ТЕПЛОГЕНЕРАТОР ЭЛЕКТРОГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ

ТЕПЛОГЕНЕРАТОР ЭЛЕКТРОГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ


RU (11) 2301946 (13) C2

(51) МПК
F24J 3/00 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.10.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(14) Дата публикации: 2007.06.27 
(21) Регистрационный номер заявки: 2005102452/06 
(22) Дата подачи заявки: 2005.02.01 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2005.02.01 
(43) Дата публикации заявки: 2006.07.10 
(45) Опубликовано: 2007.06.27 
(56) Аналоги изобретения: RU 2201561 С2, 27.03.2003. RU 2132517 C1, 27.06.1999. RU 2045715 C1, 10.10.1995. RU 2127832 C1, 20.03.1999. EP 0093100 A, 02.11.1983. 
(72) Имя изобретателя: Алиев Нурмагомед Алиевич (RU); Алиев Эльмирза Алиевич (RU); Магомедов Давуд Ахмеднабиевич (RU); Махмудов Магомед Ахмедович (RU); Нажмутдинов Нурутдин Магомедович (RU); Пирбудагов Геннадий Муртузалиевич (RU); Шарапудинов Магомед Расулович (RU) 
(73) Имя патентообладателя: Общество с ограниченной ответственностью "Учебно-научно-производственный комплекс "Аура-Алиф" (RU) 
(98) Адрес для переписки: 367030, г.Махачкала, пр-т Шамиля, 67, ОС-30, а/я 1, Э.А. Алиеву 

(54) ТЕПЛОГЕНЕРАТОР ЭЛЕКТРОГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ

Теплогенератор предназначен для применения в составе различных отопительных систем (преимущественно в системах автономного типа), а также для подогрева воды и других жидких материалов для бытовых и производственных нужд. Цель его создания - повышение эффективности генерации тепла достигается путем введения в цилиндрическую часть корпуса теплогенератора электрода в виде шнека (завихрителя) с переменным диаметром и шагом закрутки и подачей между корпусом и этим электродом низковольтного напряжения для стартового нагрева рабочей жидкости (теплоносителя), например воды. Генерация тепла в теплогенераторе происходит, в основном, за счет разгона и торможения рабочей жидкости (в т.ч. воды). Теплогенератор обладает высокими КПД и скоростью нагрева, экологичен, пожаробезопасен, прост в изготовлении, обслуживании и эксплуатации. Системы отопления на базе предлагаемого теплогенератора имеют сравнительно низкие себестоимость и затраты при эксплуатации. 3 ил. 




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в системах отопления, а также для подогрева воды и других жидких материалов для бытовых и производственных нужд.

Известен теплогенератор «Рязань», используемый для нагрева жидкости путем превращения механической энергии вращения рабочего колеса сначала в гидравлическую, а затем в тепловую. Из нагнетателя через напорный патрубок жидкость поступает в трубопровод. Затем часть ее направляется в струйный аппарат и через сопло, и всасывающий патрубок возвращается в нагреватель. Другая часть жидкости направляется в теплообменник, где отдает часть тепла потребителю, затем отсасывается струйным аппаратом и с повышенным давлением, предотвращающим кавитацию, подается к нагнетателю. Отвод и подвод жидкости осуществляется через два патрубка. Нагревание происходит за счет потерь гидравлической энергии на вихреобразование и трение в потоке оборотной жидкости (авт.свид. №1703924, МПК 24 Н 3/02).

Недостатками данной конструкции являются низкий КПД установки, повышенный уровень шума.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) к заявленному является теплогенератор, позволяющий генерировать тепловую энергию путем изменения давления и скорости рабочей среды, в качестве которой используется вода. Конструкция состоит из корпуса с цилиндрической частью. Ускоритель движения жидкости выполнен в виде циклона, торцевая сторона которого соединена с основанием цилиндрической части корпуса. В противоположном основании цилиндрической части корпуса смонтировано тормозное устройство, вслед за которым установлено дно с выходным отверстием, сообщающимся с выходным патрубком, соединенным с циклоном с помощью перепускного патрубка. Соединение выполнено на торце циклона, противолежащем цилиндрической части корпуса и соосно с последним. Тормозное устройство выполнено из двух радиально расположенных ребер, закрепленных на центральной втулке. В перепускном патрубке установлено дополнительное тормозное устройство (патент №2045715, МПК 6 F25В 29/00). Основными недостатками прототипа являются:

- низкая эффективность обводной трубы, не позволяющая получить максимальную тангенциальную скорость вращения жидкости в цилиндрической части корпуса теплогенератора, что в свою очередь снижает общий КПД установки;

сравнительно низкая эффективность генерации тепла из-за неполного использования эффекта гидродинамического «взрыва» [1], связанного с отсутствием трущейся поверхности в центральной части вихревого потока рабочей жидкости - теплоносителя;

- низкий темп нагрева воды, связанный с отсутствием возможности его стартового нагрева до температуры 35-40°, при которой удельная теплоемкость воды имеет минимальное значение [6].

Цель изобретения - повышение КПД теплогенератора, ускорение темпа нагрева теплоносителя, снижение вибраций и шума установки, а также пульсаций потока рабочей жидкости (теплоносителя), создаваемых нагнетающим насосом, и, как следствие, дополнительное повышение эффективности извлечения тепловой энергии в процессе разгона и торможения жидкости в цилиндрической части теплогенератора.

Поставленная цель достигается в теплогенераторе электрогидродинамическом, содержащем инжекционный входной патрубок, корпус, имеющий цилиндрическую часть, торцевой стороной к которой соединен циклон - ускоритель и завихритель движения рабочей жидкости, в противоположном основании которой установлено тормозящее устройство, тем, что в цилиндрическую часть корпуса вдоль ее оси введен электрод в виде шнека (завихрителя) с переменными диаметром и шагом закрутки, выполняющий роль вспомогательного насоса и создающий дополнительную поверхность трения с теплоносителем; а между корпусом и упомянутым электродом приложено низковольтное электрическое напряжение для пускового (стартового) нагрева рабочей жидкости (теплоносителя) путем пропускания тока через нее, т.е. используя кондуктивный метод нагрева слабых электролитов.

При этом электрод - завихритель помимо переменного шага закрутки витка должен иметь и переменный по длине завихрителя диаметр (см. фиг.1). Такая форма завихрителя позволяет сохранить постоянной скорость вращения жидкости по всей длине цилиндрической части теплогенератора.

Электрод - завихритель также выполняет роль вспомогательного насоса и, кроме того, создает дополнительную поверхность трения с теплоносителем, усиливая тем самым эффект гидродинамического взрыва.

Так как эффект гидродинамического взрыва выражен сильнее в жидкостях с высоким значением вязкости, то в случае применения воды в качестве рабочей жидкости (теплоносителя) в нее целесообразно добавлять вещества, повышающие вязкость (например, соль, сахар и т.п.). При этом усиливается и эффект кондуктивного нагрева воды, т.к. повышается ее электропроводность.

Общий вид конструкции теплогенератора приведен на фиг.1; фиг.2 иллюстрирует инжекционный патрубок и циклон теплогенератора в разрезе.

Теплогенератор содержит контакты для подключения источника стартового кондуктивного нагрева жидкости (воды) 1, изолятор 2, циклон 3, инжекционный патрубок 4, стержни для крепежа 5, электрод в виде шнека (завихрителя) для кондуктивного нагрева жидкости 6, цилиндрическую часть теплогенератора 7, подводящую трубу 8, седативное (тормозящее) устройство - изолятор 9.

Сопоставительный анализ показывает, что предлагаемый теплогенератор отличается от прототипа наличием 2 существенно новых признаков:

- введением в цилиндрическую часть корпуса теплогенератора электрода - завихрителя, имеющего переменный диаметр и шаг закрутки в виде шнека (фиг.1);

- применением кондуктивного нагрева рабочей жидкости в начале работы теплогенератора.

Генерация тепла в заявляемом устройстве осуществляется, в основном, за счет 2 эффектов:

- гидродинамического эффекта, заключающегося в выделении тепла в процессе разгона и резком торможении потока рабочей жидкости (воды), являющейся одновременно и энерго- и теплоносителем;

- эффекта гидродинамического «взрыва» [1-3], сущность которого заключается в лавинообразном росте температуры вихревого потока рабочей жидкости (воды) по схеме: разогрев ее из-за трения и гидродинамического эффекта, снижение вязкости рабочей жидкости, и, как следствие, увеличение скорости ее движения, и дальнейший рост тепловыделения. При этом зависимость вязкости от температуры Т подчиняется экспоненциальному закону e /kT, (где имеет смысл потенциального барьера, k - постоянная Больцмана), а скорость тепловыделения (где Vp - градиент давления; S - площадь сечения трубы теплогенератора).

Теплогенератор работает следующим образом. Поток жидкости под давлением через выходное щелеобразное отверстие 11 (фиг.2) инжекционного патрубка 4 (фиг.1) поступает в циклон 3, ускоряется и закручивается, приобретая вихреобразную форму, и распространяется по цилиндрической части 7 теплогенератора до седативного (тормозящегося) устройства 9, где происходит его резкое торможение. Далее поток рабочей жидкости через выходное отверстие 10 теплогенератора поступает в замкнутую систему (фиг.3), состоящую из резервуара 12, подводящей 8 и соединительной 13 труб и электронасоса 14. В этой системе в ходе циркуляции жидкости происходит нарастающее повышение ее температуры благодаря вышеописанным эффектам, имеющим место в теплогенераторе.

Для предварительного (стартового) нагрева теплоносителя контакты 1 теплогенератора подключаются к источнику низковольтного напряжения 15 (фиг.3).

С целью экспериментального исследования теплогенератора был изготовлен его опытный образец и собрана установка по схеме, приведенной на фиг.3. Она содержит источник низковольтного (регулируемого от 0 до 36 В) напряжения 15, одноступенчатый центробежный насос 14 типа СМ 130/51М итальянской фирмы NOCCHI мощностью 2,3 кВт, рассчитанный на сетевое напряжение 220 В, теплогенератор 16, изготовленный по чертежам, соответствующим фиг.1 и 2; резервуар с водой (емкостью 40 литров), подводящую 8 и соединительную трубы 13.

Экспериментальное исследование опытного образца заявляемого генератора показало, что по сравнению с прототипом его КПД выше в 1,5 раза, а скорость нагрева рабочей жидкости - в 2 раза.

Предлагаемый теплогенератор обладает высоким КПД, экологичен, прост в изготовлении и эксплуатации, пожаробезопасен.

Системы отопления на основе предлагаемого теплогенератора имеют сравнительно низкую себестоимость, низкие затраты при эксплуатации и независимы от сетей централизованного отопления.

Источники информации

1. Мержанов А.Г., Руманов Э.Н. Горение без топлива. - М.: Знание, 1978 - 34 с.

2. Бондарь Т.А. Тепловой взрыв восходящего потока жидкости в кольцевом канале.//ПМТФ. - 1994, № 5. - С. 12-22.

3. Адиев Э.Ф. и др. Эффект гидродинамического "взрыва" как разгадка "феномена Потапова".//Вестник Дагестанского научного центра. - 1998, № 2. - С. 30-32.

4. Потапов Ю.С., Фоминский Л.П. Вихревая энергетика и холодный ядерный синтез с позиции теории движения. - Кишинев-Черкассы: ОКО-Плюс, 2000. - 387 с.

5. Атака на термояд. -Поиск, № 18-19, 8 мая 2002.

6. Фрадкин Б.З. Белые пятна безбрежного океана. - М.: Недра, 1983. - 92 с.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Теплогенератор электрогидродинамический, содержащий инжекционный входной патрубок, корпус, имеющий цилиндрическую часть, торцевой стороной к которой присоединены циклон-ускоритель и завихритель движения рабочей жидкости, в противоположном основании которой установлено тормозящее устройство, отличающийся тем, что в цилиндрическую часть корпуса вдоль ее оси введен электрод в виде шнека (завихрителя) с переменными диаметром и шагом закрутки, выполняющий роль вспомогательного насоса и создающий дополнительную поверхность трения с теплоносителем, а между корпусом и упомянутым электродом приложено низковольтное электрическое напряжение для пускового (стартового) нагрева рабочей жидкости (теплоносителя) путем пропускания тока через нее, т.е. используя кондуктивный метод нагрева слабых электролитов.





ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Устройства и способы получения, преобразования, передачи, экономии и сохранения тепловой энергии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска: "и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+тепло -генератор".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "тепло" будут найдены слова "тепловой", "тепловым" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("тепло!").


Теплогенераторы, устройства для нагрева жидких сред и их применение | Теплогенераторы, устройства для нагрева воздуха и других газообразных сред и их применение | Системы и способы теплоснабжения потребителя | Солнечные, ветровые, геотермальные способы генерирования и использования тепловой энергии | Альтернативные способы генерирования и использования тепловой энергии


Рейтинг@Mail.ru