RU2204770C2

RU2204770C2 - Heat generator

Info

Publication number: RU2204770C2
Application number: RU2001105711/06A
Authority: RU
Original assignee: Горлов Василий Алексеевич
Priority date: 2001-02-28
Filing date: 2001-02-28
Publication date: 2003-05-20

Abstract

FIELD: vortex heat generators for heating liquid media. SUBSTANCE: heat generator has housing in the form of pipe; motion accelerator in the form of cyclone whose butt-end side is joined with housing and lateral one, with motor-driven pump through injection pipe; braking devices of which one is mounted in housing base opposite to cyclone, that is, in front of washer, and other, auxiliary one, in bypass connection past area where it is joined with cyclone communicating with inlet end of bypass line; inner surface of washer is spherical in shape and outlet end of bypass line communicates with inlet pipe of pump; inner surface of housing has varying curvature, that is it is made in the form of truncated cone. EFFECT: enhanced efficiency of heat generator. 1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к теплогенераторам, а именно к вихревым теплогенераторам, предназначенным для нагрева жидких и газовых сред, например воды, в системах водяного отопления или горячего водоснабжения, и могут быть использованы в других отраслях народного хозяйства. The invention relates to heat generators, namely to vortex heat generators designed to heat liquid and gas environments, for example water, in water heating systems or hot water supply, and can be used in other sectors of the economy.

Известен самый близкий из аналогов и принятый в качестве прототипа теплогенератор, содержащий корпус, имеющий цилиндрическую часть, ускоритель движения, выполненный в виде циклона, торцевая сторона которого соединена с цилиндрической частью корпуса /далее ЦЧК/, а боковая - посредством инжекционного патрубка с электроприводным насосом, тормозные устройства, смонтированные: одно - в основании ЦЧК перед выходным отверстием шайбы /дна/, сообщающимся с выходным патрубком, другое, дополнительное, - в перепускном патрубке, после зоны его соединения с циклоном, байпасный трубопровод, соединенный входным концом с перепускным патрубком, а входным - с выходным патрубком ЦЧК, присоединяемым к системе водяного отопления или горячего водоснабжения. /Далее к системе потребителя/./См. патент 2045715, М, Кл. 6 F 25 В 29/00/. Known for the closest of the analogues and adopted as a prototype heat generator comprising a body having a cylindrical part, a motion accelerator made in the form of a cyclone, the end side of which is connected to the cylindrical part of the body / hereinafter CCC /, and the side by means of an injection pipe with an electric drive pump, brake devices mounted: one - in the base of the central control unit in front of the washer / bottom outlet, in communication with the outlet pipe, the other, additional - in the bypass pipe, after the zone of its connection with a cyclone, a bypass pipe connected by the inlet end to the bypass pipe, and the inlet pipe to the central pipe outlet pipe connected to the water heating system or hot water supply. / Further to the consumer system /./ See Patent 2045715, M, Cl. 6 F 25 V 29/00 /.

Недостатком указанного теплогенератора является то, что в процессе его работы отсутствует отбор горячего потока воды от холодного, поступающего из выходного патрубка ЦЧК, присоединяемого к системе потребителя. The disadvantage of this heat generator is that during its operation there is no selection of a hot stream of water from the cold water coming from the outlet pipe of the central heating circuit connected to the consumer system.

Это обусловлено тем, что закономерное разделение потоков воды в цилиндрической части корпуса теплогенератора происходит на три вида потоков, перемещающихся в двух направлениях: а именно на горячий, теплый и холодный:
- где горячий поток воды, удаляясь от ускорителя и прижимаясь силой центростремительного ускорения к внутренней поверхности ЦЧК, перемещается в направлении выхода через отверстие шайбы, выполняющей, кроме дросселирования горячей воды, и функцию дна противоположного конца ЦЧК;
- теплый поток воды, - одна часть /внешняя/, контактируя с горячим потоком воды, перемещается параллельно с ним, удаляясь от ускорителя в направлении шайбы, другая часть /внутренняя/, контактируя с холодным потоком воды, перемещается также параллельно с ним против направления горячего потока, т. е. на выход через перепускной патрубок ускорителя, в байпасный трубопровод, сообщающийся выходным концом с выходным патрубком, присоединяемым к системе потребителя;
- холодный поток воды, контактируя с внутренней частью теплого потока, перемещается в центральной части ЦЧК против направления горячего потока, также на выход, через перепускной патрубок ускорителя в байпасный трубопровод, сообщающийся своим выходным концом с выходным патрубком, где холодная вода смешивается вновь с горячей и охлажденная поступает в систему потребителя.This is due to the fact that the regular separation of water flows in the cylindrical part of the heat generator body occurs into three types of flows moving in two directions: namely, hot, warm and cold:
- where the hot water stream, moving away from the accelerator and pressing itself by centripetal acceleration force to the inner surface of the central circulating center, moves in the direction of exit through the hole of the washer, which, in addition to throttling hot water, also functions as the bottom of the opposite end of the central circulating center;
- a warm water stream, - one part / external /, in contact with a hot water stream, moves in parallel with it, moving away from the accelerator in the direction of the washer, the other part / internal /, in contact with a cold water stream, also moves in parallel with it against the direction of hot flow, i.e., output through the bypass pipe of the accelerator, into the bypass pipe, communicating with the output end with the output pipe connected to the consumer system;
- the cold water stream, in contact with the inner part of the warm stream, moves in the central part of the central heating committee against the direction of the hot stream, also to the exit, through the bypass pipe of the accelerator to the bypass pipe, communicating with its outlet end to the outlet pipe, where cold water is mixed again with hot and chilled enters the consumer system.

- в меньшей мере, но такому же эффекту способствует и форма внутренней поверхности шайбы, а именно, когда горячий поток воды и контактируемый с ним теплый поток достигают плоскую внутреннюю поверхность шайбы, оба потока смешиваются и, накапливаясь, образуют перед площадью отверстия и шайбы стабильный слой, уже не такой горячий, препятствующий подходу холодному потоку, и через отверстие шайбы поступает в выходной патрубок, где смешивается с холодным потоком воды, поступающей из байпасного трубопровода, и далее поступает в систему потребителя более охлажденным. - to a lesser extent, but the shape of the inner surface of the washer contributes to the same effect, namely, when the hot water stream and the warm stream in contact with it reach the flat inner surface of the washer, both flows are mixed and, accumulating, form a stable layer in front of the hole and washer area , it’s not so hot, it prevents the flow of cold from approaching, and through the washer hole it enters the outlet pipe, where it mixes with the cold stream of water coming from the bypass pipe, and then enters the consumer system For more chilled.

Целью настоящего изобретения является повышение КПД теплогенератора и качества отбора горячего потока воды от холодного, поступающего из выходного патрубка в систему потребителя. The aim of the present invention is to increase the efficiency of the heat generator and the quality of the selection of the hot water stream from the cold coming from the outlet pipe into the consumer system.

Указанная цель достигается тем, что в известном теплогенераторе, содержащем корпус в виде трубы, ускоритель движения, выполненный в виде циклона, торцевая сторона которого соединена с корпусом, а боковая - посредством инжекционного патрубка с электроприводным насосом, тормозные устройства, смонтированные: одно - в основании корпуса, противолежащем циклону, т. е. перед шайбой, другое, дополнительное, - в перепускном патрубке, после зоны его соединения с циклоном, сообщающимся с входным концом байпасного трубопровода, выходной конец этого трубопровода соединен с входным патрубком насоса, а внутренняя поверхность корпуса выполнена с изменяющейся кривизной, а именно в виде усеченного конуса. This goal is achieved by the fact that in the known heat generator containing the body in the form of a pipe, the accelerator is made in the form of a cyclone, the end side of which is connected to the body, and the side by means of an injection pipe with an electric drive pump, brake devices mounted: one - in the base the case opposite the cyclone, that is, in front of the washer, another, additional, in the bypass pipe, after the zone of its connection with the cyclone in communication with the input end of the bypass pipe, the output end of this pipe boprovoda connected to the inlet of the pump and the inner surface of the housing is formed with a varying curvature, namely in the form of a truncated cone.

С той же целью внутренняя поверхность шайбы может быть выполнена, например, в виде сферической формы. For the same purpose, the inner surface of the washer can be made, for example, in the form of a spherical shape.

Кроме того, теплогенератор может быть снабжен компенсатором расширения жидкости. In addition, the heat generator can be equipped with a compensator for expansion of the liquid.

На чертеже изображена схема теплогенератора с частичными разрезами для лучшего представления. The drawing shows a diagram of a heat generator with partial cuts for a better view.

Теплогенератор содержит корпус 1 в виде усеченного конуса с выходным патрубком 2, ускоритель 3 движения, выполненный в виде циклона, соединенного торцевой поверхностью с основанием корпуса, инжекционный патрубок 4 с круглым входным отверстием 5 и выходным отверстие 6 прямоугольного сечения, соединенный с входным отверстием прямоугольного сечения ускорителя 3, водяной центробежный насос 7, своим выходным круглым отверстием патрубка, соединенный с круглым водным отверстием 5 инжекционного патрубка 4, байпасный трубопровод 8, входной конец которого соединен с перепускным патрубком 9 ускорителя 3, а выходной - с входным патрубком 10 насоса 7, для привода последнего электродвигатель 11, тормозные устройства 12 и 13, шайбу 14, патрубок 15 возврата и расширитель 16 жидкости. The heat generator comprises a housing 1 in the form of a truncated cone with an outlet pipe 2, an accelerator 3 made in the form of a cyclone connected by an end surface to the base of the housing, an injection pipe 4 with a round inlet 5 and an outlet 6 of a rectangular section connected to an inlet of a rectangular section accelerator 3, a water centrifugal pump 7, with its output round hole in the pipe, connected to the round water hole 5 of the injection pipe 4, bypass pipe 8, the inlet end orogo connected with an overflow pipe 9 accelerator 3, and the output - to the inlet 10 of the pump 7, the latter for the drive motor 11, brake devices 12 and 13, washer 14, sleeve 15 and expander 16, the return fluid.

Работает теплогенератор следующим образом. The heat generator operates as follows.

При включенном электродвигателе 11 центробежный насос 7 подает воду под давлением 5 - 6 атм в инжекционный патрубок 4 и из его выходного отверстия 6 прямоугольного сечения вода поступает во входное отверстие, прямоугольного сечения, ускорителя 3, где подаваемый тангенциально водяной поток ускоряется и закрученный поступает в вихревую трубу, т.е. во внутреннюю конусную поверхность корпуса 1, площадь входного отверстия в основании которого больше, чем площадь прямоугольного отверстия 6 инжекционного патрубка 4. When the electric motor 11 is turned on, the centrifugal pump 7 delivers water under a pressure of 5-6 atm to the injection pipe 4 and from its outlet 6 a rectangular section, water enters an inlet, a rectangular section, an accelerator 3, where the tangentially supplied water stream is accelerated and swirling enters the vortex pipe, i.e. into the inner conical surface of the housing 1, the area of the inlet at the base of which is greater than the area of the rectangular opening 6 of the injection pipe 4.

При этом в конусной части корпуса 1 водяной поток, превращенный в вихревой, перемещается от ускорителя 3 в виде винтовой спирали по внутренней стенке с изменяющейся кривизной, способствующей, по крайней мере, сохранению силы прижима центростремительного ускорения к стенке водяного потока, а то и с большей силой, прямопропорциональной изменению кривизны, чем в начале его пути по конусной поверхности основания корпуса 1, к противоположному концу последнего, где и происходит закономерное разделение потоков воды на три вида концентричных потоков, а именно:
наружный - горячий,
средний - теплый,
центральный - холодный,
и, достигнув противоположного конца корпуса 1, закрученный поток воды встречает препятствие сферической торцевой поверхности шайбы 14 с отверстием, сообщающимся с выходным патрубком 2, и, изменяя свое направление кривизной сферы к центру отверстия, горячий поток воды прижимается к сферической поверхности шайбы 14 силой центростремительного ускорения, большей, чем к конусной стенке корпуса 1.Moreover, in the conical part of the housing 1, the water flow, turned into a vortex, moves from the accelerator 3 in the form of a helical spiral along the inner wall with a varying curvature, which contributes, at least, to the preservation of the compressive force of the centripetal acceleration against the wall of the water flow, or even with a greater force directly proportional to the change in curvature than at the beginning of its path along the conical surface of the base of the housing 1, to the opposite end of the latter, where the regular flow of water flows into three types of concentric sweat Cove, namely:
outdoor is hot
medium - warm
central - cold
and, having reached the opposite end of the housing 1, the swirling water flow meets an obstacle on the spherical end surface of the washer 14 with an opening in communication with the outlet pipe 2, and, changing its direction with the curvature of the sphere to the center of the hole, the hot water flow is pressed against the spherical surface of the washer 14 by centripetal acceleration greater than to the conical wall of the housing 1.

Тем самым горячий поток воды, скапливаясь перед площадью отверстия и шайбы, образует плотный стабильный слой горячей воды, препятствующей подходу не только холодному, но и теплому потоку воды, и через отверстие шайбы 14 поступает в выходной патрубок 2 в чисто-горячем виде и таким же поступает в систему потребителя. Thus, a hot stream of water, accumulating in front of the area of the hole and the washer, forms a dense stable layer of hot water that impedes the approach of not only cold but also a warm stream of water, and through the opening of the washer 14 enters the outlet pipe 2 in a purely hot form and the same enters the consumer system.

Тем временем теплый поток воды, скапливаясь в центральной части корпуса 1, перемешивается с холодным потоком, и оба потока образуют противоток, т.е. вытесняются в обратном направлении к ускорителю 3 и, изменив свое направление, входят во власть тормозного устройства 12, которое гасит вихревое вращение, превращая энергию вращения в тепло и прямолинейное перемещение смешанных потоков к ускорителю 3 к выходу через перепускной патрубок 9, где смешанный поток дополнительно выпрямляется тормозным устройством 13 и поступает в байпасный трубопровод 8, который подогретый смешанный поток направляет во входной патрубок 10 насоса 7 на повторный цикл нагревания теплогенератором. Meanwhile, a warm stream of water, accumulating in the central part of the housing 1, is mixed with a cold stream, and both streams form a countercurrent, i.e. are displaced in the opposite direction to the accelerator 3 and, changing their direction, enter the power of the braking device 12, which dampens the vortex rotation, turning the rotation energy into heat and the linear movement of the mixed flows to the accelerator 3 to the outlet through the bypass pipe 9, where the mixed stream is additionally rectified the brake device 13 and enters the bypass pipe 8, which the heated mixed stream directs to the inlet 10 of the pump 7 for a repeated heating cycle by the heat generator.

В связи с изменяющейся кривизной по всей длине внутренней конусной поверхности корпуса и шайбы прямопропорционально повышается сила давления потока воды на стенку корпуса, а следовательно, и повышается скорость нагревания воды и КПД. Такому же эффекту способствует соединение выходного конца байпасного трубопровода с входным патрубком насоса. Due to the changing curvature along the entire length of the inner conical surface of the housing and the washer, the force of the pressure of the water flow on the wall of the housing increases in direct proportion, and consequently, the rate of heating of water and the efficiency increase. The same effect is facilitated by connecting the output end of the bypass pipe to the pump inlet.

Claims

A heat generator comprising a housing in the form of a pipe, an accelerator made in the form of a cyclone, the end side of which is connected to the housing, and the side by means of an injection pipe with an electric drive pump, brake devices mounted: one in the base of the housing, opposite the cyclone, i.e. in front of the washer, the other is additional, in the bypass pipe, after the zone of its connection with the cyclone in communication with the input end of the bypass pipe, characterized in that the inner surface of the washer is made in the form of a sphere nical shape, the outlet end of the bypass pipe connected to the inlet of the pump and the inner surface of the housing is formed with a varying curvature, namely in the form of a truncated cone.