Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАГРЕВА ВОДЫ
УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАГРЕВА ВОДЫ

УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАГРЕВА ВОДЫ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: теплотехника, нагрев воды. Сущность изобретения: при нагреве воды нижнюю часть устройства опускают в емкость с водой или присоединяют к водной системе. Конструкция камеры сгорания обеспечивает прямое воздействие тепловой волны на воду в рабочей камере, в результате чего вода нагревается. Нагрев воды усиливается тем, что продукты сгорания всасываются перемещающимся потоком воды и смешиваются с последним в коммутационной камере 5. 1 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2028553
Класс(ы) патента: F24H1/10
Номер заявки: 4888687/06
Дата подачи заявки: 10.09.1990
Дата публикации: 09.02.1995
Заявитель(и): Спатаренко А.И.[MD]; Спатаренко Г.А.[MD]; Бамбуляк Н.С.[MD]
Автор(ы): Спатаренко А.И.[MD]; Спатаренко Г.А.[MD]; Бамбуляк Н.С.[MD]
Патентообладатель(и): Спатаренко Афанасий Иванович (MD)
Описание изобретения: Изобретение относится к теплотехнике.
Известны устройства, предназначенные для нагрева воды, в которых в качестве теплопроводящей установки применяются водогрейные котлы, состоящие из барабана и обогреваемых труб или секций вместе с топкой, в которой сжигается топливо. В верхней части котла установлен патрубок, через который нагретая вода выводится из котла, а в нижней части котла установлен патрубок для подачи в котел холодной воды.
Недостатками котлов являются их большие размеры и металлоемкость, сложная система продуктов горения, что требует больших расходов стройматериалов при их сооружении, опасные параметры работы (повышенное давление и температура). Котлы являются источниками загрязнения окружающей среды, так как продукты горения, выбрасываемые в атмосферу, содержат СО2, SO2, что ведет к образованию кислых дождей, кроме того, содержащаяся в выбросах сажа также загрязняет атмосферу.
Целью изобретения является повышение экологичности, надежности, безопасности, уменьшение материалоемкости устройства для нагрева воды.
Эта цель достигается применением известного прямоточного гидрореактивного судового двигателя впервые в качестве устройства для нагрева воды.
На чертеже изображен продольный разрез прямоточного гидрореактивного судового двигателя.
Прямоточный гидрореактивный судовой двигатель содержит водозаборник 1, который через направляющий аппарат 2, оканчивающийся соплом 3 и содержащий осевую турбину 4, переходит в коммутационную камеру 5 с гидроинвертором 6. В подпружиненной поворотной заслонке 7 с тремя устойчивыми положениями, сообщаются две рабочие капсулы 8 и выходной диффузор 9. Рабочие камеры 8 начинаются камерами 10 сгорания, в каждую из которых входят всасывающий клапан 11 и свеча 12 электрозажигателя. Вращение турбины 4 через привод 13, содержащий две конические передачи и вал, передается распределительному валику 14, синхронизирующему открывание клапанов 11 подачи высокого напряжения на свечи 12 с заполнением водой рабочих камер. Передним концом валик 14 приводит в действие прерыватель-распределитель 15, соединенный с бобиной и аккумулятором электрозажигания, на задний конец валика 14 посажена шестерня цилиндрической подачи вращения от электростартера 16 к осевой турбине 4 при запуске двигателя. В рабочие камеры 8 помещены сепараторы 17 динамического действия в виде профилированной диафрагмы для отделения сжимающей воды от топливной смеси, образуемой в карбюраторе 18.
Для нагрева воды нижнюю часть устройства опускают в емкость с водой или присоединяют к водной системе. В этом случае диффузор 9 присоединяют к подающей трубе, а водозаборник 1 - к трубе обратной подачи воды. Затем запускают устройство для нагрева воды в работу. Конструкция камеры 10 сгорания устройства обеспечивает прямое воздействие тепловой волны на воду в рабочей камере 8, в которой она выполняет функции поршня. Это приводит к нагреву воды. Нагрев воды усиливается и тем, что продукты сгорания высасываются водой и в коммутационной камере 5 и диффузоре 9 смешиваются и непосредственно в атмосферу не выбрасываются. Стенки рабочих камер 8 омываются водой, что исключает необходимость в системе охлаждения.
Расчет теплотехнических характеристик установки для нагрева воды (прямоточного гидрореактивного судового двигателя).
1. Исходные данные для расчета следующие. Теплота сгорания бензина; Q - Qсг= 41900 кДж/кг = 9976 ккал/кг; теплоемкость воды С при нагреве от 20 до 90оС - С = 1 ккал/град˙ л; коэффициент полезного действия η - принимаем η = 0,9 как и у котловых установок; величина перепада температуры волны Δt - принимаем Δt = 8,75оС; 17,5оС; 35оС; 70оС; расходы бензина принимаем расходы бензина qб - qб = 4,5 л/ч = 3,333 кг/ч = 0,926 г/с. qб 10 л/ч = 7,407 кг/ч = 2,057 г/с; соотношение теплотехнических величин:
1 кВт = 851 ккал/ч = 0,236 ккал/с
10 кВт = 851 ккал/ч = 2,36 ккал/с.
Определяем объем нагреваемой воды в литрах.
Определяем полезный секундный тепловой поток двигателя.
qтеп= Qc.г·qб·η = 9,976 · 0,926 г/с · 0,9 = 8,314 ккал/с
qтеп = 9,976 ккал/г 2,057 г/с х 0,9 = =18,468 ккал/с.
Определяем секундный объем (W) нагреваемой воды.
При Δ t = 8,75оС и при qб = 4,5 л/ч
W = 8,314 ккал/с 1 ккал/град˙ л х 8,75 град = 0,944 л/с
При Δ t = 8,75 и при qб = 10 л/ч
W = 18,468 ккал/с 1 ккал/град ˙л х 8,75 град = 2,102 л/с.
При Δ t = 17,5оС; 35oC; 70оС, т.е. градиент температуры каждый раз увеличивается в два раза соответственно расчетные значения также уменьшаются в два раза и получаем: при Δ t = 17,5оС (qб = 4,5 л/ч) W = 0,472 л/мс
(qб = 10 л/ч) W = 1,056 л/с при Δ t = 35оС (qб = 4,5 л/ч) W = 0,236 л/с
(qб = 10 л/ч) W = 0,528 л/с при Δ t = 10оС (qб = 4,5 л/ч) W = 0,118 л/с
(qб = 10 л/ч) W = 0,264 л/с
Время нагрева воды принимаем - 10 мин; 20 мин; 30 мин 1 ч; 2 ч; 10 ч; 24 ч и полученные значения сводим в таблицу.
Из данных таблицы следует, что в зависимости от расхода бензина и температурного градиента воды предлагаемое устройство для нагрева воды обеспечивает нагретой водой для технических нужд (тушение пожаров нагретой водой, мойка деталей, для заправки систем ДВС, систем отопления, для производственных нужд и другие).
Применение известного прямоточного гидрореактивного судового двигателя в качестве устройства для нагрева воды стало возможным благодаря обнаруженной авторами высокого коэффициента использования энергии сгорания топлива в этих двигателях для нагрева воды.
Предложение использовать известный прямоточный гидрореактивный судовой двигатель как устройство для нагрева воды имеет преимущества, так как это устройство имеет малые размеры, работает при меньшем давлении и температуре, а следовательно, менее опасен, не выбрасывает продукты горения в атмосферу, упрощает его монтаж и эксплуатацию, не требует строительства больших зданий котельной с огромными трубами.
Перечисленные преимущества устройства способствуют повышению его эффективности и экологичности при нагреве воды.
Использование прямоточного гидрореактивного судового двигателя в качестве устройства для нагрева воды позволит удешевить расходы на разработку и совершенствование устройств и сооружений для нагрева воды, что даст экономию в народном хозяйстве.
Формула изобретения: УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАГРЕВА ВОДЫ.
Применение прямоточного гидрореактивного судового двигателя в качестве устройства для нагрева воды.