ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2166155
ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ ТЕПЛОГЕНЕРАТОР
Имя изобретателя: Кириленко В.Н.; Брулев С.О.
Имя патентообладателя: Общество с ограниченной ответственностью "ИНТЕРБИЗНЕСПРОЕКТ"
Адрес для переписки:
Дата начала действия патента: 1999.04.21
Изобретение предназначено для
использования в энергетике как источник
теплоснабжения, а также для
гидродинамической интенсификации
технологических процессов в дисперсных
системах и кавитационной стерилизации
жидких сред. В описываемом теплогенераторе
достигается ступенчатая кавитация
обрабатываемого потока жидкости с разгоном
ее в конических сужающихся соосных,
встречно-направленных соплах до скорости 30
- 40 м/с, закручивание струи и снижение
давления в выходной части сопла ниже
давления парообразования при температуре
обрабатываемой жидкости, с последующим
завихрением струи в выходном диффузорном
насадке и ударным торможением при их
встречном взаимодействии. В результате
взаимодействия струй поток
разворачивается в пределах 90° и по
соединительной сужающейся кольцевой
плоскости подается в резонатор, где поток
жидкости проходит дополнительную
обработку ультразвуком, нагревается и
подается потребителю. Устройство
отличается малым весом, компактностью,
высокой надежностью из-за отсутствия
подвижных частей, простотой изготовления.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к
теплоэнергетике для нагрева жидкости, а
также для гидродинамической
интенсификации технологических процессов
в дисперсных системах и стерилизации
жидких сред.
Известный гидродинамический
теплогенератор (патент RU 2054604 C1) содержит
ряд последовательно работающих
центробежных насосов, размещенных в одном
корпусе, являющихся гидродинамическими
излучателями ультразвука, работающими на
принципе ультразвуковой сирены.
Генераторами ультразвука являются
коаксиальные подвижные и неподвижные
перфорированные кольца. Указанный
теплогенератор обеспечивает выработку
тепла, превышающую затраты электроэнергии
на привод в несколько раз. Недостатком
устройства является сложность
изготовления, высокая стоимость и
повышенная кавитационная эрозия деталей
теплогенератора.
Наиболее близким техническим решением к
предлагаемому теплогенератору является
теплогенератор струйного действия (RU 2096694).
Теплогенератор содержит соосно
установленные входное сопло и выходной
патрубок, камеру смешения горячего и
холодного потоков, торообразный резонатор (камеру
нагрева).
Недостатком данной конструкции является
низкая эффективность преобразования
кинетической энергии струи жидкости в
тепло, т.к. часть потока поступающей
жидкости проходит транзитом, минует
резонансную камеру нагрева, другая ее часть,
менее 50%, поступает в нагревательную камеру,
где после нагрева смешивается с прямым
потоком исходной воды и поступает к
потребителю.
Целью предлагаемой конструкции является
повышение коэффициента преобразования
механической энергии потока жидкости в
тепло путем ступенчатой кавитации
движущегося потока.
Поставленная цель достигается тем, что
гидродинамический теплогенератор,
содержащий корпус, входное сопло, выходное
отверстие нагретой жидкости, камеру
торможения струй жидкости и резонансную
камеру, соединенные кольцевым проемом,
снабжен дополнительным входным соплом и
диффузорными насадками, установленными на
выходе входных сопел, последние
установлены соосно навстречу друг другу,
кольцевой проем выполнен в виде сужающейся
и переходящей в месте сопряжения с
резонансной камерой расширяющейся щели, а
выходное отверстие нагретой жидкости
соединено с резонансной камерой.
 |
На чертеже представлен разрез
предлагаемого гидродинамического
теплогенератора, содержащего корпус 1, в
котором размещены камеры резонатора 4 и
торможения струй 5, соединенных полостью 9,
входные сопла 2, расширяющиеся насадки 3,
завихрители потока 6 на выходной части
сопла 2, уплотнительная прокладка 7 с острой
кромкой и сливной канал нагретой воды 8.
Теплогенератор работает следующим образом.
Жидкость стандартным насосом подается во
входные сопла 2 и через расширительные
диффузорные насадки 3 встречными соосными
струями со скоростью 30-40 м/сек - в камеру
торможения струй 5. Благодаря центральному
удару при встрече струй возникает
гидравлический удар, имеющий волновой
характер с максимальной амплитудой
давления для указанных выше скоростей
истечения из сопел, равной 300-450 кг/см2,
что обеспечивает высокую скорость
захлопывания кавитационных пузырьков,
образовавшихся вследствие снижения
статического давления в жидкости до
значения ниже давления парообразования при
температуре кавитируемой жидкости. Для
исключения эрозионного воздействия
кавитации на сопла в выходной части
установлены завихрители потоков, смещающие
кавитационные пузырьки в приосевую зону
сопла.
|
В плоскости взаимодействия встречных струй
в камере торможения 5 происходит их
торможение и поворот в сторону резонансной
камеры 4. Жидкость проходит вторую ступень
кавитации, поступая в резонансную камеру 4
через сужающуюся кольцевую щель,
переходящую в месте сопряжения с полостью
резонатора 4 в расширяющуюся щель 9.
Резонансная камера 4 является третьей
ступенью кавитации, где благодаря
отклонению струи острой кромкой прокладки 7
возникает автоколебательный процесс,
частота которого настраивается в резонанс
собственной частотой резонатора
изменением диаметра и напора струи.
Нагретая жидкость через канал 8 отводится к
потребителю.
Устройство отличается малым весом,
компактностью, простотой конструкции,
отсутствием подвижных частей.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Гидродинамический теплогенератор,
содержащий корпус, входное сопло, выходное
отверстие нагретой жидкости, камеру
торможения струй жидкости и резонансную
камеру, соединенные кольцевым проемом,
отличающийся тем, что он снабжен
дополнительным входным соплом и
диффузорными насадками, установленными на
выходе входных сопел, последние
установлены соосно навстречу друг другу,
кольцевой проем выполнен в виде сужающейся
и переходящей в месте сопряжения с
резонансной камерой расширяющейся щели, а
выходное отверстие нагретой жидкости
соединено с резонансной камерой.
Версия для печати
Дата публикации 06.12.2006гг
вверх
|
