Устройство для нагрева жидкости

Авторы патента:

F24J3/00 - Прочие способы получения или использования тепла, образующегося иначе, чем в процессе горения (использование солнечного тепла F24J 2/00)

Владельцы патента RU 2503896:

Иванов Евгений Геннадьевич (RU)

Изобретение относится к теплоэнергетике и может использоваться для нагрева жидкостей, а также как смеситель различных жидкостей. Устройство для нагрева жидкости содержит теплогенератор, состоящий из корпуса, имеющего цилиндрическую часть, и ускорителя движения жидкости, выполненного в виде циклона, насос, соединенный с теплогенератором посредством инжекционного патрубка, в котором размещена, по крайней мере, одна вставка, и систему теплообмена. Вставка выполнена в виде сплошной пластины, ориентированной вдоль инжекционного патрубка перпендикулярно торцам циклона. Вставка в инжекционном патрубке принудительно расширяет струю в месте входа её в циклон, что приводит к образованию вакуумметрической области, далее по потоку области сжатия, вакуума, снова сжатия и т.д. По мере продвижения в циклоне каждого элемента струйного потока по этим чередующимся областям в нём образуются и схлопываются кавитационные каверны, обеспечивающие нагрев воды или другой технологической жидкости. Изобретение позволяет повысить эффективность нагрева жидкости и надежность работы устройства. 9 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к теплогенераторам кавитационного типа для разогрева жидкостей в гидросистемах различного назначения, а также может быть использовано в качестве смесителей различных жидкостей, диспергирования, разрушения молекулярных связей в сложных жидкостях, изменения физико-механических свойств жидкостей.

Известен теплогенератор для нагрева жидкостей (патент RU 2173432, кл. F 25 B 29/00), имеющий цилиндрический корпус с циклоном-ускорителем потока жидкости в его нижней части, тормозное устройство в верхней части корпуса, выпускной патрубок, соединённый с циклоном с помощью перепускного патрубка, причём соединение выполнено на торце циклона сосно ему, торец циклона установлен под углом 10° к его радиальному сечению, а внешняя стенка инжекционного патрубка на входе в корпус снабжена направляющей лопастью, прикреплённой 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 корпуса, а циклон и цилиндрический корпус выполнены с одинаковым радиусом.

Недостатком этого технического решения является то, что предложенное устройство имеет недостаточно высокую эффективность работы (нагрева воды). Теплогенераторы рассматриваемого класса являются жидкостными свистками, которые создают звуковое поле в своём внутреннем объёме, через который проходит жидкость. При этом в фазе разрежения звуковой волны в жидкости на зародышах образуются и растут кавитационные полости, а в фазе избыточного давления они мнгновенно схлопываются осуществляя уплотнение энергии как в пространстве, так и во времени с ростом температуры в точке схлопывания до 6000 К.

Механизм образования звуковых волн сводится к процессу схода потока, вышедшего из инжекционного патрубка, с направляющей лопасти, прикрепленной к торцу циклона. В этом случае имеет место два источника образования колебаний. Во-первых, стекание потока с направляющей лопасти вызывает её колебание под действием гидродинамического воздействия. Причём, разные участки лопасти имеют разную жесткость, поэтому они совершают сложные колебания с разными частотами. Во-вторых, сам процесс истечения затопленной струи из инжекционного патрубка в циклон является источником звука. Так выход струи в затопленное пространство является местным сопротивлением, обуславливающим на конечном участке подводящего канала избыточное по отношению к этому пространству давление, пропорциональное скоростному напору. Следовательно, при выходе потока из отверстия с него снимается экранирующее действие стенок подводящей трубы, и он за счёт упругих сил расширяется. Далее, по мере продвижения потока сначала также за счёт действия упругих сил, внешнего давления и позднее инерционных сил, он обжимается, а далее, за счёт упругих сил снова расширяется и т.д.. Таким образом, струя представляет собой свободный поток с чередующимися по его длине областями сжатий и разрежений (Е.Г. Иванов, О радиальной составляющей струйного течения в затопленном пространстве. Сборник научных трудов 6-й Международной научно-технической конференции «Гидравлические машины, гидроприводы и гидропневмоавтоматика. Современное состояние и перспективы развития». - СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2010. - с.76-83.) Поэтому, все затопленные струи шумят с основной частотой, определяемой скоростью потока и диаметром сопла. Однако, выход струи из отверстия с краями сложной конфигурации, обусловленной наличием лопасти и равенством диаметров циклона и цилиндрического корпуса, определяет асимметричную деформацию вышерассмотренных периодических областей, снижение амплитуд основных частот, и появление широкого спектра частот иных значений. То есть, в силу несовершенства конструкции рассматриваемое устройство производит довольно обширный спектр частот, что вызывает следующие следствия:

- чрезмерно высокая частота колебаний (более 10 кГц) не позволяет кавитационному пузырьку приобрести необходимый запас упругой энергии и в результате процесс схлопывания не повышает температуры жидкости;

- при низкой частоте увеличенная в размерах кавитационная каверна (пузырёк) в короткую фазу схлопывания не успевает полностью исчезнуть, а только пульсирует. Отсутствие же удара при схлопывании также исключает следствия, в результате которых вода должна нагреваться.

Для повышения эффективности следует привести частоты колебаний в диапазон полезных значений, а амплитудам упругих волн придать наибольшие значения.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является устройство для нагрева жидкости содержащее теплогенератор, состоящий из корпуса, имеющего цилиндрическую часть, и ускорителя движения жидкости, выполненного в виде циклона, насос, соединённый с теплогенератором посредством инжекционного патрубка, в котором установлена по крайней мере одна вставка, выполненная в виде перфорированной перегородки, и систему теплообмена, подключённую к выходному патрубку теплогенератора и к насосу (патент RU 2162571, кл. F 25 B 29/00).

Введение в известном устройстве для нагрева жидкости перфорированных перегородок частично исключает выше рассматриваемые недостатки - в этом случае каждая струйка излучает звук узкого диапазона частот, однако амплитуды этих колебаний в каждой струйке уменьшаются по сравнению с моноструёй пропорционально уменьшению их диаметров, а результат сложения действий всех струй- излучателей не является арифметической суммой.

Решающим обстоятельством истечения затопленной моноструи является то, что максимальный уровень амплитуды при заданной частоте ограничен спецификой механизма истечения такой струи. Так для увеличения амплитуды поперечного растекания потока при его выходе из сопла следует увеличить давление в канале перед выходным отверстием, что невозможно без увеличения скорости струи, а значит и частоты её звучания. Увеличение амплитуды колебаний струи путём увеличения её поперечных размеров приводит к возрастанию габаритов устройства и мощности привода.

Другой особенностью этого технического решения является то, что в этом случае реализуется ещё один источник акустического излучения - перед отверстиями и за ними от трения о проходящий поток образуются торообразные области отрывных течений, в которых за счёт действия центробежных сил от вращения создается вакуумметрическое давление. При достижении в такой области пороговой величины вакуума её герметичность нарушается, в неё устремляется приток жидкости из окружающего пространства, что сопровождается гидравлическим ударом и акустическим излучением, но уже других частот. Цена такого излучения - значительные затраты мощности на поддержание множества этих интенсивных течений и расширение спектра частот производимых колебаний.

То есть, кроме пользы наличие перфорированных перегородок в инжекционном патрубке обуславливает увеличение количества неэффективных частот, значительные гидравлические сопротивления, а значит, и большие потери мощности, и кроме того, снижение надёжности работы устройства для нагрева жидкости вследствие высокой вероятности забивания мелких отверстий твёрдыми и волокнистыми включениями (окалина, лён, герметик со стыков, чешуйки накипи, ржавчины и т. д.) в период эксплуатации.

Недостатком известного устройства является недостаточно высокая эффективность нагрева, а так же низкая надёжность работы устройства, особенно на неоднородных средах.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение эффективности нагрева жидкости и надёжности работы устройства.

Поставленная задача решается следующим образом. В устройстве для нагрева жидкости, содержащем теплогенератор, состоящий из корпуса, имеющего цилиндрическую часть, и ускорителя движения жидкости, выполненного в виде циклона, насос, соединённый с теплогенератором посредством инжекционного патрубка, в который введена по крайней мере одна вставка, и систему теплообмена, подключённую к выходному патрубку теплогенератора и к насосу, вставка выполнена в виде сплошной пластины, ориентированной вдоль инжекционного патрубка перпендикулярно торцам циклона. При этом вставка в продольном сечении может быть выполнена треугольной формы с ориентацией острым концом в сторону насоса, тупой торец вставки посредством каналов с запорно-регулирующей аппаратурой может быть сообщён с пополняющей ёмкостью, с напорным или со всасывающим патрубками насоса, с обтекателем, а также вставка может быть выполнена в виде упругой пластины равной толщины с заострёнными входным и выходным, а также входным или выходным по отношению к инжекционному патрубку концами, установленной с зазором на шарнирных опорах, которые выполнены в виде шипов на боковых торцах пластины, размещённых в глухих отверстиях стенок инжекционного патрубка. Кроме того, вставка может быть выполнена в виде упругой пластины равной толщины и закреплена консольно одной боковой стороной к внутренней стенке инжекционного патрубка.

Выполнение вставки в виде сплошной пластины и ориентация её вдоль инжекционного патрубка перпендикулярно торцам циклона принудительно расширяет струю в месте входа её в циклон до больших размеров в поперечном сечении при том же массовом расходе, что и в сплошном течении. Это обстоятельство приводит к тому, что за тупым торцем каждой вставки создается значительная величина вакуума, определяющая при дальнейшем течении потока амплитуду колебательных процессов, поскольку по мере дальнейшего движения разреженного участка происходит его обжатие и последующие циклы с интенсивностью пропорциональной исходной величине вакуума (Е.Г. Иванов, А.В. Согин. Результаты исследования компьютерной модели кольцевых сопел эжекторов. Труды Международной научно-технической конференции «Гидравлические машины, гидроприводы и гидропневмоавтоматика». СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2008, с.61-64.).

Амплитуда колебания давления должна обеспечивать максимальный запас упругой энергии при образовании и относительно медленном росте кавитационного пузырька и возможность полного его исчезновения в относительно короткой фазе схлопывания. Наличие каналов с запорно-регулирующей аппаратурой, сообщающих область за тупым торцем вставки с пополняющей емкостью, а так же с напорным или со всасывающим патрубками насоса позволяет регулировать величину вакуума в месте входа струи в циклон, а значит и подстраивать величину амплитуды колебаний давления до требуемых значений, и кроме того использовать их для технологических нужд (Иванов Е.Г., Параметры истечения комплекта коаксиальных струй. Материалы Всероссийской научно технической конференции. - Саранск: Изд-во Мордов. Ун-та, 2009. с .255-258).

Следует также отметить, что область за тупым торцем каждой из вставок является также источником колебаний. Механизм этих колебаний сводится к образованию этой области, росту её размеров и глубины вакуума, нарушению герметичности за счет разрушения обтекающего её потока от возросшей разности давлений, заполнению этой области жидкостью с последующим гидравлическим ударом и далее вновь образованием области отрыва и т. д.. Этот процесс, во-первых, создает колебания нерегламентированных частот, на что затрачивается мощность. Во-вторых, в каждой из этих областей отрыва от трения с обтекающим потоком имеет место возвратное течение, на поддержание которого также затрачивается дополнительная непроизводительная энергия, что в совокупности снижает эффективность рабочего процесса устройства. Для снижения уровня указанных негативных явлений следует либо постоянно заполнять каждую из этих областей рабочей жидкостью по указанным ранее каналам, либо уменьшить объём областей путём заполнения их твердым материалом, в виде обтекателей. В первом случае исчезнут паразитные колебания, во втором - уменьшатся объёмы циркулирующей жидкости, что снизит непроизводительные затраты мощности, а также амплитуду ударов. Частота схлопываний увеличится на несколько порядков, что снизит поглощение полезных колебаний паразитными.

Выполнение вставки в виде упругой пластины равной толщины с заостренными входным и выходным, а также входным или выходным по отношению к инжекционному патрубку концами, установленной с зазором на шарнирных опорах, которые выполнены в виде шипов на боковых торцах пластины, размещённых в глухих отверстиях стенок инжекционного патрубка обуславливает пластине дополнительную способность - при натекании на неё потока жидкости в пластине возбуждаются изгибные колебания в направлении, перпендикулярном её плоскости, с максимумом посередине опор. Дополнительным условием протекания указанного процесса является необходимость размещения крепежных шипов в узловых точках пластины с учётом частот собственных колебаний (Ультразвук. Маленькая энциклопедия. Глав. ред. И.П. Голямина. М.:» Советская энциклопедия», 1979. - с. 79-80).

Закрепление этой же упругой пластины равной толщины консольно одной боковой стороной к внутренней стенке инжекционного патрубка также обуславливает создание пластиной при обтекании её потоком жидкости поперечных колебаний, и кроме того обеспечивает удобство при выполнении сборочных работ.

Кроме того, ориентация вставки вдоль инжекционного патрубка увеличивает проходные сечения канала патрубка, вследствие чего снижаются гидравлические сопротивления и бо′льшая мощность насоса участвует в создании полезного действия.

Предлагаемое изобретение пояснено чертежами:

Фиг.1 - общий вид заявленного устройства для нагрева жидкости;

Фиг.2 - продольный разрез инжекционного патрубка, в котором установлены две вставки с тупым выходным торцем и внутренними каналами;

Фиг.3 - продольный разрез инжекционного патрубка, в котором установлены две вставки, тупые выходные торцы которых снабжены обтекателями;

Фиг.4 - продольный разрез инжекционного патрубка, в котором упругая вставка закреплена с зазором на шарнирных опорах;

Фиг.5 - поперечный разрез инжекционного патрубка, в котором упругая вставка закреплена консольно.

Устройство для нагрева жидкости содержит теплогенератор, состоящий из корпуса, имеющего цилиндрическую часть 1 и ускорителя движения жидкости, выполненного в виде циклона 2, на входе в который установлен инжекционный патрубок 3, кроме того, в состав теплогенератора входят первая тормозная система 4, установленная в выходном участке цилиндрической части корпуса, вторая тормозная система 5, расположенная на выходе из циклона, выходной патрубок 6, перепускной патрубок 7, вставка 8, выполненная в виде сплошной пластины, содержащая полые каналы 9, которые могут быть соединены запорно-регулирующей аппаратурой 10 с пополняющей ёмкостью 11, со всасывающим 12, или нагнетательным 13 патрубками насоса 14 и систему теплообмена 15. Ускоритель движения жидкости 2 имеет по контуру вид спирали или окружности и стыкуется с насосом 14 при помощи инжекционного патрубка 3, в котором установлены одна или несколько вставок 8. Устанавливаемые в инжекционном патрубке 3 пластины 8 размещаются вдоль патрубка 3 перпендикулярно торцам циклона 2 и могут либо запрессовываться, либо поджиматься общим торцовым фланцем 16 инжекционного патрубка 3 и циклона 2, либо крепиться неразъемным с одной стороны способом (сварка, пайка, клей и т. д.), либо фиксироваться при помощи шипов 17, размещенных в глухих отверстиях 18 торцовых стенок патрубка 3. При этом тупой торец вставки 8 может быть дополнен обтекателем 19, заострённым в сторону циклона и размещённым в нём за обрезом сопла. Система теплообмена 15 включает в себя магистрали, запорные вентили, радиаторы, датчики температуры, и другие блоки. К входу системы теплообмена 15 присоединён выходной патрубок 6 теплогенератора, а выход системы теплообмена подключён к насосу 14.

Устройство для нагрева жидкости работает следующим образом. Насос 14 под избыточным давлением (4-6 атмосфер) нагнетает воду в инжекционный патрубок 3 теплогенератора (Фиг.1). По мере прохождения инжекционного патрубка поток воды обжимается и поэтому ускоряется, а также разделяется на несколько составляющих частей вследствие наличия вставок 8 в виде сплошных пластин увеличивающихся в сечении по ходу продвижения его к циклону (Фиг.2). При выходе из сопла между образовавшимися элементами потока за торцами пластин 8 образуются зоны отрыва. Из этих областей за счёт эжекции производится унос частиц жидкости с потоком, что вызывает глубокое падение давления в них до вакуумметрических значений. В этом случае вставки принудительно расширяют струю в месте входа её в циклон до больших размеров в поперечном сечении при том же массовом расходе, что и в сплошном течении, и тем самым обуславливают глубокий вакуум на этом участке струйного течения.

Другим обстоятельством этого процесса является то, что зоны отрыва обуславливают искривление траекторий элементов потока по направлению возможного притока жидкости, а также градиента давления, то есть на периферию, в сторону обечайки циклона 2. Следствием этого факта является соударение плоских щелевых струй со значительным повышением давления в месте их встречи и далее, за счёт рикошета друг об друга последующее расширение итогового струйного течения, далее - обжатие, снова - расширение и т.д. При этом, по мере продвижения каждого элемента струи по чередующимся областям вакуумметрического и манометрического давлений, в нём образуются и схлопываются кавитационные каверны, обеспечивая нагрев воды, или другой технологической жидкости. Управляющими факторами этого процесса могут являться:

- максимальная толщина и количество вставок 8, определяющие степень расширения струи;

- толщина плоских элементов струй, определяемая местоположением вставок 8;

- величина вакуума в зонах отрыва, управляемая каналами 9 с запорной арматурой 10, соединёнными как с источником вакуума 12, так и с источниками давления 11, 13.

Значение вакуума в каждой области отрыва величина переменная. Она может расти от номинального уровня, соответствующего давлению в струе, до максимального (пропорционального скоростному напору) за счёт эжекции. Поскольку при достижении порогового значения вакуума происходит нарушение герметичности зоны отрыва за счёт разрушения плоского элемента струи под действием разности давлений. Разгерметизация же сопровождается пополнением области отрыва жидкостью из окружающего пространства и гидравлическим ударом. Частота этого периодического процесса определяется:

- скоростью струйного потока;

- толщиной плоского струйного элемента;

степенью коррекции вакуума в области отрыва запорно-регулирующей аппаратурой 10 через каналы 9.

Причём периодический процесс роста и разрушения зоны отрыва происходит в противофазе с процессом расширения и обжатия струи и в данном случае его последствия вредны. Кроме того, в объёме областей отрыва за счёт трения об обтекаемый поток имеет место интенсивное возвратное течение, на поддержание которого затрачивается энергия. Чтобы снизить негативное влияние областей отрыва следует:

- либо увеличить толщины плоских элементов потока;

- либо снизить максимальную величину вакуума за счёт притока жидкости через каналы 9 из пополняющей ёмкости 11, или напорного патрубка 13 насоса 12;

- либо заполнить всю или часть области отрыва твёрдым объёмом в виде обтекателя 19, заострённого в сторону циклона 2 и размещённого в нём за обрезом сопла (Фиг. 3).

Вставка 8 также может быть изготовлена в виде упругой пластины равной толщины с заострёнными входным и выходным по отношению к инжекционному патрубку концами и установлена с зазором по боковым сторонам на шарнирных опорах, выполненных в виде шипов 17 на боковых торцах пластины и размещённых в глухих отверстиях 18 стенок инжекционного патрубка 3 (Фиг. 4).

В этом случае ускоряющийся в инжекционном патрубке поток, обтекая пластину, вызывает в ней изгибные колебания относительно узловых точек закрепления 17. Частота этих колебаний определяется упругими свойствами жидкости и материала пластины, расстоянием между точками закрепления, толщиной и шириной пластины, скоростью потока. При соответствии скорости потока собственной частоте колебаний пластины наступает резонансный режим, обуславливающий колебания поверхностного слоя струйного потока вышедшего из затопленного отверстия в циклон. При движении поверхностного слоя во внешнем направлении в прилегающей области потока создаётся вакуумметрическое давление, при движении поверхностного слоя внутрь потока - повышенное давление. То есть по пути следования потока чередуются зоны высокого и вакуумметрического давлений, в которых зарождаются и схлопываются кавитационные каверны, обеспечивающие нагрев воды. Заострённые окончания входного и выходного окончания пластины снижают гидродинамическое сопротивление при её колебательном процессе в набегающем потоке.

Закрепление пластины 8 консольно (Фиг. 5) одной боковой стороной к внутренней стороне стенки инжекционного патрубка 3 предполагает аналогичные колебательные процессы, только колебания производятся относительно линии закрепления, а их частота определяется геометрическими параметрами уже продольного сечения пластины. При этом, для проявления действия вакуумметрических областей отрыва пластина не должна колебаться, т. е. её жесткость должна быть значительной, для вибрационного воздействия на поверхностный слой струи её жесткость должна обеспечивать требуемое значение частоты собственных колебаний.

В результате предлагаемых мероприятий проходящий через циклон 2 вихревой поток в разных секторах подвергается воздействию глубоких перепадов давления, что вызывает образование и схлопывание на зародышах (инородные включения, неоднородности жидкости и т.д.) кавитационных каверн. При росте каждой такой каверны происходит накопление упругой энергии, а при схлопывании - её уплотнение, как в пространстве, так и во времени, в результате чего в точке схлопывания жидкость разогревается до 6000 градусов.

По мере дальнейшего движения вихревой поток устремляется в цилиндрическую часть корпуса 1, проходя который взаимодействует с первой тормозной системой 4, выполненной, например, в виде системы стержней. Каждый из стержней от действия набегающего вихревого потока колеблется с частотой собственных колебаний и передаёт эти колебания жидкости, в которой вновь образуются и схлопываются кавитационные каверны с выделением тепловой энергии.

Сама цилиндрическая часть корпуса 1 является резонатором упругих колебаний, производимых по её торцам в циклоне 2 и первой тормозной системой 4. При длине цилиндрической части корпуса 1 кратной целому числу полудлин волн в ней наступает резонанс с образованием стоячей волны. В пучностях такой волны (середина цилиндрической части корпуса 1) в результате этого процесса имеет место глубокие перепады давлений во времени, что является следующим источником образования теплоты.

После выхода из патрубка 6 нагретая жидкость проходит через элементы системы отопления 15 и попадает во всасывающий патрубок 12 насоса 14 для участия в следующем цикле рабочего процесса выработки тепловой энергии.

1. Устройство для нагрева жидкости, содержащее теплогенератор, состоящий из корпуса, имеющего цилиндрическую часть, и ускорителя движения жидкости, выполненного в виде циклона, насос, соединенный с теплогенератором посредством инжекционного патрубка, в который введена по крайней мере одна вставка, и систему теплообмена, подключенную к выходному патрубку теплогенератора и к насосу, отличающееся тем, что вставка выполнена в виде сплошной пластины, ориентированной вдоль инжекционного патрубка перпендикулярно торцам циклона.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что вставка в продольном сечении выполнена треугольной формы с ориентацией острым концом в сторону насоса.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что вставка выполнена в виде упругой пластины равной толщины с заостренными входным и выходным по отношению к инжекционному патрубку концами, установленной с зазором на шарнирных опорах.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что вставка закреплена консольно одной боковой стороной к внутренней стороне стенки инжекционного патрубка.

5. Устройство по любому из пп.2 и 4, отличающееся тем, что тупой торец вставки посредством каналов с запорно-регулирующей аппаратурой сообщен с дополнительной пополняющей емкостью.

6. Устройство по любому из пп.2 и 4, отличающееся тем, что тупой торец вставки посредством каналов с запорно-регулирующей аппаратурой сообщен с напорным патрубком насоса.

7. Устройство по любому из пп.2 и 4, отличающееся тем, что тупой торец вставки посредством каналов с запорно-регулирующей аппаратурой сообщен со всасывающим патрубком насоса.

8. Устройство по п.2, отличающееся тем, что тупой торец вставки дополнен заостренным в сторону циклона обтекателем, размещенным в циклоне за обрезом сопла инжекционного патрубка.

9. Устройство по п.3, отличающееся тем, что шарнирные опоры выполнены в виде шипов на боковых торцах пластины, размещенных в глухих отверстиях стенок инжекционного патрубка.

10. Устройство по любому из пп.3 и 4, отличающееся тем, что вставка выполнена в виде пластины с заостренным входным или выходным по отношению к инжекционному патрубку концом.

Изобретение относится к области насосостроения и может найти применение в центробежных герметичных электронасосах, перекачивающих взрывопожароопасные жидкости с повышенной вязкостью.

Теплогенератор гидравлический // 2490564

Изобретение относится к отопительной технике и может быть использовано для нагрева воды для отопления и горячего водоснабжения. .

Вариаторный теплогенератор // 2484389

Изобретение относится к отопительной технике и может быть использовано для нагрева воды для горячего водоснабжения и отопления, а также освещения помещений с использованием энергии ветра.

Система нагрева технологических жидкостей и получения газовой смеси // 2484388

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано для нагрева воды и различных технологических жидкостей и подготовки ее к эффективному электролизу для получения водорода и кислорода.

Способ гидродинамического нагрева воды и установка для нагрева воды // 2480682

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для тепловых установок и нагрева жидкости в промышленности, жилищно-коммунальной отрасли, в сельском хозяйстве.

Полифункциональный ступенчатый вихревой обогреватель // 2474769

Изобретение относится к газовой промышленности и может быть использовано для обогрева помещений и основного оборудования газораспределительных станций и газораспределительных пунктов путем трансформации энергии давления транспортируемого газа в тепловую.

Гидродинамический кавитатор // 2472075

Изобретение относится к химическому оборудованию и может быть использовано в области производства пищевых продуктов, кормопроизводстве, лакокрасочной промышленности, при подготовке топливных смесей и других смежных областях.

Способ тепловыделения в жидкости // 2471130

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в системах отопления и в аппаратах нагрева различного назначения. .

Разогреватель турбулентный // 2468306

Изобретение относится к теплотехнике и может применяться для разогрева нефтепродуктов, в отопительной системе зданий и других отраслях. .

Экокомплекс на энергии земных недр // 2464503

Изобретение относится к теплоэнергетике. .

Воспринимающие частицы из углеродных нитей для радиочастотного нагрева // 2504574

Изобретение относится к способу радиочастотного нагрева нефтеносной породы с использованием набора из одной или более радиочастот. Способ включает следующие шаги: (a) смешивание первого вещества, включающего нефтеносную породу, и второго вещества, включающего воспринимающие частицы в виде дипольных антенн, с образованием смеси из 10-99% по объему первого вещества и 1-50% по объему второго вещества; (b) воздействие на упомянутую смесь радиочастотной энергией с частотой или частотами из упомянутого набора из одной или более радиочастот и мощностью, достаточной для нагрева воспринимающих частиц; и (c) продолжение воздействия радиочастотной энергией на протяжении времени, достаточного для нагревания воспринимающими частицами упомянутой смеси до средней температуры, превышающей приблизительно 100°C (212°F). При этом способ характеризуется тем, что упомянутые воспринимающие частицы представляют собой проводящие углеродные волокна в форме нитей с длиной, выбранной между 1/2, 1/4, 1/8 и 1/16 длины волны. Упомянутые воспринимающие частицы могут иметь преимущества для радиочастотного нагрева углеводородных соединений, например повышенная температура (достаточная для дистилляции или пиролиза), безводная переработка, а также более высокая скорость или эффективность. 13 з.п. ф-лы, 3 пр., 2 ил.

Термоэлектрическое звено для трубы // 2509266

Изобретение относится к теплоэлектроэнергетике и может быть использовано для получения электрической энергии в процессе теплопередачи в трубчатых аппаратах (теплогенераторах, теплообменниках, отопительных приборах). Техническим результатом изобретения является повышение надежности и эффективности термоэлектрического звена для трубы. Это достигается тем, что термоэлектрическое звено содержит трубу теплоносителя, покрытую слоем диэлектрического материала с высокой теплопроводностью, выполненным из отдельных кольцевых зубчатых ребер с зубцами, плотно прижатых друг к другу, внутри каждого из которых помещены кольцевые зигзагообразные ряды термоэлектрических секций, состоящие из размещенных по очередности и соединенных между собой термоэмиссионных преобразователей, каждый из которых состоит из пары отрезков, выполненных из разных металлов M1 и М2, концы которых расплющены и плотно прижаты друг к другу и расположены в зонах нагрева и охлаждения, вблизи кромки зубца ребра и наружной поверхности трубы теплоносителя, соответственно, причем свободные концы зигзагообразных кольцевых рядов каждой термоэлектрической секции соединены между собой перемычками, а свободные концы кольцевых рядов крайних термоэлектрических секций, в свою очередь, соединены электропроводами с коллекторами и токовыводами. 5 ил.

Способ управления процессом повышения стабильности работы кавитатора // 2515573

(57) Изобретение относится к области электротехники и эксплуатации систем с асинхронным электродвигателем и частотным регулятором, в частности к регулированию скорости вращения и предотвращению критических режимов работы. Техническим результатом способа является повышение надежности кавитатора, обеспечение поддержания его устойчивой работы путем коррекции режима работы в случае обнаружения признака, свидетельствующего о приближении возникновения срыва потока изменением скорости вращения электродвигателя. Способ управления процессом повышения стабильности работы кавитатора включает прохождение жидкости в зазоре между ротором и статором и последующее преобразование полученной энергии в тепловую, регулирование процессом нагрева. Заявляемый способ контроля режимов работы кавитатора основан на анализе соотношения высших гармоник в электрической сети, сравнении его с пороговым значением и формировании сигнала управления для частотного регулятора, который управляет скоростью вращения электродвигателя. Способ управления позволяет достичь максимальной эффективности способа активации технологических жидкостей для последующего использования в различных процессах химических производств: растворения, теплогенерации, синтеза. 5 ил.

Способ управления комбинированным устройством и комбинированное устройство, реализующее данный способ // 2516091

Изобретение относится к способу управления комбинированным устройством и комбинированному устройству, в котором может быть применен данный способ. Способ управления устройством 1, которое содержит, по меньшей мере, компрессорную установку 2 и/или устройство для сушки с одной стороны и систему 3 регенерации тепла с другой стороны. Система 3 регенерации тепла поглощает тепло из компрессорной установки 2. Комбинированное устройство 1 дополнительно содержит контроллер 5 и средство 6 для установления одного или более параметров системы. Контроллер 5 управляет как компрессорной установкой 2 и/или устройством для сушки, так и системой 3 регенерации тепла, на основе вышеупомянутых параметров системы, с оптимизацией общей эффективности комбинированного устройства. Изобретение направлено на снижение общего энергопотребления комбинированного устройства. 2 н. и 1 з.п. ф-лы., 1 ил.

Устройство для нагрева жидкости // 2517986

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для нагрева воды в жилищно-коммунальной отрасли и сельском хозяйстве. Сущность изобретения в том, что в устройстве для нагрева жидкости, содержащем рабочий сетевой насос, подающий и обратные трубопроводы с запорными вентилями, обеспечивающими взаимосвязь теплообменника с теплогенератором, содержащим, по крайней мере, один снабженный цилиндрической частью в виде вихревой трубы корпус, в основании которого размещено тормозное устройство, а другая его сторона соединена с торцевой стороной ускорителя движения жидкости, выполненного в виде улитки, соединенной с насосом и оснащенной расположенной соосно осевой линии вихревой трубы ускорительной втулкой, связанной каналом с напорным патрубком насоса, ускорительная втулка теплогенератора выполнена в виде набора концентрично вложенных с радиальными зазорами зафиксированных втулок. Такое выполнение устройства позволит повысить эффективности нагрева жидкости и достичь стабильности работы. 11 з.п. ф-лы, 8 ил.

Ветровой фрикционный теплогенератор // 2522734

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано в системах отопления и горячего водоснабжения жилых и производственных зданий. Ветровой фрикционный теплогенератор включает цилиндрический корпус с крышкой и днищем, приводной вал и патрубки входа холодной воды и выхода горячей воды справа вверху корпуса. Приводной вал под крышкой имеет фланец, жестко соединенный внизу с фланцем шнека, а с боков с плитой, имеющей отверстия для присоединения к ней периферийных шнеков. Центральный шнек внизу имеет отверстие, в котором на скользящей шпонке установлена ось, жестко соединенная с подвижным диском, закрепленным на днище. Периферийные шнеки вверху свободно размещены с зазором 1,5-2,0 мм в отверстиях плиты, а внизу имеют прикрепленные к ним диски, контактирующие с кольцевым диском, прикрепленным к днищу. Все шнеки внизу объединены пустотелым кольцом, заполненным теплоаккумулирующим веществом фазового перехода, а их поверхность имеет повышенную шероховатость. Такое выполнение позволит повысить эффективность нагрева жидкости. 3 ил.

Ветровой теплогенератор // 2522736

Изобретение предназначено для применения в области отопительной техники, а именно для нагрева воды, использующейся в отоплении и горячем водоснабжении. Ветровой теплогенератор содержит цилиндрический корпус с крышкой и днищем и цилиндрическую горизонтальную перегородку, в которых установлены опорный подшипник и опорно-упорный подшипник, с закрепленным в них вертикальным валом, имеющий сверху муфту для приема мощности от ветродвигателя, а снизу к нему прикреплен вращающийся лопаточный элемент. Справа в нижней части корпуса установлен патрубок входа холодной воды, а в верхней части - патрубок выхода горячей воды, связанные соответственно, с системами холодного и горячего водоснабжения. Предлагаемый теплогенератор может быть использован в двух вариантах для обогрева помещений. При закрытых вентилях на патрубках, соединенных с отопительными приборами соседнего помещения - обогрев двух и более помещений. 3 ил.

Теплогенератор фрикционный // 2522738

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано в системах отопления и горячего водоснабжения жилых и производственных зданий. Теплогенератор фрикционный включает вертикальный цилиндрический корпус с крышкой и днищем, приводной вал, патрубки входа холодной и выхода горячей воды, внизу подвижный диск с лопастями и неподвижный диск. Труба, жестко надетая на вал, имеет сверху прикрепленные к ней с обеих сторон коромысла, а снизу консольные балки, опертые на диск. Внизу по обе стороны консольных балок прикреплены диски, из центра которых выходят прикрепленные к ним вертикальные стержни со свободно надетыми на них дисками с лопатками и дисками с пустотелыми кольцами вокруг них. Стержни вверху зафиксированы во втулках, прикрепленных к коромыслам. Такое выполнение позволяет увеличить коэффициент преобразования одного вида энергии в другой по сравнению с аналогичными теплогенераторами. 1 з.п. - ф-лы, 3 ил.

Аэростатический летательный аппарат // 2526123

Изобретение относится к управляемым аэростатическим летательным аппаратам. Аэростатический летательный аппарат содержит подъемный баллонет, несущий баллонет и энергетическую установку, включающую нагреватель. Подъемный баллонет заполнен рабочим телом энергетической установки, расположенной в энергогондоле и включающей компрессор, нагреватель, турбину, силовую нагрузку и магистрали рабочего тела, соединенные с подъемным баллонетом. Несущий баллонет секционирован и снабжен средством изменения его объема. Изобретение направлено на повышение энерговооруженности. 8 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Многофункциональный вихревой теплогенератор (варианты) // 2527545

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в системах отопления, подогрева воды для бытовых и производственных нужд. Решением технической задачи является повышение скорости нагрева жидкости. Сущность изобретения: многофункциональный вихревой теплогенератор по первому варианту содержит закрытый корпус с патрубками для подвода нагреваемой жидкости и отвода нагретой жидкости, установленные внутри корпуса роторы, выполненные в виде двух дисков, закрепленных на независимых валах, имеющих независимые приводы и имеющие возможность вращаться навстречу друг другу, всасывающие турбины, которые жестко закреплены на независимых валах вместе с дисками роторов, а в дисках роторов напротив установленных турбин по окружности выполнены конически-цилиндрические отверстия, направленные в полость между дисками, выше по радиусу которых радиально по окружности жестко установлены ряды пальцев, при этом пальцы выполнены так, что ряды пальцев одного диска свободно с зазором входят между рядами пальцев второго диска, а конически-цилиндрические отверстия одного диска расположены напротив конически-цилиндрических отверстий другого диска и каждый диск с каждой турбиной снабжен отдельным патрубком, являющимися патрубками для подвода нагреваемой жидкости. По второму варианту в теплогенераторе каждый электродвигатель дополнительно содержит устройство для регулирования частоты вращения, а ряды пальцев роторов выполнены в виде эллипсоидных пальцев-лопаток, перфорированных сквозными конически-цилиндрическими отверстиями и установлены на дисках так, что отверстия в пальцах-лопатках направлены по ходу вращения дисков роторов. По третьему варианту в вихревом теплогенераторе выходы электродвигателей приводов роторов, датчика температуры сборника нагретой жидкости соединены с соответствующими входами блока управления, а вся внутренняя поверхность корпуса и наружная поверхность турбин, дисков с пальцами и валов привода, размещенных внутри корпуса, покрыты износоустойчивой керамикой. 3 н.п. ф-лы, 9 ил.