початок розділу Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві	хитрощі майстру електроніка фізика технології винаходи	таємниці космосу таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу
Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання)

ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2201561

ТЕПЛОГЕНЕРАТОР Кавітаційна ТИПУ

Ім'я винахідника: Бритвин Лев Миколайович
Ім'я патентовласника: Бритвин Лев Миколайович
Адреса для листування: 111673, Москва, вул. Новокосінская, 13, корп.1, кв.76, Л.Н. Бритвину
Дата початку дії патенту: 1999.05.19

Винахід відноситься до теплоенергетики. Теплогенератор кавітаційного типу, що базується на використанні вихровий форсунки, що приводиться від насоса-спонукача, може бути використаний і як змішувач, гомогенізатор, диспергатор в технологічних процесах. Для підвищення ефективності на виході сопла вихровий форсунки розташований виконаний у вигляді осесиметричною камери щонайменше один резонатор, а для отримання додаткового ефекту з торця вихровий камери опозитно її сопла встановлений другий осесиметричних резонатор, повідомлений з порожниною форсунки центральним отвором. При цьому щонайменше один резонатор виконаний з регульованою частотою, а для підвищення сумарного тепловиділення в опозитно розташованих торцевих стінках резонаторів по їх осі встановлені електроди, повідомлені з джерелом електричного струму. При цьому для оптимізації процесу тепловиділення співвідношення потужностей струму, що підводиться до насоса-побуднику і електродів, виконано регульованим.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься переважно до теплогенератора кавітаційного типу, а й може бути використано в кавітаційних змішувачах, гомогенизаторах, Диспергатори і т.п. апаратах.

Відомі аналогічні кавитационні технологічні апарати, що містять кавітаційний генератор, вхід якого підключений до джерела рідини під тиском (Федоткин І.М., Немчин А.Ф. Використання кавітації в технологічних процесах. Київ: Вища школа, 1984, с.12-13, 32 ). Дані технічні рішення спрямовані на підвищення інтенсивності кавітаційних процесів, але не вирішує цю задачу остаточно і вимагає складних технічних рішень, що не виключають знос елементом кавитационного генератора.

Найбільш близьким за фізико-технічної сутності аналогом є спосіб генерації тепла, що використовує кавитационную вихревую форсунку з осьовим вихідним соплом (патент РФ 2061195, 6 F 24 J 3/00), згідно з яким засобами підключеної до кавітатор системи при досить строго заданій витраті рідини генеруються коливання тиску для інтенсифікації процесу надлишкового тепловиділення.

Завданням даної пропозиції є спрощення конструкції теплогенератора, підвищення його ресурсу в умовах дії кавітації і широкому діапазоні регулювання витрат рідини через кавітаційний теплогенератор, що необхідно для регулювання вихідний теплової потужності теплогенератора в процесі його експлуатації.

Дане завдання вирішується в теплогенераторі, сообщенном з насосом-збудників, вихід якого підключений до вхідного каналу вихровий форсунки, забезпеченою осьовим вихідним соплом, тим, що на виході сопла вихровий форсунки розташований виконаний у вигляді осесиметричною камери щонайменше один резонатор автоколивань, а й додатково і тим, що вихідне сопло форсунки розташоване навколо вихідного отвору першого резонатора, навпроти якого розташований другий резонатор, а кругова порожнину між ними гідравлічно повідомлена з периферійно розташованої кругової камерою, повідомленої з вихідним каналом теплогенератора. При цьому щонайменше один виконаний у вигляді глухий або проточною камери резонатор виконаний з можливістю регулювання його обсягу для настройки теплогенератора на режим максимального енерговиділення.

Крім того, по осі теплогенератора в опозитно розташованих торцях резонаторів можуть бути виконані розташовані на загальній осі резонаторів виступи з плавним переходом їх підстави в торцеві стінки резонаторів, в яких встановлені електроди, повідомлені з джерелом електричної напруги.

Додатковий ефект по тепловиділення досягається за рахунок комбінованого підведення енергії до генератора тепла, а саме за рахунок підведення електроенергії до встановлених по торцях резонаторів в їх центральних виступах електродів, при цьому співвідношення енергій, які підводяться за цими двома каналами, може бути виконано регульованим для отримання максимальної ефективності теплогенератора .

На фіг. 1-3 наведено приклади реалізації теплогенераторів кавитационного типу, що роз'яснюють технічну сутність даної пропозиції.

Теплогенератор кавітаційного типу складається з вихровий форсунки 1, забезпеченою камерою закрутки 2 потоку, вхідний канал 3 якої повідомлений з виходом насоса-спонукача 4. Форсунка 1 забезпечена осьовим вихідним соплом 5, на виході якої виконана камера гальмування потоку 6, повідомлена з входом насоса-спонукача 4. На виході сопла 5 розташований виконаний у вигляді осесиметричною камери резонатор 7 з розташованим по осі вхідним отвором 8, діффузорного перехідним в власне камеру резонатора 7, виконану в даному прикладі реалізації з регульованим об'ємом за допомогою установчо-рухомого поршня 9. Камера резонатора 7 забезпечена периферійно розташованими вихідними каналами 10 і регульованими дроселями 11 і 12, один з яких для спрощення конструкції може бути відсутнім. Дроселі 11 і / або 12 служать для зміни витрати через резонатор і регулювання робочого режиму теплогенератора.

Насос 4 забезпечений регульованим по оборотам двигуном 13. Підвищення ефективності описуваного теплогенератора досягається за рахунок генерування резонатором 7 тиску з частотою, що задається положенням поршня 9.

Хвилі тиску, що випромінюються резонатором, поширюються по всьому ядру потоку в соплі 5 і камері резонатора 7, забезпечуючи підвищення як частоти освіти і схлопування кавітаційних каверн в обсязі протікає рідини, так і інтенсивність цих процесів.

При зміні подачі насоса 4 приводом 13 резонатор 7 завжди може бути налаштований на режим максимально можливого при заданій витраті тепловиділення.

Підвищення ресурсу теплогенератора можливою завдяки тому, що за рахунок вихрового руху рідини освіту і схлопування кавітаційних каверн здійснюється в пріосевой ядрі потоку, тому стінки як вихровий форсунки, так і резонатора знаходяться в зоні підвищеного тиску і тому захищені від руйнівної дії тиску при схлопуванні каверн, що відбувається на видаленні від стінок.

Торцовая стінка резонатора при цьому захищається від руйнування за рахунок її виконання плавно переходить до периферійної стінці камери резонатора, а й і за рахунок наявності центрального осьового виступу 14, що направляє натекает потік до осі резонатора і далі назустріч цьому потоку по осі резонатора.

Можливість регулювання подачі насоса 4 двигуном 13, витрат циркуляції за допомогою дроселів 11 і 12 і власної частоти резонатора поршнем 9 забезпечує широкі можливості настройки кавитационного теплогенератора на оптимальний режим роботи і тим самим дозволяє отримувати максимальне відношення тепла, що виділяється до підводиться до двигуна 13 енергії, а й забезпечувати регулювання теплової потужності теплогенератора, що істотно розширює експлуатаційні можливості теплогенератора.

На фіг. 2 показаний приклад теплогенератора, де на виході сопла 5 вихровий форсунки 1 встановлені послідовно два резонатора, один з яких виконаний у вигляді навколишнього вихід з сопла 5 торообразной осесиметричною камери 15, гідравлічно повідомленої з виходом сопла 5 по своєму меншому діаметру, а інший - у вигляді розташованої навпроти сопла 5 осесиметричної камери 16 каплеподібної форми з розташованим по осі вхідним отвором 8 і вихідними отворами 10.

Гідравлічні камери 15 і 16 повідомлені з входом насоса 4 через регульовані дроселі 17 і 18, що дозволяють змінювати співвідношення витрат, що протікають через резонатори 15 і 16. При закритому дроселі 18 резонатор 16 працює як непротічних резонатор, при цьому частота обертання Торообразная вихору в резонаторі 15 зростає . При закритому дроселі 17 і відкритому дроселі 18 робочий процес теплогенератора в порівнянні з першим випадком істотно змінюється.

Таким чином, регулюванням дроселів 17 і 18 може вибиратися режим, що забезпечує максимум тепловиділення при заданій подачі насоса 4. Для мінімізації гідравлічних втрат вихідні патрубки резонаторів розташовані назустріч натекает потоку, тобто тангенциально до камер теплогенератора.

На фіг. 3 дан варіант виконання теплогенератора з двома розташованими назустріч один одному резонаторами 19 і 20. Тут сопло 5 вихровий форсунки 1 розташоване навколо вихідного отвору 21 резонатора 19, навпроти якого розташований інший резонатор 20 з вхідним отвором 22, співвісним з отвором 21. Порожнина між отворами 20 і 21 гідравлічно повідомлена з периферійно розташованої кругової камерою 23, повідомленої з вихідним каналом 24 теплогенератора. Камера 23 у варіанті виконання може бути і виконана як Торообразная резонатор, показаний на фіг. 2, а вихідний отвір 21 резонатора 19 - як конфузорно сопло, що спрямовує виходить потік в центр вхідного отвору 22 резонатора 20.

При подачі рідини у вхідній канал 3 вихровий форсунки 1 закручений потік рідини виходить з сопла 5 в резонатор 19, де у його торцевої стінки повертається до осі і викидається через отвір-сопло 21 в порожнину резонатора 20 по його осі і далі по периферії отвори 22 надходить в Торообразная камеру 23 і по тангенциально розташованому до камери 23 патрубку 24 виходить з теплогенератора, наприклад, в сепараційні ємність 25 з вільним рівнем рідини і стабілізованою тиском і потім знову надходить з ємності 25 на вхід насоса-спонукача 4. При зазначеному русі рідини (або при відкритому вентилі 26 - газорідинної суміші) по осі теплогенератора утворюється вихровий джгут, насичений кавітаційними кавернами, які за рахунок взаємодії зустрічних вихрових потоків і під дією генеруються резонаторами коливань безперервно за течією потоку утворюються і охлопиваются з великою частотою, яка визначається багато в чому резонаторами 19 і 20 , що істотно інтенсифікує кавитационні процеси і тепловиділення в рідині.

Оскільки по осі вихрового джгута має місце інтенсивна електризація потоку за рахунок взаємного тертя частинок пари та газу, що виділяється з рідини, то цей вихровий джгут має невелике електричний опір, що дозволяє підвищувати тепловиділення в циркулює через теплогенератор рідина додатково за рахунок пропускання електричного струму по вихревому джгута , що розташовується між торцевими стінками опозитно розташованих резонаторів 19 і 20.

Виходячи їх цього кавітаційний теплогенератор, показаний на фіг. 3, доповнений встановленими в торцеві стінки оппозітних резонаторів електродами 27 і 28, повідомленими з джерелом електричної напруги 29.

Для зниження зносу і забезпечення натекания кавитационного потоку на електроди в сторону вихідної камери 23 і патрубка 24 торцеві стінки виконані плавно переходять в центральні, спрямовані назустріч один одному виступи 30 і 31, в яких і встановлені електроди 27 і 28.

Джерело напруги 29 підключається до електродів, наприклад, рубильниками 32, 33 після включення насоса-спонукача 4.

При виконанні джерела 29 регульованим при заданій подачі насоса-спонукача, змінюючи силу струму через осьовий вихровий джгут, забезпечують максимум тепловиділення з теплогенератора по відношенню до сумарних витрат енергії, що підводиться до генератора тепла.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Теплогенератор кавітаційного типу, повідомлений з насосом-збудників, вихід якого підключений до вхідного каналу вихровий форсунки, забезпеченою осьовим вихідним соплом, що відрізняється тим, що на виході сопла розташований виконаний у вигляді осесиметричною камери щонайменше один резонатор автоколивань.

2. Теплогенератор по п. 1, який відрізняється тим, що вихідне сопло вихровий форсунки розташоване навколо вихідного отвору першого резонатора, навпроти якого розташований другий резонатор, а порожнину між ними гідравлічно повідомлена з периферійно розташованої кругової камерою, повідомленої з вихідним каналом теплогенератора.

3. Теплогенератор по пп. 1 і 2, що відрізняється тим, що щонайменше один резонатор виконаний з регульованим об'ємом.

4. Теплогенератор по п. 2, який відрізняється тим, що по осі теплогенератора в опозитно розташованих торцях резонаторів виконані розташовані на загальній осі резонаторів виступи з плавним переходом їх підстави в торцеві стінки резонаторів, в яких встановлені електроди, повідомлені з джерелом електричної напруги.

Версія для друку
Дата публікації 08.12.2006гг

НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ
	Технологія виготовлення універсальних муфт для бесварочного, безрезьбовиє, бесфлянцевого з'єднання відрізків труб в трубопроводах високого тиску (мається відео)
	Технологія очищення нафти і нафтопродуктів
	Про можливість переміщення замкнутої механічної системи за рахунок внутрішніх сил
	Світіння рідини в тонких діелектричних каналох
	Взаємозв'язок між квантової і класичної механікою
	Міліметрові хвилі в медицині. Новий погляд. ММВ терапія
	магнітний двигун
	Джерело тепла на базі нососних агрегатів