теплогенератор приводной кавитационный
Классы МПК: | F24J3/00 Прочие способы получения или использования тепла, образующегося иначе, чем в процессе горения |
Автор(ы): | Бритвин Л.Н., Бритвина Т.В. |
Патентообладатель(и): | Бритвин Лев Николаевич, Бритвина Татьяна Валерьевна |
Приоритеты: |
подача заявки:
1999-05-19 публикация патента:
27.03.2003 |
Изобретение относится к теплогенерирующим установкам кавитационного типа и может быть использовано для систем отопления. Теплогенератор приводной кавитационный включает корпус, в котором расположены относительно подвижные рабочие органы, вход и выход которых гидравлически сообщены посредством циркуляционного канала с дросселирующим элементом. Рабочие органы, по меньшей мере, один из которых связан с приводным двигателем, выполнены в виде оппозитно расположенных дисков, установленных с гарантированным зазором между их торцами, снабженными прилегающими между собой канавками, расположенными на взаимодействующих рабочих торцах дисков наклонно друг к другу. Такое выполнение теплогенератора упрощает его конструкцию и обеспечивает эффективность его применения с приводными двигателями малой и средней мощности при одновременном повышении надежности, упрощении условий эксплуатации и ремонта. 7 з.п.ф-лы, 7 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7
Формула изобретения
1. Теплогенератор приводной кавитационный, в корпусе которого расположены относительно подвижные рабочие органы, вход и выход которых гидравлически сообщены посредством циркуляционного канала с дросселирующим элементом, отличающийся тем, что рабочие органы, по меньшей мере, один из которых связан с приводным двигателем, выполнены в виде оппозитно расположенных дисков, установленных с гарантированным зазором между их торцами, снабженными прилегающими между собой канавками, расположенными на взаимодействующих рабочих торцах дисков наклонно друг к другу. 2. Теплогенератор по п. 1, отличающийся тем, что дросселирующий элемент циркуляционного канала установлен на входе и/или на выходе междискового рабочего канала и выполнен с переменным сечением по углу поворота подвижных рабочих органов. 3. Теплогенератор по любому из пп. 1 и 2, отличающийся тем, что, по меньшей мере, в одном из дисков выполнены сквозные, расположенные, по меньшей мере, на одном радиусе, отверстия, сообщающие образованный торцами дисков и канавками рабочий канал с полостью корпуса. 4. Теплогенератор по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что на периферии дисков на выходе междискового рабочего канала установлен дополнительный кольцевой щелевой кавитатор. 5. Теплогенератор по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что в корпусе расположены связанные с внешними потребителями тепла прямые и обратные гидравлические каналы, находящиеся под перепадом давления, образованным за счет относительного вращения дисковых рабочих органов. 6. Теплогенератор по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один рабочий орган снабжен канавками с обоих его торцев и расположен между рабочими торцами других двух дисковых рабочих органов. 7. Теплогенератор по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что в корпусе теплогенератора со стороны нерабочего торца диска выполнена осесимметричная сепарационная камера, сообщенная с атмосферой. 8. Теплогенератор по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, что корпус теплогенератора снабжен выполненными как вентиляторные лопатки теплообменными ребрами и кинематически связан с приводным двигателем.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к теплогенераторам кавитационного типа, используемым для систем отопления. Известен способ получения тепла за счет процесса кавитации, согласно которому жидкость перекачивают насосом по замкнутому циркуляционному каналу через вихревую форсунку, создавая колебания давления в контуре циркуляции, см. патент РФ 2061195, кл. 6 F 24 J 3/00 - аналог. Устройства, реализующие этот способ, требуют использования технически сложных устройств, а режимы создания колебаний в контуре циркуляции не достаточно четко определены. Известно также устройство, в котором рабочие органы насоса - лопастные центробежные колеса - на своем выходе взаимодействуют со специальным неподвижным рабочим органом, что приводит к возникновению кавитации и пульсации давления. При этом рабочие органы расположены в общем корпусе, а вход и выход из этих рабочих органов сообщены циркуляционным каналом, снабженным дроссельным элементом, см. патент РФ 2054604, кл. F 24 J 3/00 - прототип. Данный теплогенератор имеет сложную конструкцию, практически не позволяющую эффективно его выполнять для небольших тепловых мощностей. Установка неподвижного рабочего органа на выходе подвижного рабочего органа приводит к срабатыванию всего напора рабочего колеса на небольшом участке неподвижного рабочего органа, что приводит к повышенному его износу. Задачей данного изобретения является существенное упрощение конструкции теплогенератора и технологии его изготовления до уровня, обеспечивающего эффективность его применения с приводными двигателями малой и средней мощности, ориентировочно от 1,5 до 15 кВт при одновременном повышении надежности, упрощении условий эксплуатации и ремонта. Данная задача решается тем, что рабочие органы, по меньшей мере, один из которых связан с приводным двигателем, выполнены в виде оппозитно расположенных дисков, установленных с гарантированным зазором между их рабочими торцами, снабженными прилегающими между собой канавками, выполненными по всей поверхности рабочих торцов. При этом для интенсификации процесса образования и схлопывания кавитационных каверн при движении жидкости вдоль канавок и по щели между дисками от оси к периферии канавки на взаимодействующих рабочих торцах дисков выполнены наклонно друг к другу. Кроме того, для дополнительной интенсификации процесса энерговыделения в случае выполнения канала между дисками с проходным сечением, увеличивающимся с радиусом, а также для снижения потребления энергии на приведение дисков и обеспечения многоразового процесса образования и схлопывания кавитационных каверн при движении жидкости от оси к периферии дисков, по меньшей мере, в одном из дисков на его торце выполнены сквозные расположенные на одном или нескольких различных радиусах отверстия, сообщающие рабочий канал между дисками с полостью корпуса. Для этих же целей дросселирующий элемент циркуляционного канала установлен непосредственно на входе и/или выходе междискового рабочего канала и выполнен с переменным проходным сечением по углу поворота подвижного диска, а по периферии дисков на выходе из междискового рабочего канала установлен дополнительный щелевой кавитатор. Для упрощения теплосистемы в целом, ускорения ее разогрева и обеспечения принудительной циркуляции жидкости во внешних потребителях тепла (например, теплообменниках) посредством тех же дисковых рабочих органов в корпусе в периферийной зоне действия дисков расположены прямой (отводной) и обратный (подводной) каналы, подключенные к теплообменникам. К циркуляционному каналу также может быть подключен, по меньшей мере, один потребитель тепла с регулируемым по температуре дросселем. Для повышения удельной мощности и разгрузки опор привода от осевых усилий, по меньшей мере, один рабочий орган-диск снабжен канавками с обоих его торцов и расположен между рабочими торцами других двух дисковых рабочих органов. Для обеспечения запуска и эксплуатации теплогенератора после подключения его к теплосистеме в корпусе теплогенератора со стороны нерабочего торца диска выполнена осесимметричная сепарационная камера, сообщенная с атмосферой для сброса воздуха из системы и снижения насыщенности рабочей жидкости растворенным газом. Для целей получения потока теплого воздуха корпус теплогенератора может быть снабжен теплообменными ребрами, которые могут быть выполнены как вентиляторные лопатки при кинематической связи корпуса с приводным двигателем. На фиг. 1 - 7 даны примеры выполнения описываемого устройства и его рабочих органов. В корпусе 1, см. фиг.1, закреплен неподвижный рабочий орган-диск 2, оппозитно которому установлен вращающийся подвижный рабочий орган-диск 3, расположенный с гарантированным зазором![теплогенератор приводной кавитационный, патент № 2201562](/images/patents/269/2201014/948.gif)
![теплогенератор приводной кавитационный, патент № 2201562](/images/patents/269/2201014/948.gif)
![теплогенератор приводной кавитационный, патент № 2201562](/images/patents/269/2201009/945.gif)
![теплогенератор приводной кавитационный, патент № 2201562](/images/patents/269/2201014/948.gif)
![теплогенератор приводной кавитационный, патент № 2201562](/images/patents/269/2201014/948.gif)
![теплогенератор приводной кавитационный, патент № 2201562](/images/patents/269/2201028/946.gif)
Класс F24J3/00 Прочие способы получения или использования тепла, образующегося иначе, чем в процессе горения