними зовнішніми поверхнями, робочі поверхні внутрішньої і зовнішньої камер виконані з комірчастою структурою, а торцеві стінки всіх трьох камер сформовані двома боковими кришками з направляючими елементами, ущільненнями і штуцерами для з'єднання внутрішньої камери з зовнішньою камерою, релаксатором і розширювальним баком, а середня камера сполучена штуцерами з баком-акумулятором, радіаторами, циркуляційним насосом і розширювальним баком.
2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що елементи комірчастої структури робочих поверхонь внутрішньої і зовнішньої камер знаходяться в наступному співвідношенні:
Rк : Гк : Шк : Зр-с = (3±2) : (2,618±1) : (3±1) : (0,75±0,25), де Rк - радіус комірки, Гк - глибина комірки, Шк - ширина комірки, Зр-с - зазор між ротором і статором, а кут нахилу однієї з поверхонь комірки відносно дотичної до твірної поверхні знаходиться у межах 22°30' ± 7°30'.
Текст
Реферат: Пристрій для виробництва і передачі тепла містить корпус з торцевими стінками, в якому розташовані на валу диски, внутрішня і зовнішня камери теплообмінника і штуцера для з'єднання з циркуляційним насосом, акумулятором, радіаторами і розширювальним баком. Корпус поділено на внутрішню, середню і зовнішню циліндричні камери. У внутрішній камері розміщено вал з закріпленими на ньому гвинтоподібним треком, трубою з отворами, на якій закріплені диски з рельєфними поверхнями і криволінійними каналами. Середня камера відділена від внутрішньої і зовнішньої камер трубами теплообмінників з оребреними зовнішніми поверхнями. Робочі поверхні внутрішньої і зовнішньої камер виконані з комірчастою структурою. Торцеві стінки всіх трьох камер сформовані двома боковими кришками з направляючими елементами, ущільненнями і штуцерами для з'єднання внутрішньої камери з зовнішньою камерою, релаксатором і розширювальним баком. Середня камера сполучена штуцерами з баком-акумулятором, радіаторами, циркуляційним насосом і розширювальним баком. UA 78155 U (12) UA 78155 U UA 78155 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до теплотехніки, зокрема, до автономних опалювальних систем, і може бути використана при виробництві пари для технологічних цілей. Відомо пристрій для виробництва тепла (Универсальная генерирующая установка, патент РФ № 2204089, 7F24J3/00, 10.05.2003 г.), який містить електродвигун і корпус гідродинамічного генератора, в якому розташовано вал з дисками, на периферії яких виконані радіальні та поперечні канали - елементи формування кавітаційних бульбашок. Вихід теплоносія з каналів диска за рахунок відцентрових сил забезпечує схлопування бульбашок у вузькому зазору між диском і корпусом. Результатом цього процесу є підвищення температури теплоносія, який транспортується в одноконтурній системі безпосередньо до споживача - радіаторам опалювальної системи. Недоліками відомого пристрою є: - підпадання активних зон дисків прискореному кавітаційному і корозійному руйнуванню при використанні як теплоносія води; - необхідність забезпечення повної "релаксації" водо-газо-вакуумної суміші; - неможливість вимірювання реальної витрати води системами витратомірів, що діють. Найбільш близьким за сукупністю ознак до пристрою, що заявляється, є пристрій для виробництва і передачі тепла (патент України № 34779, F25B29/00, 26.08.2008 p.), який має торцеве розташування теплообмінника на одній осі з валом електродвигуна, східчастий ротор, диск, внутрішню і зовнішню камери теплообмінника, кришку, штуцера, які забезпечують сполучення з циркуляційним насосом, акумулятором, радіаторами і розширювальним баком. Основним недоліком відомого пристрою є дефіцит поверхні теплообмінника, що передає тепло. В основу корисної моделі поставлена задача розробки пристрою для виробництва і передачі тепла, в якому за рахунок об'єднання в одну конструкцію насоса, кавітатора і теплообмінника забезпечується збільшення поверхні теплообмінника і зменшення теплових втрат, витрат електроенергії і матеріалоємності всього пристрою. Для вирішення поставленої задачі в пристрої для виробництва і передачі тепла, що містить корпус з торцевими стінками, в якому розташовані на валу диски, внутрішня і зовнішня камери теплообмінника і штуцера для з'єднання з циркуляційним насосом, акумулятором, радіаторами і розширювальним баком, згідно з корисною моделлю корпус поділено на внутрішню, середню і зовнішню циліндричні камери, у внутрішній камері розміщено вал з закріпленими на ньому гвинтоподібним греком, трубою з отворами, на якій закріплені диски з рельєфними поверхнями і криволінійними каналами, середня камера відділена від внутрішньої і зовнішньої камер трубами теплообмінників з оребреними зовнішніми поверхнями, робочі поверхні внутрішньої і зовнішньої камер виконані з комірчастою структурою, а торцеві стінки всіх трьох камер сформовані двома боковими кришками з направляючими елементами, ущільненнями і штуцерами для з'єднання внутрішньої камери з зовнішньою камерою, релаксатором і розширювальним баком, а середня камера сполучена штуцерами з баком-акумулятором, радіаторами, циркуляційним насосом і розширювальним баком. Елементи комірчастої структури робочих поверхонь внутрішньої і зовнішньої камер можуть знаходитися в наступному співвідношенні: Rк: Гк: Шк: Зр-с = (3±2): (2,618±1): (3±1): (0,75±0,25), де Rк - радіус комірки, Гк - глибина комірки, Шк - ширина комірки, Зр-с - зазор між ротором і статором, а кут нахилу однієї з поверхонь комірки відносно дотичної до твірної поверхні може знаходитися у межах 22°30' ± 7°30'. Таким чином, пристрій для виробництва і передачі тепла, що заявляється, є двоконтурною системою в якій в одну конструкцію об'єднано три агрегати: насос, що складається з двох закритих коліс (всмоктувального і напірного) між якими на одному валу з колесами розташовано багатодисковий перетворювач енергії руху рідини, який складається з двох камер та однокамерний теплообмінник. На кресленні (фіг. 1, 2) представлений пристрій, що заявляється, в якому на валу 1 жорстко закріплено (або виконано з валом як одне ціле) гвинтоподібний двозахідний трек 2. На треку 2 жорстко закріплена труба 3 з тангенціально рівномірно виконаними отворами 4. На лівому торці труби 3 жорстко (на шліцах) закріплено всмоктувальне насосне колесо 5, диски 6, напірне колесо 7. Деталі 5, 6, 7 пов'язані в один пакет торцевими гайками 8 зі стопорами, що розміщені на торцах труби 3. Всі вищезгадані деталі розміщені між торцевими стінками 9 і 10, в яких розміщені штуцера 11, 12, 13, 14, 15, 16, що забезпечують зв'язок між внутрішньою і зовнішньою камерами першого контуру (штуцера 11, 12, 13 і 14) і середньою камерою (штуцера 15, 16) з релаксатором 17, розширювальним баком 18 і системою заливки 19. Злив теплоносія з першого контуру 1 UA 78155 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 здійснюється через зливний пристрій 20. Дві камери теплогенератора розділені трубами 21 і 22 з зовнішнім оребренням 23 і 24, виконаних з теплопровідного матеріалу, наприклад з міді. Обидві камери теплогенератора і камера теплообмінника поміщені у корпус 25 з повітряним краном 26, торцевими ущільненнями 27 і термоманометром 28. Робоча камера теплообмінника, яка розміщена між трубами 21 і 22 з'єднана штуцерами 15 і 16 з баком - акумулятором води 29, з повітряним краном 30, з термоманометром 31, опалювальними приладами 32, циркуляційним насосом 33 і розширювальним баком 34. У внутрішній камері робочі бокові і периферійні поверхні дисків 6 мають комірчасту структуру, що виконана з використанням співвідношення "золотого перетину", а саме радіус комірки Rк відноситься до глибини комірки Гк, до ширини комірки Шк, до зазору між ротором (периферією диска) і статором (внутрішньою рельєфною поверхнею труби внутрішньої камери першого контуру) Зр-с як (3±2): (2,618±1): (3±1): (0,75±0,25), кут нахилу однієї з поверхонь комірки відносно дотичної до твірної поверхні знаходиться в межах 22°30' ± 7°30'. Мінімальні значення параметрів комірки використовуються для теплоносіїв з мінімальною в'язкістю і змочуваністю, середні значення - для води, максимальні значення - для в'язких теплоносіїв (типу масел і важких спиртів). Роторний двоконтурний гідродинамічний теплогенератор працює таким чином: після включення електродвигуна, вал якого з'єднаний (через муфту) з валом 1 і обертається за годинною стрілкою, залитий теплоносій (технічний гліцерин або інше нетоксичне масло) поступає завдяки треку 2 від лівого торця труби 3 до правого торця. Завдяки відцентровим силам теплоносій, крім поступального поздовжнього руху, надходить по тангенціально виконаним у трубі 3 отворам 4 у канали дисків 6. Розміщені на торцях труби лопатневі насосні колеса 5 і 7 використовуються для реалізації допоміжних функцій, що посилюють транспортування теплоносія у внутрішній камері теплогенератора. Таке посилення дозволяє розосередити потік за двома напрямками: у внутрішній камері і через штуцери 11, 12, 13, 14 у зовнішній камері теплогенератора. Необхідність поділення одного потоку теплоносія на два обумовлена дефіцитом поверхні, що передає тепло. Потік теплоносія у внутрішній камері направлено з каналів дисків на мідну трубу 21 з ребрами 23, а потік теплоносія у зовнішній камері направлено на трубу 22 з рельєфними ребрами 4. Поворот теплоносія з зовнішньої камери у внутрішню здійснюється через релаксатор 17, постачений розширювальним баком 18 і заливальним пристроєм 19. Тепло, що виділяється при схлопуванні кавітаційних бульбашок у внутрішній і зовнішній камерах передається через оребрені мідні груби теплообмінника у середню камеру теплообмінника, яка є складовою частиною 11 контуру і зв'язана штуцерами 15 і 16 з баком - акумулятором 29, радіаторами 32, циркуляційним насосом 33, яким забезпечується постійний тепловідвід від теплогенератора. Теплопередача здійснюється через теплообмінник, який сформовано двома гвинтоподібними або лабіринтовими теплообмінниками. При цьому у всіх трьох камерах (2-х гідродинамічного перетворювача і однієї камери теплообмінника) закладені принципи протитечії і за можливістю найбільш довгі траси протікання теплоносія по каналам усіх трьох камер. Пристрій був випробуваний у лабораторних і дослідно-промислових умовах. При цьому було використано електродвигун потужністю 5,5 кВт з швидкістю обертання 3000 об/хв Кількість теплоносія у внутрішній і зовнішній камерах І контуру складало 3 л, а у середній камері II контуру - 2 л. Продуктивність циркуляційного насосу, що прокачував воду через середню камеру, змінювали у межах від 3 до 12 м /год. Найбільша ефективність теплотворення може бути забезпечена обов'язковим виконанням трьох умов: - виготовлення дисків 6 з термостійких діелектричних матеріалів; - формування робочих поверхонь дисків з комірчастим рельєфом типу "шкіра акули"; - використання в'язких високотемпературних хімічних інертних теплоносіїв, які не полімеризуються при температурах 100…300 °C. Найменше споживання електроенергії електродвигуном зафіксовано у гарячому (більш 90 °C) режимі при значному зниженні в'язкості теплоносія. АМК-РПТО-ГТ - автономна міні котельня на базі роторного перетворювача з теплообмінником горизонтального типу, що складається з трьох камер, і електродвигуна потужністю 5,5 кВт при випробуванні показала, що теплопродуктивність, яка визначена за сталою зміною температури і продуктивності циркуляційного насоса при різних за природою теплоносіїв у І контурі складає від 20 до 80 тис. кДж/год. 60 2 UA 78155 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 15 20 1. Пристрій для виробництва і передачі тепла, що містить корпус з торцевими стінками, в якому розташовані на валу диски, внутрішня і зовнішня камери теплообмінника і штуцера для з'єднання з циркуляційним насосом, акумулятором, радіаторами і розширювальним баком, який відрізняється тим, що корпус поділено на внутрішню, середню і зовнішню циліндричні камери, у внутрішній камері розміщено вал з закріпленими на ньому гвинтоподібним треком, трубою з отворами, на якій закріплені диски з рельєфними поверхнями і криволінійними каналами, середня камера відділена від внутрішньої і зовнішньої камер трубами теплообмінників з оребреними зовнішніми поверхнями, робочі поверхні внутрішньої і зовнішньої камер виконані з комірчастою структурою, а торцеві стінки всіх трьох камер сформовані двома боковими кришками з направляючими елементами, ущільненнями і штуцерами для з'єднання внутрішньої камери з зовнішньою камерою, релаксатором і розширювальним баком, а середня камера сполучена штуцерами з баком-акумулятором, радіаторами, циркуляційним насосом і розширювальним баком. 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що елементи комірчастої структури робочих поверхонь внутрішньої і зовнішньої камер знаходяться в наступному співвідношенні: Rк : Гк : Шк : Зр-с = (3±2) : (2,618±1) : (3±1) : (0,75±0,25), де Rк - радіус комірки, Гк - глибина комірки, Шк - ширина комірки, Зр-с - зазор між ротором і статором, а кут нахилу однієї з поверхонь комірки відносно дотичної до твірної поверхні знаходиться у межах 22°30' ± 7°30'. 3 UA 78155 U Комп’ютерна верстка Л. Купенко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюApparatus for heat production and transfer
Автори англійськоюOsaul Pavlo Oleksandrovych, Osaul Oleksandr Ivanovych, Vostotskyi Serhii Mykolaiovych, Kornienko Maksym Valeriiovych, Liakh Vadym Viktorovych
Назва патенту російськоюУстройство для выработки и передачи тепла
Автори російськоюОсаул Павел Александрович, Осаул Александр Иванович, Востоцкий Сергей Николаевич, Корниенко Максим Валериевич, Лях Вадим Викторович
МПК / Мітки
МПК: F25B 29/00
Мітки: пристрій, тепла, передачі, виробництва
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/6-78155-pristrijj-dlya-virobnictva-i-peredachi-tepla.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Пристрій для виробництва і передачі тепла</a>
Попередній патент: Пристрій для діагностики колекторно-щіткового вузла електродвигуна постійного струму
Наступний патент: Композиційний зносостійкий матеріал на основі дибориду титану
Випадковий патент: Взуття для активної ходьби з перекочуванням