RU2241917C2 - Heat generator - Google Patents

Abstract

FIELD: thermal engineering; water heating and steam generation.

SUBSTANCE: proposed heat generator designed for effective water heating and steam generation without commonly used coolants and electrical energy consumption has external cone whose inner side is provided with helical water passages and internal cone with longitudinal through slits disposed tangentially to inner surface of mentioned slits which are positioned in cross-sectional area (inlet-outlet) in direction of water flow. Water is heated to outlet temperature of 95 ^o C and higher as it flows through helical passages at inlet pressure of 2 to 6 at. to produce steam.

EFFECT: simplified design and enhanced efficiency of steam generator.

1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для нагрева воды и производства пара для производственных и бытовых нужд.The invention relates to heat engineering and can be used for heating water and steam production for industrial and domestic needs.

Известны устройства, использующие изменения физико-механических параметров воды, в частности давления, объема и скорости, для получения тепловой энергии.Known devices that use changes in the physico-mechanical parameters of water, in particular pressure, volume and speed, to produce thermal energy.

Например, "Теплогенератор и устройство для нагрева жидкости", патент №2045715, состоящий из теплогенератора, включающего ускорители движения жидкости - перепускной патрубок и циклон, тормозные устройства, и сетевого насоса с инжекционным патрубком. Недостатком устройства является недостаточно высокий КПД и его падение при увеличении мощности устройства.For example, "heat generator for heating the fluid device", patent №2045715, consisting of a heat source, comprising accelerators fluid motion - the bypass pipe and a cyclone, the brake device and the network to the injection pump nozzle. The disadvantage of this device is not high enough efficiency and its decline with increasing power of the device.

В качестве прототипа выбран "Теплогенератор механический", патент №2188366, состоящий из емкости и водонагревателя, приводящегося во вращение высокооборотным электродвигателем.As a prototype, “Patent No. 2188366” was selected, consisting of a tank and a water heater driven into rotation by a high-speed electric motor.

Недостатком прототипа является наличие высоких скоростей вращения (8000 оборотов в минуту и более) водонагревателя.The disadvantage of the prototype is the presence of high speeds (8000 rpm or more) of the water heater.

Задача изобретения - обеспечение эффективного нагрева воды и производства пара теплогенератором упрощенной конструкции без применения традиционных теплоносителей и без затрат электроэнергии с обеспечением высокого коэффициента полезного действия.The objective of the invention is the provision of effective heating of water and steam production by a heat generator of a simplified design without the use of traditional coolants and without the cost of electricity with a high efficiency.

На чертеже показана схема устройства теплогенератора.The drawing shows a diagram of a heat generator.

Теплогенератор состоит из наружного конуса 1, содержащего входной патрубок 2 для подачи холодной воды, переходящий в верхний кольцевой патрубок 3 для равномерного распределения подаваемой холодной воды, нижний кольцевой патрубок 4 для сбора горячей воды и пара, выходной патрубок 5 для отвода горячей воды и пара, внутреннего конуса 6, закрываемого крышкой 7 и переходящего в дренажный стакан 8, имеющий устройство регулировки разрежения 9, и крана 10 для слива воды.The heat generator consists of an outer cone 1 containing an inlet pipe 2 for supplying cold water, passing into the upper annular pipe 3 for even distribution of the supplied cold water, the lower ring pipe 4 for collecting hot water and steam, the outlet pipe 5 for draining hot water and steam, the inner cone 6, closed by a lid 7 and passing into a drainage cup 8 having a vacuum control device 9, and a valve 10 for draining water.

Внутренняя поверхность наружного конуса 1 имеет на внутренней поверхности винтовые каналы 11 для протока воды. Внутренний конус 6 имеет продольные сквозные расположенные по касательной к внутренней поверхности щелевые отверстия 12, совпадающие ориентацией в поперечном сечении (вход-выход) с направлением движения воды.The inner surface of the outer cone 1 has screw channels 11 for the flow of water on the inner surface. The inner cone 6 has longitudinal through slotted holes 12 located tangentially to the inner surface, which coincide with the orientation in the cross section (inlet-outlet) with the direction of water movement.

Теплогенератор работает следующим образом. Холодная вода, поступая из водопровода под давлением через входной патрубок 2 и верхний кольцевой патрубок в каналы 11, тяготея под действием центробежной силы к наружным стенкам канала 11, с большой скоростью многократно проходит через участки канала 11, сопрягаемые с выходами щелевых отверстий 12, при этом в щелевых отверстиях 12 и соответственно внутри внутреннего конуса 6 и дренажного стакана 8 в результате подсоса воздуха создается разрежение, которое регулируется устройством регулировки разрежения 9.The heat generator operates as follows. Cold water coming from the water supply under pressure through the inlet pipe 2 and the upper annular pipe into the channels 11, gravitating under the action of centrifugal force to the outer walls of the channel 11, passes through the sections of the channel 11, mating with the outputs of the slotted holes 12 at high speed, while in the slotted holes 12 and, accordingly, inside the inner cone 6 and the drainage cup 8, a vacuum is created as a result of air suction, which is controlled by the vacuum control device 9.

В моменты прохождения воды через участки канала 11, сопрягаемые с выходами щелевых отверстий 12, на границах зон повышенного давления и разрежения, согласно известному явлению, имеющему место при адиабатических процессах, локальная температура в приграничных областях зон достигает высоких значений, что приводит к разогреву воды к моменту выхода ее из канала 11 в кольцевой патрубок 4 до 100°С и выше.According to the well-known phenomenon occurring during adiabatic processes, the local temperature in the border regions of the zones reaches high values, which leads to heating of water to the moment of its exit from the channel 11 in the annular pipe 4 to 100 ° C and above.

Из выходного патрубка 5 по необходимости горячая вода или пар поступают соответственно в системы горячего водоснабжения, отопления, пароснабжения.From the outlet 5, if necessary, hot water or steam is supplied respectively to the hot water supply, heating, steam supply systems.

Преимуществами предлагаемого теплогенератора является: простота конструкции, исключающая необходимость как в насосе, создающем давление рабочей среды, так как достаточно давление воды водопроводной сети от 2 до 6 атм, так и в высокооборотном электродвигателе, так как условия для разогрева воды создаются находящейся в статическом положении конструкцией теплогенератора; экономия электроэнергии в связи с отсутствием электродвигателей.The advantages of the proposed heat generator are: simplicity of design, eliminating the need for a pump that creates a pressure of the working medium, since the water pressure of the water supply network from 2 to 6 atm is sufficient, and in a high-speed electric motor, since the conditions for heating the water are created by a design in a static position heat generator; energy saving due to the lack of electric motors.

В соответствии с сущностью изобретения изготавливается теплогенератор, содержащий внутренний конус с размерами D 160 мм, d 50 мм, высотой Н 95 мм, с тремя щелевыми отверстиями длиной L 82 мм и высотой h 0,7 мм, внешний конус с тремя каналами для прохода воды, высотой канала 2 мм и глубиной 4 мм, расположенного под углом 30° к образующей внутренней поверхности конуса. При давлении воды в водопроводе в 2 атм. и ее температуре 16°С температура воды в выходном патрубке на выходе составит 95°С при давлении воды в водопроводе более 2 атм. и ее температуре 16°С происходит парообразование с температурой пара на выходе выше 100°С.In accordance with the essence of the invention, a heat generator is manufactured comprising an inner cone with dimensions D 160 mm, d 50 mm, height H 95 mm, with three slotted holes with a length of L 82 mm and a height of h 0.7 mm, an external cone with three channels for water passage , a channel height of 2 mm and a depth of 4 mm, located at an angle of 30 ° to the generatrix of the inner surface of the cone. When the water pressure in the water supply is 2 atm. and its temperature 16 ° С, the water temperature in the outlet pipe at the outlet will be 95 ° С at a water pressure in the water supply system of more than 2 atm. and its temperature of 16 ° C, vaporization occurs with a steam temperature at the outlet above 100 ° C.

Claims (1)

Теплогенератор, состоящий из наружного конуса с входным, двумя кольцевыми и выходным патрубками, внутреннего конуса, закрытого крышкой и переходящего в дренажный стакан, имеющий регулятор разрежения и кран для слива воды, при этом на внутренней поверхности наружного конуса выполнены винтовые каналы для протока воды, а внутренний конус имеет продольные сквозные, расположенные по касательной к внутренней поверхности конуса щелевые отверстия, ориентация поперечного сечения которых совпадает с направлением движения воды.A heat generator, consisting of an outer cone with inlet, two ring and outlet nozzles, an inner cone closed by a lid and passing into a drainage cup having a rarefaction regulator and a tap for draining water, while on the inner surface of the outer cone there are screw channels for water flow, and the inner cone has longitudinal through, slotted holes located tangentially to the inner surface of the cone, the cross-sectional orientation of which coincides with the direction of water movement.