ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2235950
КАВИТАЦИОННО-ВИХРЕВОЙ ТЕПЛОГЕНЕРАТОР
Имя изобретателя: Кочкин С.С. (RU); Атаманов В.В. (RU); Коротков О.В. (RU); Маркевич А.В. (RU)
Имя патентообладателя: Общество с ограниченной ответственностью "НПК "ИНАТЭК" (RU)
Адрес для переписки: 192241, Санкт-Петербург, ул. Турку, 23, корп.3, кв.20, А.В. Маркевичу
Дата начала действия патента: 2003.03.27
Кавитационно-вихревой
теплогенератор относится к
теплоэнергетике и может быть использован в
устройствах для нагрева жидкости,
применяемых преимущественно для различных
систем отопления зданий и сооружений.
Задачей изобретения является получение
тепловой энергии из жидкости (вода,
растворы, смеси и т.д.) при реализации
способа высокоскоростной динамической
переориентации молекулярных структур
жидкости и достижения условий перехода
кинетической энергии этих структур в
тепловую энергию, а также использование
энергии сопутствующего фактора - кавитации.
Поставленная задача решается тем, что в
кавитационно-вихревом теплогенераторе,
содержем статор и ротор, последний выполнен
в виде дисков, размещенных с зазором между
дисками статора и смонтированных на двух
независимых валах. В дисках статора и
ротора выполнены сквозные отверстия. Валы
установлены в подшипниковых узлах и имеют
уплотнительные узлы. Вращение валов
осуществляется через независимые приводы,
подключенные к электродвигателям, причем
валы вращаются навстречу друг другу.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к
теплоэнергетике и может быть использовано
в устройствах для нагрева жидкости,
применяемых преимущественно для различных
систем отопления зданий и сооружений.
Из уровня техники известны
конструкции теплогенераторов большой
мощности, применяемых, например, при
централизованной форме снабжения
теплоемких промышленных технологий и
гражданских зданий и сооружений.
В настоящее время в качестве
теплогенераторов все шире применяются
тепловые насосы. При работе в этих
устройствах осуществляется обратный цикл,
т.е. происходит поглощение теплоты из
окружающей среды с последующей передачей
ее телу с более высокой температурой.
Известны устройства тепловых насосов,
использующих изменения физико-механических
параметров среды, в частности давления и
объема, для получения тепловой энергии.
Известен теплогенератор и устройство для
нагрева жидкости, защищенный патентом РФ
№2045715 (опубликован 10.10.1995), включающий
корпус с цилиндрической частью, ускоритель
движения жидкости, выполненный в виде
циклона, торцевая сторона которого
соединена с цилиндрической частью корпуса.
В основании цилиндрической части,
противолежащей циклону, смонтировано
тормозной устройство.
Известны роторный насос-теплогенератор,
защищенный патентом РФ №2159901 (опубликован
27.11.2000) и насос-теплогенератор, защищенный
патентом РФ №2160417 (опубликован 10.12. 2000),
имеющие полый корпус с всасывающим
патрубком для подвода нагреваемой жидкости
и нагнетательным патрубком для отвода
нагретой жидкости, расположенные внутри
корпуса ротор в виде центробежного колеса с
отверстиями по периферии и статор с
отверстиями, установленный коаксиально
ротору.
За прототип заявляемого изобретения
выбрано устройство для нагревания жидкости
с помощью механических воздействий (заявка
на выдачу патента РФ №99106668/06, F 24 J 3/00,
опубликована 01.10.2001), включающее корпус,
имеющий впускное отверстие, служащее для
поступления жидкости в корпус и выпускное
отверстие, служащее для выпуска жидкости из
корпуса; колесо, установленное с
возможностью вращения и приспособленное
для вращения, состоящее из диска, имеющего
периферическую кольцевую стенку в виде
полого цилиндра, прикрепленную к наружной
окружности диска, в поверхности цилиндра
имеется множество выпускных отверстий,
расположенных на определенном расстоянии
друг от друга по окружности, и статор,
включающий концентрическую поверхность в
форме полого цилиндра со множеством
выпускных отверстий, расположенных на
равном расстоянии друг от друга по
окружности цилиндра, прикрепленного к
корпусу и расположенному концентрически
относительно цилиндра колеса, образуя
кольцеобразную камеру, выпускные отверстия
статора сообщаются с выпускным отверстием
корпуса.
Заявляемое изобретение направлено на
решение технической задачи: получение
тепловой энергии из жидкости (вода,
растворы, смеси и т.д.) при реализации
способа высокоскоростной динамической
переориентации молекулярных структур
жидкости и достижения условий перехода
кинетической энергии этих структур в
тепловую энергию, а также использование
энергии сопутствующего фактора - кавитации.
Это достигается за счет того, что в
кавитационно-вихревом теплогенераторе,
содержащем корпус, оснащенный впускным и
выпускным патрубками, статор и ротор
выполнены в виде чередующихся соосных
дисков, перфорированных сквозными
отверстиями, при этом теплогенератор имеет
по крайней мере два ротора, смонтированных
на независимых валах, имеющих
самостоятельные независимые приводы и
вращающиеся в противополжных направлениях,
а статор выполнен либо в виде одного
перфорированного диска, расположенного
между роторами, либо в виде двух кольцевых
дисков, расположенных в пространстве между
стенками корпуса и роторами.
Фиг.1 показан продольный разрез
кавитационно-вихревого теплогенератора
с
двумя статорами и двумя роторами
На фиг.2 показана схема подключения
кавитационно-вихревого теплогенератора
|
 Фиг.3 показана схема вихрей в
междисковом пространстве
|
Фиг.4 показана схема взаимодействия сил
внутри вихря
 Фиг.5 показана схема взаимодействия
между вихревыми образованиями в шнурах
|
 Фиг.6 показан продольный разрез
кавитационно-вихревого теплогенератора с
одним статором и двумя роторами |
Кавитационно-вихревой теплогенератор
содержит корпус, состоящий из двух
полукорпусов 1, статор 2, выполненный в виде
либо одного диска (фиг.6), либо двух
кольцевых дисков 3 (фиг.1), по крайней мере
два ротора 4, выполненные в виде
параллельных дисков, смонтированных на
двух независимых валах 5 и размещенных с
зазором либо между стенками полукорпусов 1
и статора 2 (фиг.6), либо между дисками 3
статора 2 (фиг.1). В дисках статора и роторов
выполнены сквозные отверстия 6. Валы 5 в
полукорпусах установлены в подшипниковых
узлах 7 и имеют уплотнительные узлы 8. Подача
нагреваемой жидкости в корпус и вывод
нагретой жидкости из корпуса
осуществляется через подводящие 9 и
отводящие 10 патрубоки, соединенные и
подключенные в тепломагистраль
трубопроводами 11. Вращение валов 5
осуществляется через независимые приводы
12, подключенные к двигателям 13, причем валы 5
вращаются навстречу друг другу, передавая
встречное вращение роторам 4. Подводящие
патрубки 9 теплогенератора через
трубопровод подключены к нагнетательному
насосу 14. Отводящие патрубки 10
теплогенератора через трубопровод
подключены к расширительному баку 15,
включенному в тепломагистраль.
Возможна установка на каждый независимый
вал 5 двух и более роторов 4. При этом число
кольцевых дисков 3 статора 2 будет
определяться в зависимости от выбранного
варианта чередования дисков статора и
ротора: “статор-ротор-статор-ротор-статор-
и т.д.” или “ротор-статор-ротор-статор-ротор-
и т.д.”
КАВИТАЦИОННО-ВИХРЕВОЙ
ТЕПЛОГЕНЕРАТОР РАБОТАЕТ СЛЕДУЮЩИМ ОБРАЗОМ
Насос 14 под избыточным давлением
нагнетает нагреваемую жидкость через
подводящие патрубки 9 в корпус
теплогенератора. Проходя через отверстия 6
диска 3 статора 2, поток жидкости делится на
множество струек. В полости между кольцом 3
статора 2 и диском ротора 4 происходит
начальная стадия образования вихревых
потоков жидкости. Перфорация ротора
выполняет роль детектора образовавшихся
вихревых молекулярных структур жидкости в
пространство между роторами, где
происходит формирование вихревого поля.
Здесь все вихревые молекулярные потоки
жидкости получают строгую ориентацию. При
взаимодействии двух соседних вихревых
молекулярных потоков возникает "возмущение"
в виде выделения энергии (свойство жидких
кристаллов). В данном случае - тепловой
энергии.
На фиг.3 показано как происходит
образование "вихревых шнуров" в
междисковом пространстве. Каждый вихрь
обладает скоростью вокруг своей оси,
которая возрастает от 0 до Мах при
прохождении вихря от центра к периферии
ротора. В результате внутри вихря
образуется область разрежения, в которой
происходит возникновение кавитационных
пузырьков. Так как вихревое поле занимает
все междисковое пространство, то и
кавитационное поле занимает ту же область,
находясь внутри вихрей. На периферии
каждого вихря молекулярные образования
жидкости строго ориентируются под
воздействием центробежных сил, что
приводит к дополнительному выделению
тепловой энергии при взаимодействии между
вихрями и возникающими при этом "возмущениями".
В результате воздействия этих двух
факторов - вихревого и кавитационного
происходит выделение тепловой энергии,
находившейся в жидкости в латентном
состоянии в виде межмолекулярных связей.
Теплогенератор в данном процессе играет
роль инициатора процесса.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Кавитационно-вихревой теплогенератор,
содержащий корпус, имеющий патрубки для
подвода нагреваемой жидкости и отвода
нагретой жидкости, расположенные внутри
корпуса перфорированные статор и ротор,
нагнетательный насос, привод ротора,
отличающийся тем, что статор и ротор
выполнены в виде дисков, перфорированных
сквозными отверстиями, при этом статор
выполнен в виде одного или нескольких
кольцевых дисков, а ротор выполнен в виде
двух дисков, установленных с зазором
относительно друг друга, при этом диски
ротора смонтированы на независимых валах,
имеющих самостоятельные независимые
приводы, и вращаются навстречу друг другу.
2. Кавитационно-вихревой теплогенератор
по п.1, отличающийся тем, что на каждом
независимом валу установлено более одного
ротора.
Версия для печати
Дата публикации 30.12.2006гг
вверх
|
