Теплогенератор для нагрева жидкости

 

Изобретение относится к устройствам для нагрева жидкости и может быть использовано для отопления зданий. Теплогенератор для нагрева жидкости имеет конический корпус с циклоном - ускорителем потока жидкости в его нижней части, тормозное устройство в верхней части корпуса, выпускной патрубок, соединенный с циклоном с помощью перепускного патрубка, причем соединение выполнено на торце циклона, соосно ему. Торец циклона, выполненный в виде конуса с углом при вершине 160°, циклон и входное отверстие корпуса выполнены с одинаковым радиусом, а диаметр выходного отверстия корпуса меньше диаметра входного отверстия на 25%. Тормозное устройство выполнено в виде конуса. Техническим результатом является повышение термодинамической эффективности преобразования энергии. 3 ил.

Изобретение относится к устройствам для отопления зданий и сооружений.

Известен теплогенератор, имеющий цилиндрический корпус с циклоном, ускорителем потока жидкости в его нижней части, тормозное устройство в верхней части корпуса, выпускной патрубок, соединенный с циклоном с помощью перепускного патрубка, причем соединение выполнено на торце теплогенератора соосно ему (патент РФ № 2045715, МКИ F 25 В 29/00).

Наиболее близким по технической сущности является теплогенератор для нагрева жидкости, имеющий цилиндрический корпус с циклоном-ускорителем потока жидкости в его нижней части, тормозное устройство в верхней части корпуса, выпускной патрубок, соединенный с циклоном с помощью перепускного патрубка, причем соединение выполнено на торце циклона соосно ему, торец циклона установлен под углом 10° к его радиальному сечению, а внешняя стенка инжекционного патрубка на входе в корпус снабжена направляющей лопастью, прикрепленной к торцу циклона. При этом внешняя стенка инжекционного патрубка и направляющая лопасть выполнены по логарифмической спирали с длиной направляющей лопасти πR/2, где R - внутренний радиус корпуса, а циклон и цилиндрический корпус выполнены с одинаковым радиусом (патент РФ № 2173432, МКИ F 24 D 3/02).

Недостаток этого теплогенератора - невысокая термодинамическая эффективность преобразования энергии.

Повышение термодинамической эффективности преобразования энергии достигается тем, что корпус теплогенератора для нагрева жидкости имеет коническую форму, в нижней части которого расположен циклон - ускоритель потока жидкости, тормозное устройство в верхней части корпуса, выпускной патрубок, соединенный с циклоном с помощью перепускного патрубка, причем соединение выполнено на торце циклона, соосно ему, торец циклона, выполненный в виде конуса с углом при вершине 160°, а внешняя стенка инжекционного патрубка на входе в корпус снабжена направляющей лопастью, прикрепленной к торцу циклона. При этом внешняя стенка инжекционного патрубка и направляющая лопасть выполнены по логарифмической спирали с длиной направляющей лопасти более πR/2, где R - внутренний радиус циклона. Циклон и входное отверстие корпуса теплогенератора выполнены с одинаковым радиусом, диаметр выходного отверстия корпуса меньше диаметра входного отверстия на 25%, а тормозное устройство выполнено в виде конуса.

При анализе уровня техники в целях проверки новизны занимаемого теплогенератора не обнаружены аналоги с перечисленной совокупностью вышеназванных признаков. Следовательно, описанное техническое решение соответствует критерию “новизна”.

На фиг. 1 показан общий вид теплогенератора для нагрева жидкости, на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1, на фиг. 3 - разрез В-В на фиг. 1.

Теплогенератор содержит конический корпус 1, с циклоном 2 - ускорителем движения жидкости в его нижней части. В верхней части корпуса 1 установлено тормозное устройство 3, предусматривающее несколько ребер 4, закрепленных на внешней поверхности тормозного устройства. За тормозным устройством 3 установлен выпускной патрубок 5, на входе в циклон 2 тангенциально установлен инжекционный патрубок 6 с выходным отверстием 7. Выпускной патрубок 5 соединен с циклоном 2 с помощью перепускного патрубка 8. Соединение выполнено на торце циклона 9 соосно ему. Причем торец циклона 9 выполнен в виде конуса с углом при вершине 160°, а внешняя стенка 10 инжекционного патрубка 6 на входе в циклон 2 снабжена направляющей лопастью 11, прикрепленной к торцу циклона 9. При этом внешняя стенка инжекционного патрубка 10 и направляющая лопасть 11 выполнены по логарифмической спирали с длиной спирали πR/2, где R - внутренний радиус циклона. Циклон 2 и входное отверстие корпуса 1 выполнены с одинаковым радиусом, а диаметр выходного отверстия корпуса меньше диаметра входного отверстия на 25%. При этом тормозное устройство 3 выполнено в виде конуса.

Устройство работает следующим образом.

При подаче жидкости через инжекционный патрубок 6 жидкость под давлением направляется в циклон 2 - ускоритель движения. В циклоне 2 происходит ускорение движения жидкости и ее закручивание. При закрученном движении в конусообразном корпусе 1 происходит изменение давления и увеличение кинетической энергии вихревого потока жидкости. При прохождении через тормозное устройство 3 кинетическая энергия падает. Благодаря тому, что торец циклона 9 выполнен в виде конуса с углом при вершине 160°, происходит ускорение и закручивание потока жидкости с наименьшими потерями энергии. При условии, что циклон 2 и входное отверстие корпуса 1 выполнены с одинаковым радиусом, а диаметр выходного отверстия корпуса меньше диаметра входного отверстия на 25% и тормозное устройство 3 выполнено в виде конуса, происходит увеличение кинетической энергии вихревого потока и при его прохождении через тормозное устройство значительно увеличивается давление жидкости, что обуславливает повышение термодинамической эффективности преобразования энергии.

Благодаря внесенным в конструкцию изменениям происходит ускорение и закручивание потока жидкости с наименьшими потерями, увеличение кинетической энергии вихревого потока жидкости, что обуславливает повышение термодинамической эффективности преобразования энергии.

Формула изобретения

Теплогенератор для нагрева жидкостей, имеющий корпус с циклоном - ускорителем потока жидкости в его нижней части, тормозное устройство в верхней части корпуса, выпускной патрубок, соединенный с циклоном с помощью перепускного патрубка, причем соединение выполнено на торце циклона соосно ему, отличающийся тем, что корпус теплогенератора имеет коническую форму, причем циклон и входное отверстие корпуса выполнены с одинаковым радиусом, а диаметр выходного отверстия корпуса меньше диаметра входного отверстия на 25%, торец циклона выполнен в виде конуса с углом при вершине 160° и тормозное устройство выполнено в виде конуса.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3