Теплогенератор механический

(51) 24 3/00 (2006.01) 24 1/10 (2006.01) 24 15/00 (2006.01) МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ что статор выполнен в виде двух ответвлений,симметричных относительно оси корпуса,геометрическая ось ответвлений статора определена аналитическим выражением 3( 22 ) 2 С 32( 22 ) 2 , С 0,где Х,У - координаты геометрической оси корпуса вихревой трубы С - постоянная. Входные отверстия расположены под угломк оси корпуса, за входными отверстиями в ответвлениях установлены вихреобразователи, на выходе ответвлений расположен диффузор, к которому присоединена система теплопотребления,причем образующая каждого ответвления статора выполнена на входе в виде диффузора,переходящего на выходе в конфузор с образованием внутри вихреобразовательных каналов. Техническим результатом изобретения является обеспечение эффективности нагрева воды,упрощение конструкции, повышение срока службы теплогенератора механического.(76) Кучин Валерий Николаевич Зейнуллин Абдикарим Абжалелович Исаев Валерий Львович Калинин Алексей Анатольевич Юрченко Василий Викторович(57) Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для теплообеспечения жилых помещений. Задачей изобретения является повышение механоактивации потока. Теплогенератор механический, корпус которого образован статором, в верхней части статора выполнено два входных отверстия для подачи воды,а в нижней части для отвода воды и пара выполнены выходные равноудаленные друг от друга отверстия образующая поверхность статора имеет криволинейную форму, характеризующийся тем, 31003 Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для теплообеспечения жилых помещений. Известен гидродинамический нагреватель,содержащий насос с электродвигателем, входной трубопровод, вихревой энергопреобразователь,формирователь вихря, спрямляющее устройство,расположенное на расстоянии от формирователя вихря, конфузор, установленный на выходе вихревой трубы. (Патент 26822 , МПК 15 1/00, 24 15/00, 24 Н 1/10, опубл. 15.04.13, бюл. 4). Недостатком гидродинамического нагревателя является негативный нагрев стенки формирователя вихря из-за недостаточной механоактивации потока в корпусе вихревой трубы. Известен кавитационно-вихревой теплогенератор, содержащий вихревую камеру с двумя инжекционными патрубками,расположенными под углом 45-90 относительно друг друга и разнесенными по высоте камеры,имеющей криволинейную форму дна в области нижнего инжекционного патрубка, корпус в форме цилиндрической трубы, байпас, соединяющий вихревую камеру с основанием корпуса. В основании корпуса, противолежащем вихревой камере, установлено тормозное устройство, а также имеется дополнительное тормозное устройство в байпасе. Оба тормозных устройства содержат ребра,в каждом из которых выполнен ряд отверстий,расположенных параллельно оси корпуса и оси байпаса. Кроме того, на входе в инжекционные патрубки вихревой камеры установлены закручивающие поток устройства, представляющие собой цилиндрические втулки с внутренней винтовой поверхностью, а корпус сопряжен с вихревой камерой посредством патрубка, имеющего криволинейный профиль. (Патент 2415350 Российской Федерации, МПК 24 3/00, опубл. 27.03.2011). Недостатком кавитационно-вихревого теплогенератора является недостаточная механоактивация потока из-за использования преимущественно внутренней энергии потока,тепловыделения от трения и дросселирования слоев жидкости. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является теплогенератор механический, содержащий корпус, в корпусе в верхней части для подачи воды выполнены по касательной к радиусу ротора два входных,диаметрально прямоугольно расположенных отверстия, угол наклона длинной стороны которых совпадает с углом наклона образующей поверхности статора, в нижней части для отвода воды и пара выполнены по касательной к радиусу ротора четыре выходных, равноудаленных друг от друга отверстия,а в центральной части корпуса установлены статор и ротор,образующие поверхности которых определены аналитической зависимостью УК/Х 2,причем ротор, опирающийся на подшипниковые узлы в верхней и нижней части корпуса, выполнен в виде турбины, имеющей четыре лопатки с зеркально 2(Патент 2188365 Российской Федерации, МПК 24 3/00, 27.08.02). Недостатком теплогенератора механического является то,что механоактивация потока обеспечивается увеличением числа оборотов ротора до 10000 об/мин, что приводит к преждевременному износу опорных подшипниковых узлов и снижению срока службы теплогенератора, кроме того теплогенератор имеет сложную конструкцию, а при снижении числа оборотов ротора до 6800 об/мин механоактивация потока для парообразования недостаточна. Задачей изобретения является повышение механоактивации потока. Техническим результатом изобретения является обеспечение эффективности нагрева воды,упрощение конструкции, повышение срока службы теплогенератора. Поставленная задача решается тем, что согласно предполагаемого изобретения,теплогенератор механический, корпус которого образован статором,в верхней части статора выполнено два входных отверстия для подачи воды, а в нижней части для отвода воды и пара выполнены выходные равноудаленные друг от друга отверстия,образующая поверхность статора имеет криволинейную форму, характеризующийся тем,что, статор выполнен в виде двух ответвлений,симметричных относительно оси корпуса,геометрическая ось ответвлений статора определена аналитическим выражением 3( 22 ) 2 С 32( 22 ) 2 , С 0,где Х,У - координаты геометрической оси корпуса вихревой трубы С - постоянная. Входные отверстия расположены под угломк оси корпуса, за входными отверстиями в ответвлениях установлены вихреобразователи, на выходе ответвлений расположен диффузор, к которому присоединена система теплопотребления,причем образующая каждого ответвления статора выполнена на входе в виде диффузора,переходящего на выходе в конфузор с образованием внутри вихреобразовательных каналов. Эти конструктивные особенности обеспечивают интенсификацию механостимулированной гидродинамики потока за счет обеспечения образующими внутренних проточных поверхностей проявление центробежных сил, усиливающих механоактивацию и теплоотдачу потока. Интенсификация механоактивации вихревого потока в вихреобразователе достигнуто образованием винтовой поверхности вихреобразователя с переменным шагом навивки в образующей, выполненной в форме диффузора. Это обеспечивает повышение скорости потока и его кинетической энергии на выходе, повышение энтальпии потока, которая определяет величину поставляемой тепловой энергии для теплообеспечения зданий. Изобретение поясняется чертежом. На фиг. изображен теплогенератор механический, общий вид в поперечном разрезе. Теплогенератор механический, корпус которого образован статором 1, в верхней части статора выполнено два входных отверстия 2,3 для подачи воды, а в нижней части для отвода воды и пара выполнены выходные равноудаленные друг от друга отверстия 4, 5, образующая поверхность статора 6 имеет криволинейную форму, статор выполнен в виде двух ответвлений,симметричных относительно оси корпуса 7, геометрическая ось ответвлений статора 8 определена аналитическим выражением 3( 22 ) 2 С 32( 22 ) 2 , С 0,где Х,У - координаты геометрической оси корпуса вихревой трубы С - постоянная. Входные отверстия расположены под угломк оси корпуса, за входными отверстиями в ответвлениях установлены вихреобразователи 9, на выходе ответвлений расположен диффузор 10, к которому присоединена система теплопотребления 11, причем образующая каждого ответвления статора выполнена на входе в виде диффузора,переходящего на выходе в конфузор с образованием внутри вихреобразовательных каналов 12. Теплогенератор механический работает следующим образом. Теплоноситель (например, вода) подается к входным отверстиям 2,3 статора 1, установленных под угломк оси конструкции 7, проходит через вихреобразователи 9, в виде вихря движется под давлением внутри вихреобразовательных каналов 12, имеющих по контуру вид спирали. Здесь происходит приращение механической энергии вихревого потока. Двигаясь по направлению оси 8 криволинейной формы и одновременно по спирали в образующей, выполненной в форме диффузора,поток сначала увеличивает окружную скорость,соответственно, кинетическую энергию вращения, а за счет центробежных сил увеличивает давление у стенок образующей поверхности. Затем, двигаясь по образующей поверхности статора 6, переходящей на выходе в конфузор, вихревой поток увеличивает линейную скорость и кинетическую энергию вдоль оси статора 8, снижая давление на выходе из конфузора. Движение вихревого потока вдоль криволинейной оси заявленной формы вызывает проявление центробежных сил на всем пути движения от входных до выходных отверстий. Уменьшение радиуса кривизны оси в конфузоре усиливает проявление центробежных сил, развитие давления вихря у стенок образующих поверхностей. Температурный градиент поля вихря уменьшается на оси, растет у стенок. Проходя через входное сечение диффузора 10, вихри из выходных отверстий 4,5 сталкиваются в противовращениях,вызывая тепловыделение. Давление потока на выходе диффузора повышается, скорость снижается,что вызывает движение менее нагретых слоев вихря на оси в направлении входных отверстий. Происходит разделение тепловых потоков. Менее нагретый поток устремляется в направлении входных отверстий 2, 3. Более нагретый поток в виде двухфазной среды устремляется из диффузора 10 в систему теплопотребления 11. Таким образом достигается повышение механоактивации потока и эффективности нагрева воды. Упрощение конструкции,повышение срока службы теплогенератора достигнуто устранением ротора. В результате, совокупность указанных в формуле отличительных признаков позволяют обеспечить эффективность нагрева воды,упрощение конструкции,повышение срока службы теплогенератора. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Теплогенератор механический, корпус которого образован статором, в верхней части статора выполнено два входных отверстия для подачи воды,а в нижней части для отвода воды и пара выполнены выходные равноудаленные друг от друга отверстия,образующая поверхность статора имеет криволинейную форму, отличающийся тем, что статор выполнен в виде двух ответвлений,симметричных относительно оси корпуса,геометрическая ось ответвлений статора определена аналитическим выражением(22)3/2 С 32(22)3/2, С 0,где Х,- координаты геометрической оси корпуса вихревой трубы С - постоянная при этом входные отверстия расположены под угломк оси корпуса, за входными отверстиями в ответвлениях установлены вихреобразователи, на выходе ответвлений расположен диффузор, к которому присоединена система теплопотребления,причем образующая каждого ответвления статора выполнена на входе в виде диффузора,переходящего на выходе в конфузор с образованием внутри вихреобразовательных каналов.