流體動力加熱器的製作方法
2023-05-26 11:13:21
專利名稱：流體動力加熱器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種加熱器，特別是涉及一種利用流體動力的加熱裝置。
電泵機組給熱載體建立壓力和流量，使其在流體動力加熱器中進行流動，從而被加熱到給定溫度。
現有的加熱裝置是利用改變介質的物理—機械參數，如壓力和體積，來獲得熱量的。在這些裝置中，用蒸汽空氣的混合氣或液體作為介質，通過改變介質的壓力和流速來產生熱，以降低獲得熱量的電耗。
前蘇聯的發明專利(CCCP NO.458591，F25B 29/00)公開了一種熱發生器，該設備主要結構為帶有球形密閉容器的機殼和電泵，機殼內設有熱交換器及帶有球閥的供水管路和回水管路；所用的工作介質是水。其工作原理為將球形密閉容器內灌滿水，通過電泵對容器內的介質進行壓縮，通過供水管路和回水管路向用戶供熱。該加熱器機殼內工作壓力很高，近1000個大氣壓。在這種狀態下工作，對機殼零部件，球閥和管道的強度要求很高，導致裝置的成本昂貴。除此之外，使用高工作壓力的裝置進行住宅供暖還具有極大的危險性。
俄羅斯發明專利PФ(RU)2045715，кл，25D 29/00，也公開了一種熱發生器。該設備包括園柱體機殼，在機殼內設有帶旋流器的液體流速加速器，與其對應的另一端還設有阻滯器，其機殼上端蓋上開有與阻滯器相連的輸出孔，通過連通管與旋流器的埠同軸連接。流體介質在壓力的作用下產生渦流，其速度逐漸增大，進入阻滯器後，介質的壓力和流速降低，根據熱力學定律，液體的機械能發生變化，導致溫度上升，因此上述設備的設置提高了液體的加熱效果，但由於旁路管道存在附加損耗制約了總體效率的提高。
為了實現上述目的，本發明採用如下技術方案一種流體動力加熱器，它包括外殼、內殼及設有輸入管的熱載體加速器，其特點為所述內殼與外殼構成夾套空間，在夾套空間一端的外殼設有輸出管，其內殼設有所述熱載體加速器，另一端設有密封蓋；所述密封蓋一側的內殼壁上設有導流孔，沿所述內殼的外壁周邊設有諧振器陣列；沿所述內殼內壁周邊的空間設有渦流器陣列，其渦流器陣列與諧振器陣列對應設置。
所述諧振器陣列至少為一排，可以是多排，組與組之間為差角設置，其角度根據供熱溫度要求而定。
所述渦流器陣列為若干個渦流器呈梳狀排列組成，其渦流器陳列至少設一排，可以設多排；渦流器的陣列數目與諧振器的陣列數目相同，渦流器陣列與諧振器陣列設置位置對應。
所述渦流器陣列位於內殼中部，與所述諧振器陣列對應設置，所述渦流器陳列距內殼內壁留有空隙。
所述渦流器由薄金屬帶製成，並將其擰為麻花狀。
本發明採用上述結構，可將60％的流體能轉換成熱量，由於內殼外壁上安置諧振器陣列，在其所產生的超聲波作用下，建立附加渦流，能顯著地增強穴陷過程，大量提供熱量，這樣，能夠幾乎全部地利用熱載體的流量能。
渦流器採用薄金屬帶製成，其厚度為0.1～0.3mm，擰成麻花狀，由10個以上的渦流器沿內殼的周邊空間固定成一個整體，呈梳形，由於液體阻力增大2.5倍左右，使得供熱量增加20～100％。
在所述內殼上設置諧振頻率約13-17千赫茲的諧振器，諧振腔製成密閉的哨筒，成組地固定在內殼外壁上，離開旋流器一定距離，且哨筒之間保持一定的間距。這樣的結構與自然對流相比，提高了努賽利特準則5倍以上。
本發明的工作原理為流體動力加熱器是加熱系統中的無源部件，在其內部發生的過程高效地將熱載體的動能轉化成熱能，熱量的獲得由兩部份組成1.渦流的散逸作用產生熱。旋流器激勵熱載體產生渦流，並被渦流器維持住，在此過程中粘合力產生功，有序運動的形式過渡到無序的熱運動形式產生功；2.穴陷過程產生熱。在諧振器超聲波激勵下，熱載體中產生氣穴以及往後的陷裂產生熱量。
加熱系統中的能源是電泵機組，其對熱載體建立必要的壓力和一定的流量。
本發明由於採用了上述設計，其具有優點如下1.將諧振器陣列與渦流器陣列相對設置於內殼的內外壁上，通過內殼一端的導流孔與外殼夾套連通，使得由流體加速器進入內殼的熱載體流經渦流器，維持旋渦流動的性質，提高了熱轉換效率，可有效降低成本。
2.該設備結構簡單，適用範圍廣，用於樓宇和住宅的供暖，生產和生活用水的加熱，以及對農產品和食品進行烘乾或巴氏殺菌等，此外，還可對管道和容器中的原油或石油產品直接進行加熱以降低原油或石油產品的粘度，改善其流動性。
圖1為本發明流體動力加熱器的主視2為圖1所示流體動力加熱器沿A-A線的放大剖視3為圖1所示流體動力加熱器沿B-B線的放大剖視圖如圖1、圖2、圖3所示，本發明的流體動力加熱器包括半徑為R的園柱體內殼1，外殼2，內殼1與外殼2構成夾套空間，在夾套空間一端的內殼1上設有熱載體加速器5，熱載體加速器5內設有輸入管6，與熱載體加速器5同一端的外殼2夾套中，沿熱載體旋轉的切線方向設有輸出管9；與熱載體加速器相對的夾套空間另一端設置有密封蓋3；在密封蓋3一側的內殼1壁上設有導流孔8；沿內殼1外壁周邊，且離開熱載體加速器5一定距離徑向設置一排或多排諧振器陣列4，各諧振器陣列4排與排之間移相一定角度，每排諧振器陣列由至少10個諧振器以均等距離固定於內殼1外壁上；在內殼1內壁的半徑R～0.9R的周邊空間沿園周設置一排或多排渦流器陣列7，每個陣列由至少10個渦流器沿內殼的周邊空間固定成一個整體，呈梳形；諧振器陣列4與渦流器陣列7以相同數量對應設置。
設於熱載體加速器5內的輸入管6與外設水泵的出水口相接；與熱載體加速器5一端的外殼2夾套中設置的輸出管9與外設的抽汲泵連接或直接向用戶供熱。
本發明的工作原理如下外設水泵在熱載體加速器5的輸入口建立壓力，使熱載體旋轉進入流體動力加熱器的內殼1，熱載體加速器5驅動熱載體轉動，使其產生旋渦流動；流經渦流器陣列7產生渦流發熱，使熱載體在加熱器內殼1的所有工作區域維持旋渦流動，並流向內殼1的另一端。熱載體流沿途被形成密閉哨筒的諧振器4所產生的超聲波所激勵，飽含氣泡，並產生穴陷過程。氣泡撕裂產生大量的熱被熱載體帶走。熱載體經導流孔8流到夾套空間中，夾套空間收集從導流孔8導引出來的熱載體，且導向突出在夾套空間中的諧振器上，衝刷諧振器的殼體，帶走穴陷過程所產生的熱量，加熱至更高的溫度並沿夾套流至輸出管9。一部分被泵吸走與用熱器返回的載體一起重新加給加熱器。往後的過程重複進行。
在輸出管9的出口處和熱載體加速器5輸入管6的進口處連接三通接頭，直接收集部份熱載體輸出提取熱量，或者採用熱交換器從外殼2與內殼1的夾套中提取熱量。
本流體動力加熱器為模塊結構，為獲得更大的產熱量可選用相應流量的泵將數個模塊集成起來實現。
本發明所用的熱載體加速器，根據需要還可以選用旋流器或其他形式的加速器。
權利要求
1.一種流體動力加熱器，它包括外殼、內殼及設有輸入管的熱載體加速器，其特徵在於所述內殼與外殼構成夾套空間，所述夾套空間一端的外殼設有輸出管，其內殼設有所述熱載體加速器，另一端設有密封蓋；所述密封蓋一側的內殼壁上設有導流孔，沿所述內殼的外壁周邊設有諧振器陣列；沿所述內殼內壁周邊的空間設有渦流器陣列，其渦流器陣列與諧振器陣列對應設置。
2.根據權利要求1所述的加熱器，其特徵在於所述諧振器陣列至少為一排，排與排之間為差角設置。
3.根據權利要求1所述的加熱器，其特徵在於所述渦流器陣列為若干個渦流器呈梳狀排列。
4.根據權利要求1或3所述的加熱器，其特徵在於所述渦流器陣列至少為一排，與所述諧振器陣列對應設置，其位於所述內殼中部。
5.根據權利要求4所述的加熱器，其特徵在於所述渦流器為麻花狀。
全文摘要
本發明公開了一種流體動力加熱器，其目的是提供一種能獲得更高的能量轉換效率的流體動力加熱器，採用的技術方案為一種流體動力加熱器，它包括外殼、內殼及設有輸入管的熱載體加速器，其特徵為內殼與外殼構成夾套空間，夾套空間一端的內殼設有熱載體加速器，其外殼設有輸出管；另一端設有密封蓋；密封蓋一側的內殼壁上設有導流孔，沿內殼的外壁周邊設有諧振器陣列；沿內殼內壁周邊的空間設有渦流器陣列，其渦流器陣列與諧振器陣列對應設置。這種加熱器熱轉換效率高，結構簡單可靠，成本低，使用安全，可用於供暖和對各種介質進行直接地或間接地加熱。
文檔編號F24J3/00GK1421659SQ02159690
公開日2003年6月4日 申請日期2002年12月30日 優先權日2002年12月30日
發明者陳綠深, 拉柯特金·阿列克山得拉·阿列克山得羅維奇, 崔越昭, 拉德金娜·嘉寧娜·斯捷潘諾夫娜, 阿爾洛夫·鮑裡斯·列翁尼達維奇 申請人:陳綠深