JP7152417B2 - Method and apparatus for heating and purifying liquids - Google Patents

Method and apparatus for heating and purifying liquids Download PDF

Info

Publication number
JP7152417B2
JP7152417B2 JP2019558991A JP2019558991A JP7152417B2 JP 7152417 B2 JP7152417 B2 JP 7152417B2 JP 2019558991 A JP2019558991 A JP 2019558991A JP 2019558991 A JP2019558991 A JP 2019558991A JP 7152417 B2 JP7152417 B2 JP 7152417B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fluid
cavitation
outer rotor
housing
zone
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019558991A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2020514671A (en
Inventor
フリンダ、ラドバン
ハーシュ、ダグラス、エス.
Original Assignee
ユーエス インターコープ エルエルシー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US15/405,660 external-priority patent/US20170130954A1/en
Application filed by ユーエス インターコープ エルエルシー filed Critical ユーエス インターコープ エルエルシー
Publication of JP2020514671A publication Critical patent/JP2020514671A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7152417B2 publication Critical patent/JP7152417B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B3/00Other methods of steam generation; Steam boilers not provided for in other groups of this subclass
    • F22B3/06Other methods of steam generation; Steam boilers not provided for in other groups of this subclass by transformation of mechanical, e.g. kinetic, energy into heat energy
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24VCOLLECTION, PRODUCTION OR USE OF HEAT NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F24V40/00Production or use of heat resulting from internal friction of moving fluids or from friction between fluids and moving bodies
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24VCOLLECTION, PRODUCTION OR USE OF HEAT NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F24V40/00Production or use of heat resulting from internal friction of moving fluids or from friction between fluids and moving bodies
    • F24V40/10Production or use of heat resulting from internal friction of moving fluids or from friction between fluids and moving bodies the fluid passing through restriction means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Degasification And Air Bubble Elimination (AREA)
  • Food Preservation Except Freezing, Refrigeration, And Drying (AREA)
  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)

Description

本発明は、加熱又は冷却された液体を生成するキャビテーション設備であって、少なくとも1つの機関と、ハウスと、加熱すべき液体と、加熱すべき液体内で回転し且つ外部機関によって駆動される多孔性体とを含むキャビテーション設備に関する。 The present invention is a cavitation installation for producing a heated or cooled liquid, comprising at least one engine, a house, a liquid to be heated and a porous body rotating in the liquid to be heated and driven by an external engine. The present invention relates to cavitation equipment including sex bodies.

水などの液体内に熱を生じさせるキャビテーション現象は、当技術分野でよく知られている。 The phenomenon of cavitation, which produces heat in liquids such as water, is well known in the art.

加熱された液体を生成するために回転体を使用するキャビテーション・システムの実例が、Jacobsへの米国特許第3,720,372号で提示されている。熱を生じさせるためにキャビテーション現象を使用する他の特許された解決策は、特に米国において1950年代に開発された。よく知られた特許は、Perkinsへの米国特許第4,424,797号である。この特許は、Smithへの米国特許第2,683,448号で説明されている解決策を発展させた最先端のバージョンである。同じくPerkinsへの米国特許第4,779,575号でも改善点が開示されている。 An example of a cavitation system using a rotating body to generate heated liquid is presented in US Pat. No. 3,720,372 to Jacobs. Other patented solutions using cavitation phenomena to generate heat were developed in the 1950s, especially in the United States. A well-known patent is US Pat. No. 4,424,797 to Perkins. This patent is a state-of-the-art development of the solution described in US Pat. No. 2,683,448 to Smith. Improvements are also disclosed in US Pat. No. 4,779,575, also to Perkins.

キャビテーショナル・デバイス(cavitational device)はまた、Griggsへの米国特許第5,188,090号及び第5,385,298号で説明されている。これらのデバイスでは、デバイスのハウジングに円筒体が入れられ、クロークがキャビテーショナル孔(cavitational bore)を備える。加熱すべき液体は、キャビテーショナル孔を有する回転体とハウジングの内部クロークとの間の円筒状の自由空間に入れられる。キャビテーショナル体が回転している間、液体の温度及び圧力が上昇する。Griggs特許は、それら全体が参照により本明細書に組み込まれる。 Cavitational devices are also described in US Pat. Nos. 5,188,090 and 5,385,298 to Griggs. In these devices, the housing of the device encloses a cylinder and the cloak is provided with a cavitational bore. The liquid to be heated is introduced into the cylindrical free space between the rotating body with cavitational holes and the inner cloak of the housing. While the cavitational body rotates, the temperature and pressure of the liquid increases. The Griggs patents are incorporated herein by reference in their entireties.

Giebelerへの米国特許第6,164,274号、Selivanovへの米国特許第6,227,193号、及び露国特許第2,262,644号では、他のキャビテーション・デバイスが開示されている。キャビテーションの観点からの別の手法が、Harrisへの米国特許出願公開第2010/0154772号で示されている。この手法では、回転ロータ及びハウジングの内部クロークの螺旋状ループが、ロータの回転の間に、一緒にキャビテーションによる熱生成をもたらす。Fabianの特許である国際公開第2012/164322号A1は、同様のキャビテーション装置を教示している。
欧州特許出願公開第2918945号が、液体を加熱するための方法及び装置を記載している。国際公開第2012/164322号が、加熱された液体を生成するためのキャビテーション機器、及びそれを操作するための手順を記載している。
Other cavitation devices are disclosed in US Pat. No. 6,164,274 to Giebeler, US Pat. No. 6,227,193 to Selivanov, and Russian Patent No. 2,262,644. Another approach from the cavitation point of view is presented in US Patent Application Publication No. 2010/0154772 to Harris. In this approach, the helical loops of the rotating rotor and the inner cloak of the housing together provide cavitational heat generation during rotation of the rotor. Fabian's patent WO2012/164322 A1 teaches a similar cavitation device.
EP-A-2918945 describes a method and apparatus for heating liquids. WO2012/164322 describes a cavitation device for producing heated liquids and a procedure for operating it.

上記の従来技術のシステムは、主としてそれらの概念が2次元的なプロセスとしてキャビテーションプロセスに対処することに起因して、効率的でないこと及び騒音を発生させることを含めた複数の欠点を有する。本発明の1つの狙いは、知られた解決策の欠点及びキャビテーション・デバイスにおける有害なキャビテーショナル効果を排除すること、キャビテーションプロセス内への破壊的な力を排除すること、効率を高めること、並びに3次元ベクトルの手法を通じてキャビテーション騒音を減少させることである。 The prior art systems described above have several drawbacks, including inefficiency and noise generation, primarily due to their concepts addressing the cavitation process as a two-dimensional process. One aim of the present invention is to eliminate the drawbacks of known solutions and deleterious cavitational effects in cavitation devices, eliminate destructive forces into the cavitation process, increase efficiency, and The goal is to reduce cavitation noise through a three-dimensional vector approach.

米国特許第3,720,372号U.S. Pat. No. 3,720,372 米国特許第4,424,797号U.S. Pat. No. 4,424,797 米国特許第2,683,448号U.S. Pat. No. 2,683,448 米国特許第4,779,575号U.S. Pat. No. 4,779,575 米国特許第5,188,090号U.S. Pat. No. 5,188,090 米国特許第5,385,298号U.S. Pat. No. 5,385,298 米国特許第6,164,274号U.S. Pat. No. 6,164,274 米国特許第6,227,193号U.S. Pat. No. 6,227,193 露国特許第2,262,644号Russian Patent No. 2,262,644 米国特許出願公開第2010/0154772号U.S. Patent Application Publication No. 2010/0154772 国際公開第2012/164322号A1WO 2012/164322 A1 欧州特許出願公開第2918945号EP-A-2918945

本発明の1つの目的は、少なくとも1つの機関(engine)と、ハウジングと、加熱すべき液体と、液体内で回転し且つ機関によって駆動される1つ又は複数の多孔性キャビテーション体とを含む、流体浄化に十分な加熱された液体と熱伝達の代替的方法とをもたらすキャビテーション装置である。本発明は、設備の動作のための手順を含む。本発明による解決策は、浄水、HVAC用途、及び熱伝達を必要とする他の類似の処理のために、他の点では有害且つ壊食的なキャビテーションの特徴を有利に排除すると同時に、生成されたキャビテーション気泡を使用して、主に水である液体の熱的状態を変化させる。 One object of the present invention includes at least one engine, a housing, a liquid to be heated, and one or more porous cavitation bodies rotating within the liquid and driven by the engine, A cavitation device that provides a heated liquid sufficient for fluid purification and an alternative method of heat transfer. The present invention includes procedures for the operation of equipment. The solution according to the present invention advantageously eliminates the otherwise detrimental and erosive characteristics of cavitation while producing Cavitation bubbles are used to change the thermal state of liquids, mainly water.

より具体的には、本発明は、狭窄構造(constricting form)がハウジングに導入されることを特徴とし、この狭窄構造は、キャビテーション・ステップ、方向性バンパ及び跳ね返りバンパ、並びに狭窄構造とキャビテーション体との間の加熱すべき流体のための自由狭窄漏斗(free constricting funnel)を含んで、プロセスの完全性に重要な形成されたキャビテーション気泡の速度及び方向の制御、並びにキャビテーションプロセスに関連する破壊的な力の減少/排除を可能にする。キャビテーション・システム全体の複合的な構成要素が、騒音減少及び処理効率を強化するので、キャビテーション設備の使用のための方法もまた、本発明の一部を形成する。 More specifically, the invention is characterized in that a constricting form is introduced into the housing, the constricting structure comprising a cavitation step, a directional bumper and a rebound bumper, and a constriction structure and cavitation body. control of the velocity and direction of formed cavitation bubbles, which are critical to the integrity of the process, and the destructive effects associated with the cavitation process; Allows reduction/elimination of force. Methods for the use of cavitation equipment also form part of the present invention, as the multiple components of the overall cavitation system enhance noise reduction and processing efficiency.

本発明の1つの実施例の分解組立斜視図である。1 is an exploded perspective view of one embodiment of the present invention; FIG. 詳細を示すために一部分が切り取られた図1の装置の頂部の図である。FIG. 2 is a top view of the device of FIG. 1 with portions cut away to show detail; 図2の線IIIに沿った断面図である。Figure 3 is a cross-sectional view along line III of Figure 2; 図3における断面図の拡大した部分の図である。Figure 4 is an enlarged view of the cross-sectional view in Figure 3; 図4の一部分のさらに拡大した図である。Figure 5 is a further enlarged view of a portion of Figure 4; モータ速度に対する吐出位置及びキャビテーション孔の位置、並びに計算された吐出時の流体速度を標準的な2次元の様式で示す図である。FIG. 10 is a diagram in standard two-dimensional fashion of dispense position and cavitation pore position versus motor speed, and calculated fluid velocities during dispense; キャビテーション・ヘッド内の典型的な円筒状流体経路を第3の次元で示す図である。FIG. 3B shows a typical cylindrical fluid path in the cavitation head in the third dimension; キャビテーション孔への流体の一様な吐出速度を提供するためのバンパの互いに対する全体的な配置を3次元で示す図である。FIG. 3D shows in three dimensions the general arrangement of bumpers relative to each other to provide a uniform discharge velocity of fluid to the cavitation holes; 吐出漏斗の入口点における、図8の断面図である。Figure 9 is the cross-sectional view of Figure 8 at the entry point of the discharge funnel ; 吐出漏斗に向かう、図8の断面図である。9 is a cross-sectional view of FIG. 8 looking into the discharge funnel ; FIG. キャビテーションプロセスの速度制御を必要とする温度変化とともに変化する水の物理的特性の表である。1 is a table of physical properties of water that change with temperature changes requiring rate control of the cavitation process. 負の破壊的な力を伴わずに制御された3次元的なキャビテーションプロセスをもたらすための全体的なシステム要件の図である。FIG. 4 is a diagram of overall system requirements to produce a controlled three-dimensional cavitation process without negative destructive forces.

キャビテーション現象、及び、液体を加熱する際にそれを利用することは、従来技術でよく知られている。 The phenomenon of cavitation and its use in heating liquids is well known in the prior art.

キャビテーショナル真空気泡(Cavitational vacuum bubble)は、主に高速度で液体が流れる領域において、液体のうちより低圧の部分内で作り出される。この現象は、主要なポンプ、及び船用プロペラ又は水タービンの付近でよく起こるものであり、回転するプロペラ及び影響を受ける全ての材料の表面を広範囲にわたって壊食する場合がある。 Cavitational vacuum bubbles are created within lower pressure portions of the liquid, primarily in regions of high velocity liquid flow. This phenomenon is common in the vicinity of major pumps and marine propellers or water turbines and can extensively erode the surface of the rotating propeller and all materials affected.

この現象は、振動、及びノックするような騒音を伴い、それにより、流れの形が歪められ、関連する機関の効率が低下する。プロペラ又はタービン羽根を作った材料に関係なく、キャビテーションは、最も硬い合金であろうと文字通りに食いちぎって表面に微小な穴及び空洞を作り出すことにより、それぞれの表面を壊食する。キャビテーションとは、空洞(キャビティ)の生成を意味するので、この現象の名前は、これを起源とするものである。上記の理由から、キャビテーションは通常、排除すべき現象である。 This phenomenon is accompanied by vibrations and knocking noises that distort the shape of the flow and reduce the efficiency of the associated engine. Regardless of the material from which propellers or turbine blades are made, cavitation erodes their respective surfaces by literally tearing through even the hardest alloys, creating microscopic holes and cavities in the surface. Cavitation means the formation of cavities, hence the name of this phenomenon. For the reasons given above, cavitation is usually a phenomenon to be ruled out.

キャビテーショナル真空気泡は、一般に小さく、ほんの数ミリメートルの大きさであり、また、気泡は、高速度の液体流における圧力の急激な低下により、液体の分子間に生成される。気泡は、高圧領域に入ったときに崩壊し、又は、高圧液体の圧力が突然に降下した場合に破裂して、液滴により空間を一様に満たす。液滴及び液滴分子間に小さな空洞が作り出されて、真空気泡を文字通りに作り出す。そのような真空気泡のその後の崩壊は、低い崩壊音及び光の放射を伴う。多量の液体分子の崩壊は、亀裂、縦揺れ、及びゴロゴロいう騒音を発生させる。気泡が崩壊するとき、かなりの熱及び光エネルギーの形で気泡内に蓄えられていたエネルギーが解放される。エネルギーは、様々な周波数で拡散して、付近の分子によって吸収され、それにより、それらの温度が上昇する。言い換えれば、得られる気体は、飽和気体のより高い温度及び圧力が分子付着を破壊する状態に達し、気泡は、突然に分裂することになる。得られる高温は、周囲の流体分子によって吸収され、したがって、流体が加熱される。キャビテーションプロセス中に生じた熱は、いかなる細菌、ウイルス、重金属、及び他の汚染物をも流体から除去するのに十分であり、したがって、さらなる浄化の便益が提供される。実際上、浄化された流体は、3次元的なキャビテーションプロセスを制御するのに最適である。 Cavitational vacuum bubbles are generally small, only a few millimeters in size, and are created between liquid molecules due to a sudden drop in pressure in a high velocity liquid flow. Bubbles collapse when entering a high pressure region or burst when the pressure of the high pressure liquid suddenly drops, filling the space uniformly with droplets. Small cavities are created between the droplets and the droplet molecules, literally creating vacuum bubbles. Subsequent collapse of such a vacuum bubble is accompanied by low collapse sound and light emission. Collapse of large quantities of liquid molecules produces cracking, pitching, and rumbling noises. When the bubble collapses, the energy stored within the bubble is released in the form of significant thermal and light energy. The energy scatters at various frequencies and is absorbed by nearby molecules, thereby raising their temperature. In other words, the resulting gas reaches a state where the higher temperature and pressure of the saturated gas destroys the molecular adhesion, and the bubble suddenly breaks up. The resulting high temperature is absorbed by the surrounding fluid molecules, thus heating the fluid. The heat generated during the cavitation process is sufficient to remove any bacteria, viruses, heavy metals, and other contaminants from the fluid, thus providing additional cleaning benefits. In fact, purified fluids are ideal for controlling three-dimensional cavitation processes.

繰り返すが、液体を加熱するためにこの現象を利用することは、何年も前から知られている。しかし、液体を加熱するために(例えば電気エンジンによって動かされる回転体を使用することにより)キャビテーションを生じさせることは、電力を直接使用することにより液体を加熱することに比べて間接的により高額になってきた。また一方では、他の経済的な動力源(例えばタービン機関、ガソリン機関、又はディーゼル機関等)が何らかの方法で利用可能であるならば、状況は異なる。そのような動力源を使用することにより、浄化及び加熱された液体が、直接作り出され得る。 Again, the exploitation of this phenomenon to heat liquids has been known for many years. However, inducing cavitation (e.g., by using a rotating body driven by an electric engine) to heat a liquid is indirectly more expensive than heating the liquid by using electrical power directly. It's becoming On the other hand, the situation would be different if other economical sources of power (such as turbine engines, gasoline engines, or diesel engines) were somehow available. By using such a power source, purified and heated liquid can be produced directly.

閉じたシステム内で流体を選択した高速度で循環させて、狭まっているチャネルを通過させる、上記のGriggs特許で示されているようなシステムでは、流体は、拡大しているセクション(キャビテーション孔)内に突然に導入され、キャビテーションを引き起こすために必要な減圧が起こる。 In a system such as that shown in the Griggs patent above, in which a fluid is circulated at selected high velocities in a closed system and passed through a narrowing channel, the fluid passes through an expanding section (cavitation pore). The pressure is suddenly introduced into the atmosphere and the pressure required to cause cavitation occurs.

キャビテーションは、一般に、その破壊的な特性、過度の熱発生、高い吐出圧力、及び騒音に起因して、有害な現象である。しかし、本発明は、回転キャビテーショナル体(rotating cavitational body)と回転キャビテーショナル体を収容するハウジングの内部表面との間に、また場合により回転キャビテーショナル体の内部表面と2次的な固定された(静止)ロータ・ヘッドとの間に狭窄部又は障害物を設置することにより、改善されたキャビテーショナル装置を作ることができるという理解に基づく。この場合、真空気泡が連続的に破裂することが確実になる。障害物又は狭窄部を含むハウジングの内部を設計することにより、加熱すべき液体が、破裂の際に孔内の真空気泡を包囲し、キャビテーションによる騒音を減少させることができ、キャビテーションの有害作用を軽減又は排除することができる。 Cavitation is generally a detrimental phenomenon due to its destructive properties, excessive heat generation, high discharge pressures, and noise. However, the present invention provides a secondary fixed body between the rotating cavitational body and the interior surface of the housing containing the rotating cavitational body, and optionally the interior surface of the rotating cavitational body. Based on the understanding that an improved cavitational device can be created by placing a constriction or obstacle between the (stationary) rotor head. In this case, it is ensured that the vacuum bubble continuously bursts. By designing the interior of the housing with obstructions or constrictions, the liquid to be heated can surround the vacuum bubbles in the pores upon rupture, reducing noise due to cavitation and eliminating the detrimental effects of cavitation. can be reduced or eliminated.

本発明は、1つの態様では、少なくとも1つの機関と、ハウジングと、加熱すべき液体、加熱すべき液体内で回転し且つ機関によって駆動される回転キャビテーション体(rotating cavitation body)とを含む、加熱及び浄化された液体を作り出すキャビテーション装置である。機関は、電気機関であってよいが、蒸気機関若しくは内燃機関、又はタービンの回転シャフトもまた、キャビテーション設備を駆動するために使用され得る。固定されたロータ・ヘッドが、回転キャビテーション体の内側に配置されて、第2の液体加熱ゾーンを形成し得る。本発明はまた、装置の動作のための方法を含み、この方法は、大まかには、例えば水である流体をキャビテーション目的のための装置に供給することと、当技術分野において知られるように加熱された流体をその後使用することとを伴う。望ましい流体は水であるが、本装置は、要望があれば、任意の流体を加熱及び浄化するために使用され得る。 The present invention, in one aspect, provides a heating system comprising at least one engine, a housing, a liquid to be heated, a rotating cavitation body rotating within the liquid to be heated and driven by the engine. and a cavitation device that produces a purified liquid. The engine may be an electric engine, but a steam or internal combustion engine, or a rotating shaft of a turbine may also be used to drive the cavitation installation. A stationary rotor head may be positioned inside the rotating cavitation body to form a second liquid heating zone. The present invention also includes a method for operation of the device, which generally comprises supplying a fluid, e.g. water, to the device for cavitation purposes and heating as is known in the art. and subsequent use of the fluid. The preferred fluid is water, but the device can be used to heat and purify any fluid if desired.

本発明の利点は、回転キャビテーション体と、存在するのであればロータ・ヘッドとに、キャビテーション孔を有することによって拡大される。回転キャビテーショナル体の場合、Griggs特許に見られるように、その外部表面にキャビテーショナル孔が付けられる。孔、及び回転キャビテーショナル体と周囲のハウジングとの間のチャンバは、キャビテーショナル・フロー・ゾーン(cavitational flow zone)を形成する。固定されたロータ・ヘッドを使用する実施例では、ロータ・ヘッドの外部表面にも、回転キャビテーショナル体の内表面に面するようにキャビテーション孔が付けられ、よってそれは全体的にリング形状にされる。これは、回転キャビテーショナル体の内側とロータ・ヘッドとの間に追加の液体キャビテーショナル・フロー・ゾーンを作り出して、流体のキャビテーションを強化する。 The advantages of the present invention are magnified by having cavitation holes in the rotating cavitation body and, if present, in the rotor head. In the case of a rotating cavitational body, its outer surface is provided with cavitational holes, as seen in the Griggs patent. The holes and chambers between the rotating cavitational body and the surrounding housing form a cavitational flow zone. In embodiments using a fixed rotor head, the outer surface of the rotor head is also cavitation perforated to face the inner surface of the rotating cavitational body so that it is generally ring-shaped. . This creates an additional liquid cavitational flow zone between the inside of the rotating cavitational body and the rotor head to enhance fluid cavitation.

本発明の1つの実施例が、図1~10に示されている。装置は、参照番号10で表されており、且つ、外部モータ1を含み、この外部モータ1は、シャフト・シール7を含む直結駆動シャフト3を通じて回転キャビテーショナル体又は外側ロータ5を回転させるために使用される。シャフト3は、ハウジング9の端部8にある開口部6と、外側ロータ5にある開口部12とを貫通して延在する。外側ロータ5は、任意の変速段数で回転されてもよく、これは、加熱されている流体の粘性に依存する。流体の最適なキャビテーションを発生させるための典型的な速度は、2500~4000rpmであり、そのような速度は、Griggs特許で開示されている速度に似ている。しかし、Griggs特許を改良するために、また、キャビテーション孔33、37へ吐出されるキャビテーション気泡を3次元において正確に配置するために、モータ速度は、方向性バンパ及び跳ね返りバンパに加えて可変速度制御装置301を使用することにより、装置10に対して調整される。これは、装置10の吐出ゾーンにおける流体の水平速度V、垂直速度V、及び3次速度Vを決定する正確なシャフト速度Sを生じさせるのに極めて重要である。流体は、吐出漏斗内で圧縮され、向きを付けられて、特定の速度Fで解放されるが、この特定の速度Fは、任意の特定のモータ速度において所与のキャビテーション・ヘッドを用いてキャビテーション吐出ゾーンの実際の数を決定する際に、キャビテーション・ゾーン間の物理的アーク長L(図6)によって決定される。流体の速度Fは調整され得るので、流体分子が経路Lに沿って移動するのに要する時間を判定することができ、また、吐出ゾーン31、35における流体の水平成分及び垂直成分を算出することができる。曲線運動水平速度は、関数V=d/dとして決定され、垂直速度は、関数V=d/dとして決定され、3次速度は、関数V=d/dとして決定される。方向性バンパ及び跳ね返りバンパは、d成分を排除することにより3次速度Vをゼロにするように設計されており、したがって、d及びdの値を求めることにより、調整のための時間(すなわち、モータ速度)に関して、キャビテーション33、37の位置及び孔間の距離Bを決定することができる。図6は2つのキャビテーション孔のみ示しているが、キャビテーション孔は図3に示されるように外側ロータの外周に沿って延在するはずであることが、理解されるべきである。 One embodiment of the invention is shown in FIGS. 1-10. The apparatus is indicated by reference numeral 10 and includes an external motor 1 for rotating a rotating cavitational body or outer rotor 5 through a direct drive shaft 3 including a shaft seal 7. used. The shaft 3 extends through an opening 6 in the end 8 of the housing 9 and an opening 12 in the outer rotor 5 . The outer rotor 5 may be rotated in any number of gears, depending on the viscosity of the fluid being heated. Typical speeds for optimal cavitation of fluids are 2500-4000 rpm, such speeds being similar to those disclosed in the Griggs patent. However, in order to improve upon the Griggs patent, and to precisely position the cavitation bubbles ejected into the cavitation holes 33, 37 in three dimensions, the motor speed is variable speed control in addition to the directional and rebound bumpers. By using the device 301 it is adjusted to the device 10 . This is extremely important in producing the correct shaft velocity S V which determines the horizontal velocity V X , vertical velocity V Y , and tertiary velocity V Z of the fluid in the discharge zone of the device 10 . Fluid is compressed in the discharge funnel, directed, and released at a particular velocity FV , which can be obtained with a given cavitation head at any particular motor speed. In determining the actual number of cavitation ejection zones, it is determined by the physical arc length L A (FIG. 6) between the cavitation zones. The velocity FV of the fluid can be adjusted so that the time required for the fluid molecules to travel along the path LA can be determined and the horizontal and vertical components of the fluid in the ejection zones 31, 35 can be calculated. can do. Curvilinear motion horizontal velocity is determined as the function V x =d x /d 1 , vertical velocity is determined as the function V y =d y /d 1 , cubic velocity is determined as the function V Z =d z /d 1 is determined as The directional and rebound bumpers are designed to nullify the 3rd order velocity Vz by eliminating the dz component, so by determining the values of dx and dy , With respect to time (ie motor speed), the positions of the cavitation 33, 37 and the distance BA between the holes can be determined. Although FIG. 6 shows only two cavitation holes, it should be understood that the cavitation holes should extend along the outer circumference of the outer rotor as shown in FIG.

内部軸受を有さないロータ・ハウジング9が設けられる。内部軸受の存在は、この設計と同様にFabian特許の重大な故障モードであり、軸受は、キャビテーションプロセス中に軸受への流体の熱伝達によって直接影響を受ける。したがって、モータ1のシャフト3は、ハウジング9を貫通して延在し、且つ、片持ち梁(カンチレバー)式の構成で、回転のために外側ロータ5を支持する。モータは、シャフト3がハウジング9を貫通して延在するときに釣り合いのとれた外側ロータ5を支持するために、通常よりも長いシャフト3と、モータ内の内部軸受とを有する。ハウジング9は、外側ロータ5を受け入れる形状とされた空洞11を形成する。従来型のシャフト・シール(図示せず)が、封止目的のためにモータ・シャフト3とハウジング9との間に位置決めされる。モータ・シャフトの片持ち梁式の配置、及びシャフト支持のためにモータに関連付けられている軸受により、従来技術のデバイスにおける軸受破損の問題が排除される。 A rotor housing 9 without internal bearings is provided. The presence of internal bearings is a significant failure mode in the Fabian patent as well as in this design, the bearings being directly affected by fluid heat transfer to the bearings during the cavitation process. The shaft 3 of the motor 1 thus extends through the housing 9 and supports the outer rotor 5 for rotation in a cantilevered configuration. The motor has a longer than normal shaft 3 and internal bearings within the motor to support a balanced outer rotor 5 as the shaft 3 extends through the housing 9 . The housing 9 forms a cavity 11 shaped to receive the outer rotor 5 . A conventional shaft seal (not shown) is positioned between motor shaft 3 and housing 9 for sealing purposes. The cantilevered arrangement of the motor shaft and the bearings associated with the motor for shaft support eliminate the problem of bearing failure in prior art devices.

動作にあたっては、流体、例えば水が、装置10の動作中に流体に対して最適に調整されたモータの速度に基づく割合で空洞11内に導入される。外側ロータ5がハウジング内に位置決めされている場合、外側ロータ5の外表面13が、ハウジング9の内表面15に面する。間隙17が、これら2つの表面13と15との間に存在し、この間隙17は、3つの側方キャビテーション・ゾーン215からなる、装置10のための1つの流体加熱ゾーンになる。 In operation, a fluid, such as water, is introduced into cavity 11 at a rate based on the speed of the motor optimally adjusted for the fluid during operation of device 10 . The outer surface 13 of the outer rotor 5 faces the inner surface 15 of the housing 9 when the outer rotor 5 is positioned within the housing. A gap 17 exists between these two surfaces 13 and 15 and this gap 17 becomes one fluid heating zone for the device 10 consisting of three lateral cavitation zones 215 .

図1~10の実施例では、加熱ゾーン17及び加熱ゾーン25のための同様の構成のための3つの吐出ゾーン31の3つのセットのために、6つの流体加熱ゾーンが存在し、そのため、合計18個のキャビテーション吐出ゾーン215が存在する。この数は、選択されたモータ速度に一致した追加的なアーク長Lに合わせてキャビテーション・ヘッドの大きさを変更することにより、増減され得る。これは、2次ロータ・ヘッド19を特定の回転ピッチ又は構成で設けることによって達成され、また、2次ロータ・ヘッド19は、流体内のエネルギーを高めるために外側ロータ5に類似した物理的特性を有する。ロータ・ヘッド19の外表面21が、外側ロータ5の内表面23に面し、それらの間に間隙が存在する。この間隙は、装置10の別の流体加熱ゾーン25を形成する。 1-10, there are six fluid heating zones for three sets of three discharge zones 31 for a similar configuration for heating zone 17 and heating zone 25, so that There are a total of 18 cavitation ejection zones 215 . This number can be increased or decreased by resizing the cavitation head for additional arc length LA consistent with the selected motor speed. This is accomplished by providing the secondary rotor head 19 with a specific rotational pitch or configuration, and the secondary rotor head 19 has similar physical properties to the outer rotor 5 to enhance the energy within the fluid. have An outer surface 21 of rotor head 19 faces an inner surface 23 of outer rotor 5 with a gap therebetween. This gap forms another fluid heating zone 25 of the device 10 .

ハウジング・カバー27も設けられる。ハウジング・カバー27は、ロータ・ヘッド19及び外側ロータ5を含む封止されたキャビテーション・チャンバを形成するために、任意の知られた固定技法を使用してハウジング9と嵌合する。ロータ・ヘッド19は、ロータ・ヘッド19の外部の又は外側の表面21と外側ロータ5の内表面23との間に第2の流体加熱ゾーンとして間隙25を作り出すために、任意の従来の方法でハウジング・カバー27に取り付けられる。取付けの一例として、開口部26が、適切な固定具とともに使用され得る。 A housing cover 27 is also provided. Housing cover 27 mates with housing 9 using any known fastening technique to form a sealed cavitation chamber containing rotor head 19 and outer rotor 5 . The rotor head 19 is heated in any conventional manner to create a gap 25 as a second fluid heating zone between the outer or outer surface 21 of the rotor head 19 and the inner surface 23 of the outer rotor 5 . Attached to housing cover 27 . As an example of attachment, opening 26 may be used with appropriate fasteners.

外側ロータ5及びロータ・ヘッド19並びにハウジング9及びカバー27のために選択される材料は、最適な性能及び安全性を目指して選択される。ハウジング9及びカバー27のための材料の例には、ポリマー、例えばポリアミドが含まれる。外側ロータ5及びロータ・ヘッド19は、アルミニウム若しくはその合金又はステンレス鋼のような金属材料から作られ得る。 The materials selected for outer rotor 5 and rotor head 19 and housing 9 and cover 27 are selected for optimum performance and safety. Examples of materials for housing 9 and cover 27 include polymers such as polyamide. The outer rotor 5 and rotor head 19 can be made from a metallic material such as aluminum or its alloys or stainless steel.

加熱又は浄化すべき流体は、ハウジング・カバー27上に配置された取入れ口29を通じてキャビテーション装置10へ導入される。取入れ口29の位置は変更することができるが、固定された内部ロータ・ヘッド19と外側ロータ5との間の第2の流体加熱ゾーン25(図4参照)に流体が入るように位置決めされることが好ましい。 Fluid to be heated or purified is introduced into cavitation device 10 through inlet 29 located on housing cover 27 . The position of the intake 29 can vary, but is positioned so that the fluid enters a second fluid heating zone 25 (see FIG. 4) between the fixed inner rotor head 19 and the outer rotor 5. is preferred.

キャビテーション・ゾーン17及び25は、最適なキャビテーションが起こることを可能にする、特別な特徴を有する。図8は、これらの特徴の位置を示す。ロータ・ハウジング9の内表面15、及び外側ロータ5の内表面23は、方向性バンパ201及び203、並びに跳ね返りバンパ202及び204をそれぞれ有して、方向経路(direction path)上の水をこれらのそれぞれにある傾斜路セクション31及び35へ導く。これらの表面の方向性バンパ201及び203はより長く、一方で跳ね返りバンパ202及び204は長さがより短くて、3次図である図7に示されているような自然の流体方向Fに沿って水が傾斜路ゾーン31及び35へ導かれることを可能にする。これらのバンパの各組は、内側の列が中央の列に対してオフセット212する一方で中央の列が外側の列に対してオフセット213した状態でオフセットしていて、流体分子が円筒状の動きで移動する時間の変化に対応し、それにより、キャビテーション孔33及び37の位置を決定する際にキャビテーション・ゾーンの速度成分V、V、及びVをもたらす。これは、内部ロータ21及び外側ロータ5が標準的な製造プロセスに従うことを可能にする。 Cavitation zones 17 and 25 have special features that allow optimum cavitation to occur. FIG. 8 shows the location of these features. The inner surface 15 of the rotor housing 9 and the inner surface 23 of the outer rotor 5 have directional bumpers 201 and 203 and rebound bumpers 202 and 204, respectively, to direct water on its direction path. leading to ramp sections 31 and 35, respectively. These surface directional bumpers 201 and 203 are longer, while rebound bumpers 202 and 204 are shorter in length and in the natural fluid direction Fd as shown in the cubic view of FIG. allow water to be directed along to the ramp zones 31 and 35 . Each set of these bumpers is offset with the inner row offset 212 with respect to the central row while the central row is offset 213 with respect to the outer row so that the fluid molecules undergo cylindrical motion. , resulting in cavitation zone velocity components V X , V Y , and V Z in determining the positions of cavitation holes 33 and 37 . This allows the inner rotor 21 and the outer rotor 5 to follow standard manufacturing processes.

さらに、吐出流体経路が3次元的であることを可能にすることは、キャビテーショナル孔33及び37の配置及び形成に関する幾何学的な製造上の問題を提示し、キャビテーション孔33及び37への流体の2次元的な吐出を促進するために、方向性バンパ201及び203並びに跳ね返りバンパ202及び204の垂直断面210、211が設けられる。キャビテーション孔33及び37は、3次速度Vがゼロにされているので、吐出ゾーン215とキャビテーション孔33、37との間の距離が流体の速度Fと直接相関するように、2次元平面に配置される。吐出流体をキャビテーション孔33及び37の配列に対して正確に配置することにより、破壊性のキャビテーション気泡は、キャビテーション孔を含まないセクションにおいて制御できずに解放されることを防がれる。これは、方向性バンパ201と跳ね返りバンパ202との間の漏斗ゾーン205における外側ロータ5の内表面23の形状によって達成される。この傾斜した表面は、装置10の中心の長手軸Aから測定したときの径方向距離によって示される螺旋形状を有する。図3を参照すると、装置の中心軸上の点から測定された1つの半径Rは、別の半径R4未満である。この外側ロータ5の内表面23の半径及び螺旋形状における違いが、波状傾斜路(wave ramp)31を作り出す。この構成は、波状傾斜路31においてキャビテーション真空気泡の形成に重要な圧力差をもたらす。 Furthermore, allowing the ejected fluid path to be three-dimensional presents geometrical manufacturing issues regarding the placement and formation of cavitational holes 33 and 37, and the fluid flow into cavitational holes 33 and 37. Vertical cross-sections 210, 211 of directional bumpers 201 and 203 and rebound bumpers 202 and 204 are provided to facilitate two-dimensional ejection of . Cavitation holes 33 and 37 have their tertiary velocity VZ zeroed so that the distance between discharge zone 215 and cavitation holes 33, 37 is directly correlated to fluid velocity FV . placed in By precisely positioning the dispensed fluid relative to the array of cavitation holes 33 and 37, destructive cavitation bubbles are prevented from uncontrolled release in sections that do not contain cavitation holes. This is achieved by the shape of the inner surface 23 of the outer rotor 5 in the funnel zone 205 between the directional bumper 201 and the rebound bumper 202 . This sloping surface has a helical shape indicated by the radial distance as measured from the central longitudinal axis A of the device 10 . Referring to FIG. 3 , one radius R3 measured from a point on the central axis of the device is less than another radius R4. This difference in radius and helical shape of the inner surface 23 of the outer rotor 5 creates a wave ramp 31 . This configuration provides a significant pressure differential for cavitation vacuum bubble formation in the wavy ramp 31 .

ロータ・ヘッド外表面21は、所与の深さ及び周囲長の、離間された複数のキャビテーション孔を有して構成される。孔33は、外側ロータ5の内表面23の波状傾斜路31及び螺旋形状と協働して、ロータ・ヘッド19のキャビテーション孔33の規則的配列において連続的且つ成長する真空気泡の発生を引き起こす。流体のキャビテーションプロセスを通して、ロータ・ヘッド19又はキャビテーション孔33への破壊的な影響を実質的に伴わずに、熱が生成される。動作中、外側ロータ5は、時計方向に回転している(図4参照)。流体は、外側ロータ5の回転サイクル中に圧縮され、流体キャビテーション・ゾーン25及び17において圧力が上昇する。波状傾斜路31及び35への入口は、急速な圧力損失を生じさせる膨張領域(area of expansion)を提供し、また、この減圧は、キャビテーション気泡の形成並びにその後のキャビテーション孔33及び37での破裂を可能にする。 The rotor head outer surface 21 is configured with a plurality of spaced apart cavitation holes of given depth and perimeter. The holes 33 cooperate with the undulating ramp 31 and helical shape of the inner surface 23 of the outer rotor 5 to cause continuous and growing vacuum bubbles in the regular array of cavitation holes 33 in the rotor head 19 . Heat is generated through the fluid cavitation process with substantially no destructive effect on the rotor head 19 or cavitation holes 33 . During operation, the outer rotor 5 rotates clockwise (see FIG. 4). The fluid is compressed during the rotation cycle of the outer rotor 5 and pressure builds up in the fluid cavitation zones 25 and 17 . The entrances to the wavy ramps 31 and 35 provide an area of expansion that causes a rapid pressure loss and this decompression also leads to the formation of cavitation bubbles and their subsequent rupture at cavitation holes 33 and 37. enable

流体は、ゾーン25に入った後、外側ロータ5の後面36にある複数のポート34を通ってゾーン25から出る。この出て行く流体は、次いで、ハウジング1の内側表面15と外側ロータ5の外表面13との間の空間内に形成された他方の流体キャビテーション・ゾーン17に入る。要するに、流体は、2次キャビテーションプロセスに導入されるが、この2次キャビテーションプロセスは、回転する流体の流れ方向からすると、ロータ・ヘッド外表面21と外側ロータ5の内表面23との間のゾーン25において生じる第1のキャビテーションプロセスとは方向が反対である。 After entering zone 25 , fluid exits zone 25 through a plurality of ports 34 in rear face 36 of outer rotor 5 . This exiting fluid then enters another fluid cavitation zone 17 formed in the space between the inner surface 15 of the housing 1 and the outer surface 13 of the outer rotor 5 . In short, the fluid is introduced into the secondary cavitation process, which, in the direction of flow of the rotating fluid, is located in the zone between the rotor head outer surface 21 and the inner surface 23 of the outer rotor 5. Opposite in direction to the first cavitation process occurring at 25 .

ハウジング1は、図3に示された径方向の違いによって形成された対応する波状傾斜路35を有して、その内表面15上に同様の螺旋構造を備える。つまり、半径R1は、方向性バンパ203と跳ね返りバンパ204との間の漏斗ゾーン20内に波状傾斜路35を形成するように、半径R3未満である。 The housing 1 has a similar helical structure on its inner surface 15 with corresponding undulating ramps 35 formed by radial differences shown in FIG. That is, radius R1 is less than radius R3 so as to form a wavy ramp 35 within funnel zone 205 between directional bumper 203 and rebound bumper 204. FIG.

外側ロータ5は、ロータ・ヘッド19にあるものと同様のキャビテーション孔37を含む。 Outer rotor 5 includes cavitation holes 37 similar to those in rotor head 19 .

第1の加熱ゾーン25から出て行く流体は、第2の加熱ゾーン又はキャビテーション・ゾーン17内へ導入される。その中で回転している流体は、次いで、ロータ・ヘッド19にある孔33内へ流体が導入されるのと同じように、外側ロータ・キャビテーション孔37の規則的配列内へ導入される。チャンバ17と25との間の違いは、波状傾斜路31及び35の向きである。波状傾斜路35は、波状傾斜路31とは逆向きに構成される。 Fluid exiting the first heating zone 25 is introduced into the second heating zone or cavitation zone 17 . The fluid rotating therein is then introduced into a regular array of outer rotor cavitation holes 37 in the same manner as fluid is introduced into holes 33 in rotor head 19 . The difference between chambers 17 and 25 is the orientation of wavy ramps 31 and 35 . The wavy ramp 35 is configured in the opposite direction to the wavy ramp 31 .

言い換えれば、また、図3を参照すると、増大する半径の螺旋は、外側ロータ5の表面23の場合、短い半径Rからより長い半径R4まで、時計方向に移動する。ハウジング9の表面15の場合、増大する半径は、短い半径R1からより長い半径R3まで、半時計方向に移動する。これは、波状傾斜路31及び35の面が互いに逆向きであることを意味する。図5を参照すると、波状傾斜路35は、直角の配置で示されている面39を有する。しかし、面39は、角度を付けられてもよい。螺旋構造は、最大限の真空気泡生成と、結果として生じる、熱を発生させる気泡破裂とを保証する。ゾーン17及び25の釣り合いのとれた2重のキャビテーションプロセスは、同時に起こる。したがって、モータ及び外側ロータ5の1回の回転サイクルを通じて、流体は、キャビテーションのために2回処理される。 In other words, also referring to FIG. 3, the spiral of increasing radius moves clockwise for the surface 23 of the outer rotor 5 from a short radius R3 to a longer radius R4. For surface 15 of housing 9, the increasing radius moves counter-clockwise from short radius R1 to longer radius R3. This means that the faces of the wavy ramps 31 and 35 are opposite each other. Referring to FIG. 5, wavy ramp 35 has faces 39 shown in a perpendicular arrangement. However, surface 39 may be angled. The helical structure ensures maximum vacuum bubble generation and consequent heat generating bubble bursting. The balanced dual cavitation processes in zones 17 and 25 occur simultaneously. Thus, during one rotation cycle of the motor and outer rotor 5, the fluid is processed twice due to cavitation.

主要な波状傾斜路31及び35が休止状態では図3に示されるように位置合わせされることも、キャビテーション加熱プロセスにとって望ましい。つまり、波状傾斜路31及び35は、6時位置にある。 It is also desirable for the cavitational heating process that the main undulating ramps 31 and 35 are aligned as shown in FIG. 3 at rest. That is, the wavy ramps 31 and 35 are at the 6 o'clock position.

ハウジング1は固定され、装置は軸Aが水平であるように位置決めされるはずであるので、波状傾斜路35をこの位置にすることは問題ではない。そのモータ接続により移動し得る外側ロータ5の波状傾斜路31をこの位置にするためには、1つの方法は、モータ1が動力を提供していないときに外側ロータ5が内側の波状傾斜路31及び外側の波状傾斜路35に対して適切な始動位置へ戻るように、複数の出口ポート34により外側ロータ5の釣り合いをとることである。この始動位置により、プロセス内での流体の最大限の熱生成が達成される。外側ロータの波状傾斜路位置は、6時位置からどちらかの側へ90度の高さにでも異なり得るが、望ましい始動位置から変更した場合、キャビテーション効率は低下する。波状傾斜路31及び35が6時位置にあることも好ましいが、これは、プライミングの観点から、装置の起動を促進するためである(装置は、液体キャビテーション・デバイスとして機能するだけではなく、装置10内に引き込み且つその液体を吐出するポンプとしても機能するので、入力口29は、波状傾斜路31と位置合わせされる。6時位置から3時又は9時のどちらかに向かう変更は、傾斜路での圧力降下を減少させ、且つ/又はキャビテーションを減少させる。アーク長Lを変更することと併せて、キャビテーション・ゾーン215のこの配置を3時位置又は9時位置などの代替的な位置へ変えることにより、キャビテーション・デバイスは、キャビテーション・デバイスの非破壊的性質を維持しながら、流体の熱を吸収し且つ冷却効果をもたらした。 Since the housing 1 is fixed and the device should be positioned so that the axis A is horizontal, this position of the wavy ramp 35 is not a problem. In order to bring the wavy ramp 31 of the outer rotor 5, which may be moved by its motor connection, to this position, one method is that the outer rotor 5 is on the inner wavy ramp 31 when the motor 1 is not providing power. and balancing the outer rotor 5 with a plurality of outlet ports 34 to return to the proper starting position against the outer wavy ramp 35 . This starting position achieves maximum heat generation of the fluid in the process. The wavy ramp position of the outer rotor can vary as high as 90 degrees to either side of the 6 o'clock position, but cavitation efficiency is reduced when deviating from the desired starting position. It is also preferred that the wavy ramps 31 and 35 are at the 6 o'clock position, but this is to facilitate activation of the device from a priming point of view (the device not only functions as a liquid cavitation device, but also Input port 29 is aligned with wavy ramp 31, as it also functions as a pump to draw into and expel the liquid into 10. Change from 6 o'clock to either 3 o'clock or 9 o'clock is a ramp. Reduce pressure drop across the channel and/or reduce cavitation.In conjunction with changing the arc length LA , this placement of the cavitation zone 215 can be moved to alternate positions such as the 3 o'clock or 9 o'clock positions. By changing to a cavitation device, the cavitation device absorbed the heat of the fluid and provided a cooling effect while maintaining the nondestructive properties of the cavitation device.

次いで、キャビテーションされている流体は、カバー9にある出口ポート41を通って低圧(<1気圧)でキャビテーション装置10から離れる。最大限の効率を得るために、また、キャビテーションの破壊的要素を排除するために、全体のシステムが、最小限として、可変速度モータ制御装置301、吐出水撃槽(discharge water hammer tank)303、及び引込み貯蔵槽304を含むべきである。吐出水撃槽303は、加熱水の適切な騒音制御を保証する12~15psiに設定され、一方で、引込み貯蔵槽304は、キャビテーション装置10が周囲流体流れにおいて動作することを可能にする。各流体の物理的性質は、水に対する図9のチャートに示されているように、温度上昇に対して変化するので、キャビテーションプロセスを確実にする速度制御のためにモータ速度が絶えず調節されること、特に、吐出ゾーン215からキャビテーション孔33、37までの距離が制御されることが、重要である。任意の所与の温度又は他の変化における流体の物理的特性に合わせてモータ速度を調整することにより、それは、漏斗ゾーン205からキャビテーション孔33、37までの距離が非破壊的キャビテーションのために維持されることを保証する。追加の制御盤302が、キャビテーション装置10の取入れ口及び出力口のプローブ307において流体温度を監視することにより、プロセス下の流体に対するキャビテーションプロセスの最適化を保証する。また、浄化などの特定の用途に向けてシステム性能を高めるために、制御弁306が渡り配管(クロスオーバ管)308とともに配備され得る。加熱された流体は、加熱された流体を用いる任意の知られた用途で使用され得る。 The fluid being cavitated then leaves cavitation device 10 at low pressure (<1 atmosphere) through outlet port 41 in cover 9 . For maximum efficiency and to eliminate the destructive elements of cavitation, the overall system should include, as a minimum, a variable speed motor controller 301, a discharge water hammer tank 303, and lead-in reservoir 304 . Outlet water hammer tank 303 is set at 12-15 psi to ensure adequate noise control of the heating water, while incoming reservoir 304 allows cavitation device 10 to operate in ambient fluid flow. Since the physical properties of each fluid change with increasing temperature, as shown in the chart of FIG. 9 for water, the motor speed should be constantly adjusted for speed control to ensure the cavitation process. In particular, it is important that the distance from the discharge zone 215 to the cavitation holes 33, 37 is controlled. By adjusting the motor speed to the physical properties of the fluid at any given temperature or other change, it ensures that the distance from the funnel zone 205 to the cavitation holes 33, 37 is maintained for non-destructive cavitation. guarantee that it will be An additional control board 302 monitors the fluid temperature at the inlet and outlet probes 307 of the cavitation device 10 to ensure optimization of the cavitation process for the fluid under process. Also, a control valve 306 may be deployed with a crossover pipe 308 to enhance system performance for certain applications such as purification. The heated fluid can be used in any known application that uses heated fluids.

本発明は、従来技術のキャビテーション加熱装置における知られた問題を伴わずにキャビテーション流体加熱装置を有するという目的が、回転する外側ロータ表面13とハウジング9の内表面15との間の波状傾斜路35、方向性バンパ203、及び跳ね返りバンパ204、並びにロータ・ヘッド外表面21と外側ロータ内表面23との間の波状傾斜路31、方向性バンパ201、及び跳ね返りバンパ202といった同様の狭窄部又は障害物を含んでゾーン又はチャンバ17及び25内に狭窄構造又は障害物を有することによって達成することができるという認識に基づくものである。ハウジング1の内部表面15及び外側ロータ5の内部表面23をこのように設計することにより、真空気泡が破裂することが継続的に確実とされ得る。加熱すべき液体を流し込む螺旋状の表面15及び23、方向性バンパ201及び203、並びに跳ね返りバンパ202及び204を設計することにより加熱すべき液体が破裂の際に孔内で真空気泡を包囲することを確実にすることにより、例えば構成部品の腐食などのキャビテーションの他の有害な影響を軽減又は排除することの他に、キャビテーショナル騒音が減少する。 The present invention has the purpose of having a cavitational fluid heating system without the known problems of prior art cavitational heating systems. , directional bumper 203 , and rebound bumper 204 , and similar constrictions or obstacles such as wavy ramp 31 , directional bumper 201 , and rebound bumper 202 between rotor head outer surface 21 and outer rotor inner surface 23 . It is recognized that this can be achieved by having constrictive structures or obstructions within the zones or chambers 17 and 25, including the . By designing the inner surface 15 of the housing 1 and the inner surface 23 of the outer rotor 5 in this way, it can be continuously ensured that the vacuum bubble bursts. The design of the spiral surfaces 15 and 23 that channel the liquid to be heated, the directional bumpers 201 and 203, and the rebound bumpers 202 and 204 to surround the vacuum bubble within the hole when the liquid to be heated bursts. In addition to mitigating or eliminating other detrimental effects of cavitation, such as corrosion of components, cavitational noise is reduced by ensuring .

Fabianの設計に対する重要なバリエーションでは、図1~10の2つのチャンバ又はゾーンの設計は、それが単に1つのチャンバの設計であり且つ単一の駆動モータにより全ての便益を有してなおも機能することが、理解されるべきである。したがって、ロータ・ヘッド6は、キャビテーション孔を含まずに作られて、ハウジング1と外側ロータ5との間のゾーン17へ液体を供給するための導管としてのみ機能してもよい。なおもさらなる実施例では、ロータ・ヘッド6は、キャビテーション孔37を含む外側ロータ5、特別に構成された内表面15を含むハウジング9、並びに適切な入口ポート及び出口ポートのみが流体を加熱するために相互作用するように、除外され得る。本発明のこの翻案は、所望の用途に固有のエネルギー効率のためのキャビテーション装置10に適応可能な様々なモータ・サイズにより、多様なサイズの応用構成を可能にする。 In a significant variation on Fabian's design, the two chamber or zone design of FIGS. It should be understood that The rotor head 6 may thus be made without cavitation holes and serve only as a conduit for supplying liquid to the zone 17 between the housing 1 and the outer rotor 5 . In a still further embodiment, the rotor head 6 comprises an outer rotor 5 including cavitation holes 37, a housing 9 including a specially configured inner surface 15, and appropriate inlet and outlet ports for heating the fluid. can be excluded so as to interact with This adaptation of the invention allows for a wide variety of sized applications, with a variety of motor sizes adaptable to the cavitation device 10 for energy efficiency specific to the desired application.

単一チャンバの装置は、従来技術のデバイスのキャビテーションに関連する問題の多くを伴わずに加熱された液体を提供するが、固定されたロータ・ヘッド19とともに外側ロータが設置され、ロータ・ヘッド19の外部表面に追加のキャビテーショナル孔33が付けられる、図1~10の実施例を用いることがより有利である。この構成と、関連するシステム構成要素とを一緒にすると、エネルギー利用のエネルギー消費に対する比を著しく増大させてロータ・ポンプが熱エネルギーを生成することが可能になるとともに、音波(sonic sound wave)(騒音)、軸受破損、及び高吐出圧力エネルギー損失などの従来のシステムの慣例的な問題を克服することが可能になる。 The single-chamber apparatus provides heated liquid without many of the problems associated with cavitation in prior art devices, but the outer rotor is mounted with a fixed rotor head 19 and the rotor head 19 It is more advantageous to use the embodiment of FIGS. 1-10, in which additional cavitational holes 33 are applied to the outer surface of the. This configuration, together with the associated system components, allows the rotor pump to produce thermal energy with a significantly increased ratio of energy utilization to energy consumption, as well as a sonic sound wave ( noise), bearing failure, and high discharge pressure energy loss, which are typical problems of conventional systems can be overcome.

本発明は、システムを加熱又は冷却するための流体を送達すること、流体の浄化及び分離、並びに行程を完遂するために熱を必要とする任意の流体処理での使用のために熱エネルギーを解放することに向けられている。さらに、本発明は、慣例的なボイラ・システム又は炉よりも少ない消費電力を使用するキャビテーションプロセスを通じてエネルギーを解放し、且つ、同様の能力を持つ浄化システムのエネルギー及び設置費用を著しく改善する。釣り合いのとれた内部固定ロータ19、外側ロータ5、波状傾斜路31及び35、方向性バンパ201及び203、並びに跳ね返りバンパ202及び204、並びに一致するハウジング1及びカバー27は、熱的特性を維持しながら高められたエネルギー消費回収率で熱を発生させるための独特の物理的特性を提供する。 The present invention releases thermal energy for use in delivering fluids for heating or cooling systems, purifying and separating fluids, and any fluid processing that requires heat to complete a process. directed to do. Additionally, the present invention releases energy through a cavitation process that uses less power than conventional boiler systems or furnaces, and significantly improves the energy and installation costs of similarly capable purification systems. The balanced inner fixed rotor 19, outer rotor 5, wave ramps 31 and 35, directional bumpers 201 and 203 and rebound bumpers 202 and 204, and matching housing 1 and cover 27 maintain thermal properties. while providing unique physical properties for generating heat with enhanced energy consumption recovery.

本発明は、熱が生じた流体が長期間にわたって保留され、それにより必要とされるエネルギー消費のサイクルがより少なくなるような態様で、これらの独特の構成要素特性を有する。 The present invention possesses these unique component properties in a manner such that heat generated fluid is retained for extended periods of time, thereby requiring fewer cycles of energy consumption.

本発明は、外側ロータが初期プロセスのための遠心力源(centrifugal source)としても第2段階のキャビテーション要素としても作用しながら、固定された1次キャビテーション・ロータ・ヘッドを通じて多段のキャビテーションプロセスが最初に完遂されるような、独特なものである。外側ロータ及びロータ・ハウジングはどちらも、キャビテーションプロセスを強化するために波状傾斜路を有する。それにより、システムは、流体の状態を気体に変化させることによりエネルギーが失われないように低い吐出圧力を維持しながら、キャビテーションプロセスから解放されるエネルギーを最大にすることが可能になる。本発明の構成は、キャビテーションプロセスに由来する通常関連する騒音が最小限に抑えられ且つ制御されるような構成である。 The present invention initiates a multi-stage cavitation process through a fixed primary cavitation rotor head, with the outer rotor acting both as a centrifugal source for the initial process and as a second stage cavitation element. It is a unique thing that can be completed by Both the outer rotor and rotor housing have wavy ramps to enhance the cavitation process. This allows the system to maximize the energy released from the cavitation process while maintaining a low discharge pressure so that energy is not lost by changing the state of the fluid to gas. The configuration of the present invention is such that the noise normally associated with cavitation processes is minimized and controlled.

上記のように、方向性バンパ201及び203、並びに跳ね返りバンパ202及び204を含む、表面15及び23の螺旋状の構造は、本発明の重要な特徴である。この構造は、孔33及び37内での真空気泡の生成及び成長を可能にする。孔33及び37内では、分子の間で真空気泡が生成されて、加熱すべき流体によって包囲される。気泡は、それらがキャビテーション孔33及び37に到達するときに、実際には破裂するのではなく、崩壊する。 As noted above, the helical structure of surfaces 15 and 23, including directional bumpers 201 and 203 and rebound bumpers 202 and 204, is an important feature of the present invention. This structure allows the creation and growth of vacuum bubbles within holes 33 and 37 . Within pores 33 and 37 a vacuum bubble is created between the molecules and surrounded by the fluid to be heated. The bubbles actually collapse rather than burst when they reach cavitation holes 33 and 37 .

方法によれば、外側ロータ5は、ハウジング1内に配置されて、駆動機関1によって回転される。回転中、加熱すべき流体が、入力口29を通じてハウジング1内に注入される。回転を利用して、存在するのであればロータ・ヘッド6の孔33内で、また、外側ロータ5の孔37内で、継続的に成長する真空気泡が液体分子の間で生成される。真空気泡は、キャビテーション・ステップ31又は35に到達すると、崩壊する。そうでなければ、加熱すべき流体は、チャンバ25及び17を通って連続的に流され、真空気泡は、漏斗ゾーン205を通過した後で膨張する液体内で崩壊する。崩壊に応じて、相反する方向に移動している液体分子は、爆発する。爆発中に発生した熱は、周囲の液体によって吸収され、加熱された液体は、最終的には出力口41を通じて引き出される。 According to the method, the outer rotor 5 is arranged in the housing 1 and rotated by the drive engine 1 . During rotation, the fluid to be heated is injected into housing 1 through inlet 29 . Rotation is used to create continuously growing vacuum bubbles between the liquid molecules in the holes 33 of the rotor head 6 if present and in the holes 37 of the outer rotor 5 . When the vacuum bubble reaches cavitation step 31 or 35, it collapses. Otherwise, the fluid to be heated is continuously flowed through chambers 25 and 17 and the vacuum bubbles collapse in the expanding liquid after passing through funnel zone 205 . In response to the collapse, liquid molecules traveling in opposite directions explode. The heat generated during the explosion is absorbed by the surrounding liquid and the heated liquid is eventually drawn out through outlet 41 .

本発明によるキャビテーション装置の利点は、加熱すべき液体のために設計された流れチャネルを使用すること、及び、設備の動作のための手順を使用することにより、キャビテーション現象の有害な影響を首尾良く排除する又は減少させることである。 An advantage of the cavitation device according to the invention is that the use of flow channels designed for the liquid to be heated and the use of procedures for the operation of the installation successfully counteract the detrimental effects of the cavitation phenomenon. To eliminate or reduce.

上述の実施例に戻って参照すると、本発明の1つの実施例は、孔を有している単一の回転するキャビテーション体を使用し、それらの孔は、キャビテーション体の外表面に向かって開口している。このキャビテーション体は、ハウジング内で回転し、且つ、ハウジングの内側表面上に配置されたキャビテーション・ステップと相互作用する。この回転中、回転体にある孔内で真空気泡が生成される。気泡は、最終的には、それらがもはや孔に閉じ込められなくなるまで成長して、キャビテーション・ステップと衝突する。この衝突は、液体分子を爆発させ、これは、水の加熱をもたらすエネルギー解放である。 Referring back to the embodiments described above, one embodiment of the present invention uses a single rotating cavitation body having holes that open toward the outer surface of the cavitation body. is doing. The cavitation body rotates within the housing and interacts with cavitation steps located on the inner surface of the housing. During this rotation, vacuum bubbles are created within the holes in the rotating body. The bubbles eventually grow until they are no longer trapped in the pores and collide with the cavitation step. This collision causes the liquid molecules to explode, which is the energy release that results in the heating of the water.

別の実施例では、2セットの孔が存在し、一方の孔のセットは、回転体の外表面上にあり、もう一方の孔のセットは、回転体内に配置された第2の固定された構成要素の外表面上にある。この2重の孔の実施例では、回転体の外表面上の孔のためのキャビテーション・ステップ又は波形状は、ハウジングの内表面上に存在する。固定されたロータ・ヘッドの外表面上の孔のためのキャビテーション・ステップは、回転体の内表面上に存在する。 In another embodiment, there are two sets of holes, one set of holes on the outer surface of the rotating body and the other set of holes located in the rotating body in a second stationary position. on the outer surface of the component. In this double hole embodiment, the cavitation steps or corrugations for the holes on the outer surface of the rotor are present on the inner surface of the housing. Cavitation steps for holes on the outer surface of the fixed rotor head are present on the inner surface of the rotating body.

本発明のシステム構成は、キャビテーション装置がエネルギー利用のエネルギー消費に対する比を著しく増大させて熱エネルギーを生成するのを可能にするのとともに、音波(騒音)、軸受破損、及び高吐出圧力エネルギー損失などの従来のシステムの慣例的な問題を克服することを可能にする。制御盤302、可変速度モータ制御装置301、吐出水撃槽303、引込み貯蔵槽304、及び渡り配管308を含む制御弁306から成るシステムは、キャビテーション装置10の性能を強化する。 The system configuration of the present invention enables the cavitation device to significantly increase the ratio of energy utilization to energy consumption to produce thermal energy, while reducing acoustic wave (noise), bearing failure, and high discharge pressure energy losses. make it possible to overcome the customary problems of conventional systems of A system of control valves 306 , including control panel 302 , variable speed motor controller 301 , discharge water hammer tank 303 , lead-in reservoir 304 , and transfer piping 308 enhances the performance of cavitation system 10 .

本発明は、機械的手段を介して、釣り合いのとれたキャビテーション炉を通して(システム内の流体の体積に依存して)30~70%低下したエネルギー消費率で加熱された水を作り出す。 The present invention produces water heated through a balanced cavitation furnace via mechanical means with a 30-70% lower energy consumption rate (depending on the volume of fluid in the system).

本発明の別の態様は、加熱される流体、例えば水の密度を高める装置の能力である。より密度の高い水を加熱するのに必要とされるエネルギーはより少ないことが知られているので、水の密度が高まることは、流体加熱プロセスの効率を高めるのに役立つ。 Another aspect of the present invention is the ability of the device to densify a heated fluid, such as water. Increasing the density of water helps increase the efficiency of the fluid heating process, as it is known that less energy is required to heat more dense water.

本発明の装置の加熱効果を監視するために、試験を行った。この試験は、様々な体積の加熱すべき水を使用してキャビテーション装置を動かすことと、入口水温、水流量、キャビテーション装置の出口水温、装置への供給水の温度、駆動モータのパワー、電気消費量、電力の値、電力の消費量、及び周囲温度を監視することとを伴った。この試験は、装置を動かすのに使用された電力と比較して水に対して行われた加熱の量の観点から、高い効率を示した。 Tests were conducted to monitor the heating effect of the device of the present invention. This test was carried out by moving the cavitation device using various volumes of water to be heated, inlet water temperature, water flow rate, outlet water temperature of the cavitation device, temperature of the water supplied to the device, power of the drive motor, electricity consumption. monitoring volume, power value, power consumption, and ambient temperature. This test showed high efficiency in terms of the amount of heating done to the water compared to the power used to run the device.

したがって、上記で提示された本発明のありとあらゆる目的を満たすとともにキャビテーションを使用する新規且つ改善された流体加熱装置を提供する好ましい実施例の観点から、発明が開示された。 Accordingly, the invention has been disclosed in terms of preferred embodiments which satisfy any and all of the objects of the invention presented above and which provide a new and improved fluid heating apparatus using cavitation.

当然ながら、本発明の意図された精神及び範囲から逸脱することなく、当業者により本発明の教示から様々な変更、修正、及び改変が検討され得る。本発明は添付の特許請求の範囲の用語によってのみ限定されることが意図されている。 Of course, various alterations, modifications and alterations can be devised from the teachings of this invention by those skilled in the art without departing from the intended spirit and scope of this invention. It is intended that the invention be limited only by the terms of the appended claims.

Claims (12)

キャビテーションを利用して流体を加熱するための装置であって、
ハウジングであって、加熱すべき流体のための入口、及び加熱された前記流体を前記ハウジングから吐出するための出口を有するハウジングと、
軸線方向に延びるモータ・シャフト上に固定されるようになされた外側ロータであって、前記外側ロータは前記ハウジング内に収容され、且つ前記ハウジング内で回転するようになされ、前記外側ロータは、その外表面に配置された複数のキャビテーション孔を有し、また前記外側ロータは、前記外側ロータの前記外表面と、前記外側ロータの前記外表面に面する前記ハウジングの内表面との間に流体加熱ゾーンを形成するように前記ハウジング内に配置され、前記ハウジングの前記内表面は、前記軸線方向及びハウジング円周方向に延びている、外側ロータと、
を有し、
前記ハウジングの前記内表面は、複数の方向性バンパ及び複数の跳ね返りバンパを有し、
前記外側ロータの前記キャビテーション孔を含む前記外表面に面する前記ハウジングの前記内表面が、前記ハウジングの前記内表面に沿って前記ハウジング円周方向に延びる複数の第1の漏斗ゾーンを有し、前記複数の第1の漏斗ゾーンは、前記軸線方向に互いに離間され、各第1の漏斗ゾーンが、第1の吐出ゾーンにおいて終端し、各第1の漏斗ゾーンが、前記ハウジングの前記内表面から隆起するように傾斜した第1の傾斜路を含み、各第1の吐出ゾーンが、隣接する第1の吐出ゾーンから前記ハウジング円周方向にオフセットし、前記ハウジングに入る流体が、前記第1の漏斗ゾーン及び前記第1の傾斜路と、前記外側ロータのキャビテーション孔と、外側ロータ回転との相互作用によって加熱され
前記ハウジングの前記内表面上の前記第1の吐出ゾーンにおける前記第1の漏斗ゾーンが、前記内表面に対して所定の角度で形成された第1の面を有する、装置。
A device for heating a fluid using cavitation, comprising:
a housing having an inlet for a fluid to be heated and an outlet for discharging said heated fluid from said housing;
An outer rotor adapted to be fixed on an axially extending motor shaft, said outer rotor being received within said housing and adapted to rotate within said housing, said outer rotor being adapted to rotate within said housing; The outer rotor has a plurality of cavitation holes disposed in its outer surface, and the outer rotor has fluid heating between the outer surface of the outer rotor and an inner surface of the housing facing the outer surface of the outer rotor. an outer rotor disposed within the housing to form a zone, the inner surface of the housing extending in the axial direction and the housing circumferential direction;
has
said inner surface of said housing having a plurality of directional bumpers and a plurality of rebound bumpers;
the inner surface of the housing facing the outer surface containing the cavitation holes of the outer rotor having a plurality of first funnel zones extending circumferentially along the inner surface of the housing; The plurality of first funnel zones are axially spaced from each other, each first funnel zone terminating in a first discharge zone, each first funnel zone extending from the inner surface of the housing. Each first discharge zone is circumferentially offset from the adjacent first discharge zone such that fluid entering the housing is directed to the first discharge zone. heated by the interaction of the funnel zone and the first ramp, the cavitation holes in the outer rotor, and the rotation of the outer rotor ;
The apparatus of claim 1, wherein said first funnel zone in said first discharge zone on said inner surface of said housing has a first surface formed at an angle to said inner surface .
2次ロータ・ヘッドをさらに有し、前記2次ロータ・ヘッドは、前記ハウジング内に取り付けられ、且つ前記外側ロータの内表面に面する外表面を有し、前記外側ロータの前記内表面は、前記軸線方向及び外側ロータ円周方向に延び、前記2次ロータ・ヘッドの前記外表面、及び前記外側ロータの前記内表面が、第2の流体キャビテーション・ゾーンを形成し、前記2次ロータ・ヘッドの前記外表面は、複数のキャビテーション孔をそこに含み、前記外側ロータの前記内表面は、前記外側ロータの前記内表面に沿って前記外側ロータ円周方向に延びる複数の第2の漏斗ゾーンを有し、前記複数の第2の漏斗ゾーンは、前記軸線方向に互いに離間され、各第2の漏斗ゾーンが、第2の吐出ゾーンにおいて終端し、各第2の漏斗ゾーンが、前記外側ロータの前記内表面から隆起するように傾斜した第2の傾斜路を含み、各第2の吐出ゾーンが、隣接する第2の吐出ゾーンから前記外側ロータ円周方向にオフセットし、前記第2の流体キャビテーション・ゾーンに入る流体が、前記第2の漏斗ゾーン及び前記第2の傾斜路と、前記2次ロータ・ヘッドのキャビテーション孔と、外側ロータ回転との相互作用によって加熱され、前記外側ロータ(5)の前記内表面(23)は、複数の方向性バンパ(201,203)及び複数の跳ね返りバンパ(202,204)を有し、
前記外側ロータの前記内表面上の前記第2の吐出ゾーンにおける前記第2の漏斗ゾーンが、前記外側ロータの前記内表面に対して所定の角度で形成された第2の面を有する、請求項1に記載の装置。
further comprising a secondary rotor head, said secondary rotor head mounted within said housing and having an outer surface facing an inner surface of said outer rotor, said inner surface of said outer rotor comprising: extending axially and circumferentially of the outer rotor, the outer surface of the secondary rotor head and the inner surface of the outer rotor forming a second fluid cavitation zone; includes a plurality of cavitation holes therein, and the inner surface of the outer rotor defines a plurality of second funnel zones extending circumferentially along the inner surface of the outer rotor. wherein said plurality of second funnel zones are axially spaced from each other, each second funnel zone terminating in a second discharge zone, each second funnel zone extending from said outer rotor; a second ramp sloping to rise from said inner surface , each second discharge zone being circumferentially offset from said adjacent second discharge zone to said second fluid cavitation; - fluid entering the zone is heated by the interaction of said second funnel zone and said second ramp, cavitation holes in said secondary rotor head and outer rotor rotation, said outer rotor (5); said inner surface (23) of has a plurality of directional bumpers (201, 203) and a plurality of rebound bumpers (202, 204) ;
The second funnel zone in the second discharge zone on the inner surface of the outer rotor has a second surface formed at an angle to the inner surface of the outer rotor. Item 1. The device according to item 1.
前記第1の面が、前記内表面に対して直角に形成されている、請求項1に記載の装置。 2. The device of claim 1, wherein said first surface is formed perpendicular to said inner surface. 前記第2の面が、前記外側ロータの前記内表面に対して直角に形成されている、請求項2に記載の装置。 3. The apparatus of claim 2, wherein said second plane is formed perpendicular to said inner surface of said outer rotor. a)請求項1に記載の装置と、
b)前記ハウジングへの前記入口と連通している引込み水槽と、
c)前記ハウジングの前記出口と連通している吐出水撃槽と、
d)前記外側ロータが取り付けられるモータ・シャフトを有するモータと、
e)前記モータの速度を制御するためのモータ制御装置と、
f)前記装置に対して出入りする流体を監視するための温度計と、
g)前記引込み水槽への入口と前記吐出水撃槽への出口との間の渡り配管と
を有するキャビテーション装置システム。
a) a device according to claim 1;
b) a draw-in water tank in communication with said inlet to said housing;
c) a jetting water hammer tank in communication with said outlet of said housing;
d) a motor having a motor shaft to which said outer rotor is attached;
e) a motor controller for controlling the speed of said motor;
f) a thermometer for monitoring fluid entering and exiting the device;
g) A cavitation device system having a transition line between an inlet to said lead-in water tank and an outlet to said discharge water hammer tank.
前記外側ロータは、前記装置内に内部軸受が存在しないように、片持ち梁式の構成で前記モータ・シャフトに取り付けられている、請求項5に記載のシステム。 6. The system of claim 5, wherein the outer rotor is attached to the motor shaft in a cantilevered configuration such that there are no internal bearings within the device. キャビテーションを利用して流体を熱的に変化させる方法であって、
a)請求項1に記載の装置を提供するステップと、
b)前記入口に流体を導入するステップと、
c)気泡とキャビテーション孔との位置合わせを向上させるために、制御された速度を使用して前記外側ロータを回転させて前記流体を加熱するステップと、
d)熱的に変化した前記流体を前記出口から吐出するステップと
を含む方法。
A method of thermally changing a fluid using cavitation, comprising:
a) providing a device according to claim 1;
b) introducing a fluid into said inlet;
c) rotating the outer rotor using a controlled speed to heat the fluid to improve the alignment of bubbles with cavitation holes;
d) discharging said thermally altered fluid from said outlet.
前記流体が水である、請求項7に記載の方法。 8. The method of claim 7, wherein said fluid is water. キャビテーションを利用して流体を熱的に変化させる方法であって、
a)請求項2に記載の装置を提供するステップと、
b)前記入口に流体を導入するステップと、
c)気泡とキャビテーション孔との位置合わせを向上させるために、制御された速度を使用して前記外側ロータを回転させて前記流体を加熱するステップと、
d)熱的に変化した前記流体を前記出口から吐出するステップと
を含む方法。
A method of thermally changing a fluid using cavitation, comprising:
a) providing a device according to claim 2;
b) introducing a fluid into said inlet;
c) rotating the outer rotor using a controlled speed to heat the fluid to improve the alignment of bubbles with cavitation holes;
d) discharging said thermally altered fluid from said outlet.
前記流体が水である、請求項9に記載の方法。 10. The method of claim 9, wherein said fluid is water. 前記流体が浄化される、請求項7に記載の方法。 8. The method of claim 7, wherein said fluid is purified. 前記流体が浄化される、請求項9に記載の方法。 10. The method of claim 9, wherein said fluid is purified.
JP2019558991A 2017-01-13 2018-01-12 Method and apparatus for heating and purifying liquids Active JP7152417B2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/405,660 US20170130954A1 (en) 2014-03-11 2017-01-13 Method and apparatus for heating and purifying liquids
US15/405,660 2017-01-13
PCT/US2018/013454 WO2018132640A1 (en) 2017-01-13 2018-01-12 Method and apparatus for heating and purifying liquids

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020514671A JP2020514671A (en) 2020-05-21
JP7152417B2 true JP7152417B2 (en) 2022-10-12

Family

ID=62840340

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019558991A Active JP7152417B2 (en) 2017-01-13 2018-01-12 Method and apparatus for heating and purifying liquids

Country Status (14)

Country Link
EP (1) EP3568649A4 (en)
JP (1) JP7152417B2 (en)
KR (1) KR102490810B1 (en)
CN (1) CN110637193B (en)
AU (1) AU2018207118B2 (en)
BR (1) BR112019014380B1 (en)
CA (1) CA3050252A1 (en)
IL (1) IL267988B2 (en)
MX (1) MX2019008332A (en)
MY (1) MY195794A (en)
RU (1) RU2752504C2 (en)
SA (1) SA519402029B1 (en)
SG (1) SG11201906491QA (en)
WO (1) WO2018132640A1 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109028549B (en) * 2018-09-06 2023-11-14 南通富莱克流体装备有限公司 heat energy pump
WO2022144561A1 (en) * 2020-12-28 2022-07-07 Sonolab Di Villa Pasquale Thermal machine with spiral water vortex
KR20230135288A (en) * 2022-03-16 2023-09-25 장호섭 Multiple hydrodynamic cavitation generation system and fluid treatment method using the same
CN116446810B (en) * 2023-06-16 2024-01-26 西南石油大学 Intermittent type formula oscillation cavitation device
CN117515933B (en) * 2024-01-08 2024-03-08 河北环益新能源科技有限公司 Power hydrothermal equipment

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101036662B1 (en) 2010-12-06 2011-05-25 송동주 Fluid heater
KR101188712B1 (en) 2012-05-03 2012-10-17 (주)이티 Device for generation heat using centrifugal hydraulic implosion
WO2012164322A1 (en) 2011-05-27 2012-12-06 Fabian Jozsef Cavitation equipment to produce heated liquids, and procedure for the operation thereof

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2683448A (en) 1951-07-12 1954-07-13 Leonard J Wolf Rotary mechanical heater
US3720372A (en) 1971-12-09 1973-03-13 Gen Motors Corp Means for rapidly heating interior of a motor vehicle
US4424797A (en) 1981-10-13 1984-01-10 Eugene Perkins Heating device
US4779575A (en) 1987-08-04 1988-10-25 Perkins Eugene W Liquid friction heating apparatus
US5385298A (en) * 1991-04-08 1995-01-31 Hydro Dynamics, Inc. Apparatus for heating fluids
US5188090A (en) 1991-04-08 1993-02-23 Hydro Dynamics, Inc. Apparatus for heating fluids
US5279262A (en) * 1992-06-04 1994-01-18 Muehleck Norman J Mechanical liquid vaporizing waterbrake
WO1996033374A1 (en) 1995-04-18 1996-10-24 Nikolai Ivanovich Selivanov Method of heating a liquid and a device therefor
US5931153A (en) 1998-07-09 1999-08-03 Giebeler; James F. Apparatus and method for generating heat
UA62731A (en) 2003-05-13 2003-12-15 Leonid Pavlovych Fominskyi Liquid heater
US7658355B2 (en) * 2007-02-20 2010-02-09 S & B Systems B.V. Support arm
US7658335B2 (en) * 2007-01-26 2010-02-09 Thermodynamic Process Control, Llc Hydronic heating system
US7887862B2 (en) * 2007-10-10 2011-02-15 Industrias Centli S.A. De C.V. Method and apparatus for separating, purifying, promoting interaction and improving combustion
US20100154772A1 (en) 2008-10-24 2010-06-24 Howard Harris Fluid Charged Rotary Heating System
RU2393391C1 (en) * 2009-01-21 2010-06-27 Александр Дмитриевич Петраков Rotor cavitation vortex pump-heat generator
RU2413905C2 (en) * 2009-04-24 2011-03-10 Общество с ограниченной ответственностью "Сервисреммаш" Heat-radiating plant and heat generator
RU2422733C1 (en) * 2010-02-16 2011-06-27 Натикбек Алиевич Алиев Heat cavitation generator
KR20120066697A (en) * 2010-09-27 2012-06-25 구동회 Rubbing heating system
US20150260432A1 (en) * 2014-03-11 2015-09-17 US Intercorp LLC Method and apparatus for heating liquids
KR101665128B1 (en) * 2014-07-16 2016-10-12 이상호 High-efficiency liquid heater

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101036662B1 (en) 2010-12-06 2011-05-25 송동주 Fluid heater
WO2012164322A1 (en) 2011-05-27 2012-12-06 Fabian Jozsef Cavitation equipment to produce heated liquids, and procedure for the operation thereof
KR101188712B1 (en) 2012-05-03 2012-10-17 (주)이티 Device for generation heat using centrifugal hydraulic implosion

Also Published As

Publication number Publication date
SG11201906491QA (en) 2019-08-27
EP3568649A1 (en) 2019-11-20
AU2018207118B2 (en) 2023-11-09
MX2019008332A (en) 2019-12-16
CN110637193A (en) 2019-12-31
KR20190109443A (en) 2019-09-25
KR102490810B1 (en) 2023-01-19
IL267988B2 (en) 2023-08-01
MY195794A (en) 2023-02-21
SA519402029B1 (en) 2022-09-20
RU2019125132A (en) 2021-02-15
BR112019014380A2 (en) 2020-02-11
BR112019014380B1 (en) 2022-08-16
JP2020514671A (en) 2020-05-21
WO2018132640A1 (en) 2018-07-19
RU2752504C2 (en) 2021-07-28
CN110637193B (en) 2021-11-23
RU2019125132A3 (en) 2021-05-24
IL267988A (en) 2019-09-26
IL267988B1 (en) 2023-04-01
AU2018207118A1 (en) 2019-08-29
EP3568649A4 (en) 2020-12-09
CA3050252A1 (en) 2018-07-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7152417B2 (en) Method and apparatus for heating and purifying liquids
US20150260432A1 (en) Method and apparatus for heating liquids
US10240774B2 (en) Method and apparatus for heating and purifying liquids
CN104043382A (en) Hydrodynamic cavitation generating device
JP2013053631A (en) Rotating device
HU230503B1 (en) Cavitation boiler
CN101319681A (en) Vortex flow blower
KR100990927B1 (en) Disc type fluid heating device
WO2009041854A1 (en) Fluid media heat-mass-and-energy exchange method and device for carrying out said method
RU2652641C1 (en) Infrasound generator
US20220403285A1 (en) Method and apparatus for plant oil extraction using a heated fluid obtained from a cavitation apparatus
RU2279018C1 (en) Vortex type heat generator of hydraulic system
JP4275997B2 (en) Double barrel pump
RU2517986C2 (en) Fluid heating device
RU2411423C2 (en) Method for obtaining steam-gas mixture and hot heat carrier from liquid and turbo-rotary steam-gas generator for its implementation
RU2377475C2 (en) Cavitation reactor
RU2198323C2 (en) Method of and device for continuous delivery of steam into water mains
RU101157U1 (en) HYDRODYNAMIC LIQUID HEATING UNIT
RU2658057C1 (en) Heat and mass energy exchange device
RU2362947C2 (en) Driven cavitational heat-steam generator
RU2306518C1 (en) Heat- and mass-exchange apparatus
KR20160031194A (en) heat blow steam multi-stage head for fluid friction boiler
JPH09152101A (en) Apparatus for mixing liquid
AU2006225234A1 (en) Shock-interference vortex muffler
RU32250U1 (en) Device for heating liquids

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210112

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210622

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210921

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20220104

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220506

C60 Trial request (containing other claim documents, opposition documents)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C60

Effective date: 20220506

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20220511

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20220615

C21 Notice of transfer of a case for reconsideration by examiners before appeal proceedings

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C21

Effective date: 20220616

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220802

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20220830

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220929

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7152417

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150