KR102490810B1 - Methods and apparatus for heating and purifying liquids - Google Patents
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Abstract
유체 캐비테이션 장치는, 하우징, 외면에 캐비테이션 보어를 갖는 외부 회전자, 및 외부 회전자를 회전시키기 위한 모터를 포함한다. 하우징의 내면은 유체 캐비테이션 구역을 생성하도록 외부 회전자의 외면으로부터 이격된다. 하우징의 내면은, 가열, 냉각, 및 정제할 유체의 열 전달 특성을 향상시키기 위해 나선 형상 터널 구역을 갖도록 구성된다. 제어 시스템은 캐비테이션 공정을 향상시키도록 적절한 모터 속도 및 유체 거동을 용이하게 하기 위한 것이다.A fluid cavitation device includes a housing, an outer rotor having a cavitation bore on an outer surface, and a motor for rotating the outer rotor. The inner surface of the housing is spaced from the outer surface of the outer rotor to create a fluid cavitation zone. The inner surface of the housing is configured with a spiral tunnel section to improve the heat transfer properties of the fluid to be heated, cooled, and purified. The control system is to facilitate proper motor speed and fluid behavior to enhance the cavitation process.
Description
본 발명은, 적어도 하나의 엔진, 하우스, 가열될 액체, 및 가열될 액체 내에서 회전하며 외부 엔진에 의해 구동되는 공동성(cavernous) 본체를 포함하는, 가열된 또는 냉각된 액체를 생성하는 캐비테이션 장비에 관한 것이다.The present invention relates to cavitation equipment for producing a heated or cooled liquid, comprising at least one engine, a house, a liquid to be heated, and a cavernous body that rotates within the liquid to be heated and is driven by an external engine. it's about
물과 같은 액체에서 열을 생성하는 캐비테이션 현상은 당업계에 잘 알려져 있다.The phenomenon of cavitation, which produces heat in a liquid such as water, is well known in the art.
가열된 액체를 생성하도록 회전체를 사용하는 캐비테이션 시스템의 일례는, Jacobs의 미국 특허 제3,720,372호에 제시되어 있다. 캐비테이션 현상을 이용하여 열을 생성하는 다른 특허 문헌의 해결책들은 1950년대에 특히 미국에서 개발되었다. 공지된 특허 문헌은 Perkins의 미국 특허 제4,424,797호이다. 이 특허 문헌은, Smith의 미국 특허 제2,683,448호에 기술된 해결책의 최첨단 버전으로 개발된 것이다. Perkins의 미국 특허 제4,779,575호에서 개선점도 개시되었다.An example of a cavitation system that uses a rotating body to create a heated liquid is shown in US Pat. No. 3,720,372 to Jacobs. Other patent literature solutions for generating heat using cavitation were developed in the 1950's, particularly in the United States. A known patent document is US Pat. No. 4,424,797 to Perkins. This patent document was developed as a state-of-the-art version of the solution described in Smith's US Pat. No. 2,683,448. An improvement is also disclosed in US Pat. No. 4,779,575 to Perkins.
캐비테이션 장치는, Griggs의 미국 특허 제5,188,090호 및 제5,385,298호에도 개시되어 있다. 이들 장치에서, 원통형 본체는 장치의 하우징 내에 배치되고, 클로크(cloak)에는 캐비티형 보어가 제공된다. 가열될 액체는 캐비티형 보어가 있는 회전체와 하우징의 내부 클로크 사이의 원통형 자유 공간에 배치되며, 액체의 압력 및 온도는 캐비테이션 본체가 회전하는 동안 증가한다. Griggs의 특허 문헌의 전문은 본원에 참고로 원용된다.Cavitation devices are also disclosed in US Pat. Nos. 5,188,090 and 5,385,298 to Griggs. In these devices, a cylindrical body is placed within the housing of the device, and a cloak is provided with a cavity-like bore. The liquid to be heated is placed in the cylindrical free space between the rotating body with a cavity-like bore and the internal cloak of the housing, the pressure and temperature of the liquid increasing while the cavitation body is rotating. Griggs' patent document is incorporated herein by reference in its entirety.
다른 캐비테이션 장치는, Giebeler의 미국 특허 제6,164,274호, Selivanov의 미국 특허 제6,227,193호, 및 러시아 특허 제2,262,644호에 개시되어 있다. 캐비테이션 관점에서의 다른 접근법은 Harris의 미국 특허출원공개번호 제2010/0154772호에 개시되어 있다. 이 접근법에서는, 회전자가 회전하는 동안, 하우징의 내부 클로크와 회전하는 회전자의 나선형 루프가 함께 작용함으로 인해 캐비테이션 열이 발생한다. Fabian의 국제특허공개 W02012/164322A1은 유사한 캐비테이션 장치를 교시하고 있다.Other cavitation devices are disclosed in U.S. Patent No. 6,164,274 to Giebeler, U.S. Patent No. 6,227,193 to Selivanov, and Russian Patent No. 2,262,644. Another approach from a cavitation perspective is disclosed in US Patent Application Publication No. 2010/0154772 to Harris. In this approach, while the rotor rotates, cavitation heat is generated due to the working together of the internal clock of the housing and the helical loop of the rotating rotor. Fabian's WO 2012/164322A1 teaches a similar cavitation device.
전술한 종래 기술의 시스템들에는 비효율적이고 노이즈를 발생시키는 것을 포함하여 다수의 단점이 있는데, 이는 주로 캐비테이션 공정을 2차원 공정으로서 다루는 이러한 개념 때문이다. 본 발명의 한 가지 목적은, 캐비테이션 장치에서 알려진 해결책의 단점 및 유해한 캐비테이션 효과를 제거하고, 캐비테이션 공정 내부의 파괴력을 제거하고, 효율을 개선하고, 3차원 벡터 접근법을 통해 캐비테이션 노이즈를 감소시키는 것이다.The aforementioned prior art systems suffer from a number of disadvantages, including being inefficient and noisy, primarily due to this concept of treating the cavitation process as a two-dimensional process. One object of the present invention is to eliminate the disadvantages and harmful cavitation effects of known solutions in cavitation devices, eliminate destructive forces inside the cavitation process, improve efficiency, and reduce cavitation noise through a three-dimensional vector approach.
본 발명의 한 목적은, 적어도 하나의 엔진, 하우징, 가열될 액체, 및 가열될 액체 내에서 회전하며 엔진에 의해 구동되는 하나 이상의 공동성 캐비테이션 본체를 포함하는, 유체 정제를 위해 충분히 가열된 액체를 생성하는 캐비테이션 장치 및 열을 전달하는 대체 방법을 제공하고자 한다. One object of the present invention is to produce a sufficiently heated liquid for fluid purification comprising at least one engine, a housing, a liquid to be heated, and one or more cavitational cavitation bodies rotating within the liquid to be heated and driven by the engine. It is intended to provide an alternative method of transferring heat and cavitation devices that do.
본 발명은 장비 조작을 위한 절차를 포함한다. 본 발명에 따른 해결책은, 생성된 캐비테이션 기포를 사용하여 물 정제, HVAC 적용, 및 열 전달을 필요로 하는 기타 유사한 공정을 위해 액체, 주로 물의 열적 조건을 변경하는 동안 캐비테이션의 다른 유해하고도 침식되는 기능을 유리하게 제거하고자 한다.The invention includes procedures for operating equipment. The solution according to the present invention uses the generated cavitation bubbles to change the thermal conditions of liquids, primarily water, for water purification, HVAC applications, and other similar processes requiring heat transfer while avoiding the other detrimental and erosive effects of cavitation. We want to remove the feature in our favor.
본 발명의 실시예에 따르면 캐비테이션(cavitation)을 이용하여 유체를 가열하기 위한 장치로서, 가열된 유체를 위한 입구 및 상기 가열된 유체를 상기 하우징으로부터 배출하기 위한 출구를 갖는 하우징, 모터 샤프트에 고정되며, 상기 하우징에 포함되고, 상기 하우징 내에서 회전하도록 구성된 외부 회전자를 포함하고, 상기 외부 회전자는 상기 외부 회전자의 외면에 배열된 복수의 캐비테이션 보어를 갖고, 상기 외부 회전자는, 상기 외부 회전자의 외면과 상기 외부 회전자의 외면에 대면하는 상기 하우징의 내면 사이에 유체 가열 구역을 형성하도록 상기 하우징 내에 배치되고, 상기 외부 회전자의 보어를 포함하는 외면에 대면하는 상기 하우징의 내면은 상기 내면을 따라 측방향으로 이격된 복수의 제1 퍼널 구역을 갖고, 각각의 제1 퍼널 구역은 제1 배출 구역에서 종단되고, 각각의 제1 퍼널 구역은 제1 램프(ramp)를 포함하고, 각각의 제1 배출 구역은 인접하는 제1 배출 구역으로부터 오프셋되고, 상기 하우징에 진입하는 유체는 상기 제1 퍼널 구역과 제1 램프, 상기 외부 회전자의 보어, 및 외부 회전자 회전과의 상호작용에 의해 가열된다. According to an embodiment of the present invention, a device for heating a fluid using cavitation is fixed to a housing having an inlet for the heated fluid and an outlet for discharging the heated fluid from the housing, and a motor shaft, , an external rotor included in the housing and configured to rotate within the housing, the external rotor having a plurality of cavitation bores arranged on an outer surface of the external rotor, the external rotor comprising: disposed within the housing to form a fluid heating zone between an outer surface of the outer rotor and an inner surface of the housing facing the outer surface of the outer rotor, the inner surface of the housing facing the outer surface including the bore of the outer rotor is the inner surface of the housing having a plurality of first funnel sections spaced laterally along the first funnel section, each first funnel section terminating at a first discharge section, each first funnel section including a first ramp, each first funnel section including a first ramp; A first discharge zone is offset from an adjacent first discharge zone, and fluid entering the housing is driven by interaction of the first funnel zone with the first ramp, the bore of the outer rotor, and the rotation of the outer rotor. It is heated.
본 발명의 실시예에 따르면 정지형 회전자 헤드를 더 포함하고, 상기 정지형 회전자 헤드는, 상기 하우징에 장착되고, 상기 외부 회전자의 내면에 대면하는 외면을 갖고, 상기 정지 회전자 헤드의 외면과 상기 외부 회전자의 내면은 제2 유체 캐비테이션 구역을 형성하고, 상기 정지형 회전자 헤드의 외면은 복수의 캐비테이션 보어를 내부에 포함하고, 상기 외부 회전자의 내면은 상기 외부 회전자의 내면을 따라 측방향으로 이격된 복수의 제2 퍼널 구역을 갖고, 각각의 제2 퍼널 구역은 제2 배출 구역에서 종단되고, 각각의 제2 퍼널 구역은 제2 램프를 포함하고, 각각의 제2 배출 구역은 인접하는 제2 배출 구역으로부터 오프셋되고, 상기 제2 유체 캐비테이션 구역에 진입하는 유체는 상기 제2 퍼널 구역과 제2 램프, 회전자 헤드의 보어, 및 외부 회전자 회전과의 상호작용에 의해 가열된다.An embodiment of the present invention further includes a stationary rotor head, wherein the stationary rotor head is mounted on the housing and has an outer surface facing an inner surface of the external rotor, and the outer surface of the stationary rotor head An inner surface of the outer rotor forms a second fluid cavitation zone, an outer surface of the stationary rotor head includes a plurality of cavitation bores therein, and an inner surface of the outer rotor extends along the inner surface of the outer rotor. having a plurality of second funnel sections spaced apart in a direction, each second funnel section terminating at a second discharge section, each second funnel section including a second ramp, each second discharge section adjacent thereto; Fluid entering the second fluid cavitation zone is heated by interaction of the second funnel zone with the second ramp, the bore of the rotor head, and the outer rotor rotation.
본 발명의 실시예에 따르면 상기 캐비테이션 장치는 수평 길이방향 축을 갖고, 상기 각각의 제1 배출 구역은, 상기 수평 길이방향 축을 가로지르는 단면에서 볼 때, 유체를 가열하기 위한 6시 위치에 있고, 유체를 냉각하기 위한 3시 또는 9시 위치에 있다. According to an embodiment of the present invention, the cavitation device has a horizontal longitudinal axis, each of the first discharge zones, when viewed in cross section transverse to the horizontal longitudinal axis, is at a 6 o'clock position for heating a fluid; 3 o'clock or 9 o'clock position for cooling.
본 발명의 실시예에 따르면 상기 캐비테이션 장치는 수평 길이방향 축을 갖고, 상기 제1 배출 구역과 제2 배출 구역의 각각은, 상기 수평 길이방향 축을 가로지르는 단면에서 볼 때, 유체를 가열하기 위한 6시 위치에 있고, 유체를 냉각하기 위한 3시 또는 9시 위치에 있다.According to an embodiment of the present invention, the cavitation device has a horizontal longitudinal axis, and each of the first discharge zone and the second discharge zone, when viewed in a cross section transverse to the horizontal longitudinal axis, has a 6 o'clock position for heating a fluid. position, and at the 3 o'clock or 9 o'clock position for cooling fluid.
본 발명의 실시예에 따르면 상기 하우징의 내면 상의 상기 제1 배출 구역에 상기 제1 퍼널 구역은 상기 내면에 대하여 직각으로 형성된 면을 갖는다.According to an embodiment of the present invention, the first funnel section of the first discharge section on the inner surface of the housing has a surface formed at right angles to the inner surface.
본 발명의 실시예에 따르면 상기 하우징의 내면 상의 상기 각각의 제1 배출 구역에 있는 상기 각각의 제1 퍼널 구역은 상기 하우징의 내면에 대하여 직각으로 형성된 면을 갖고, 상기 외부 회전자의 내면 상의 상기 각각의 제2 배출 구역에 있는 상기 각각의 제2 퍼널 구역은 상기 외부 회전자의 내면에 대하여 직각으로 형성된 면을 갖는다.According to an embodiment of the present invention, each of the first funnel sections in the respective first discharge sections on the inner surface of the housing has a surface formed at right angles to the inner surface of the housing, and Each of the second funnel sections in each of the second discharge sections has a surface formed at right angles to an inner surface of the outer rotor.
본 발명의 실시예에 따르면 캐비테이션 장치 시스템으로서, a) 상기 장치, b) 상기 하우징으로의 입구와 연통하는 유입수 탱크, c) 상기 하우징의 출구와 연통하는 상기 배출수 해머 탱크, d) 모터 샤프트를 갖는 모터로서, 상기 외부 회전자가 상기 모터 샤프트에 장착되는 모터, e) 상기 모터의 속도를 제어하기 위한 모터 제어기, f) 상기 장치를 위한 유입 유체와 유출 유체를 감시하는 온도 게이지 및 g) 상기 유입수 탱크에 대한 입구와 상기 배출수 해머 탱크에 대한 출구 사이의 크로스오버 파이프를 포함하는, 캐비테이션 장치 시스템이다.According to an embodiment of the present invention, a cavitation device system comprising: a) the device, b) an inlet water tank communicating with an inlet to the housing, c) the outlet water hammer tank communicating with an outlet of the housing, d) a motor shaft. A motor, wherein the external rotor is mounted on the motor shaft, e) a motor controller for controlling the speed of the motor, f) a temperature gauge monitoring the inlet and outlet fluids for the device, and g) the influent tank. and a crossover pipe between an inlet to the blowdown hammer tank and an outlet to the blowdown hammer tank.
본 발명의 실시예에 따르면 상기 외부 회전자는, 상기 장치에 내부 베어링이 없도록 캔틸레버 구성으로 상기 모터 샤프트에 장착되는, 캐비테이션 장치 시스템이다.According to an embodiment of the present invention, the external rotor is a cavitation device system mounted on the motor shaft in a cantilever configuration so that the device does not have an internal bearing.
본 발명의 실시예에 따르면 캐비테이션을 이용하여 유체를 열적 변경하는 방법으로서, a) 상기 장치를 제공하는 단계, b) 상기 입구에 유체를 도입하는 단계, c) 캐비테이션 보어와 기포의 정렬을 개선하도록 상기 외부 회전자를 속도 제어하면서 회전시켜 상기 유체를 가열하는 단계 및 d) 상기 출구로부터 열적으로 변경된 유체를 배출하는 단계를 포함한다.According to an embodiment of the present invention there is provided a method for thermally modifying a fluid using cavitation, comprising a) providing the device, b) introducing a fluid into the inlet, c) improving alignment of a bubble with a cavitation bore. heating the fluid by rotating the external rotor while controlling its speed; and d) discharging the thermally altered fluid from the outlet.
본 발명의 실시예에 따르면 캐비테이션을 이용하여 유체를 열적으로 변경하는 방법으로서, a) 상기 장치를 제공하는 단계, b) 상기 입구에 유체를 도입하는 단계, c) 캐비테이션 보어와 기포의 정렬을 개선하도록 상기 외부 회전자를 속도 제어하면서 회전시켜 상기 유체를 가열하는 단계, d) 상기 출구로부터 열적으로 변경된 유체를 배출하는 단계 및 e) 상기 제어 시스템을 포함한다.According to an embodiment of the present invention there is provided a method for thermally modifying a fluid using cavitation, a) providing the device, b) introducing the fluid into the inlet, c) improving the alignment of the cavitation bore and the bubble. heating the fluid by rotating the external rotor while speed-controlled to do so, d) discharging the thermally changed fluid from the outlet, and e) the control system.
본 발명의 실시예에 따르면 상기 유체는 물이다.According to an embodiment of the invention the fluid is water.
본 발명의 실시예에 따르면 상기 유체는 정제된다. According to an embodiment of the invention the fluid is purified.
본 발명은 하우징에 설치된 수축 형태부에 의해 캐비테이션 단차, 방향성 및 바운스 범퍼, 및 공정 무결성 및/또는 캐비테이션 공정에 연관된 파괴력의 감소/제거에 중요한 형성된 캐비테이션 기포의 속도 및 방향 제어를 가능하게 하도록 하며, 수축 형태부와 캐비테이션 본체 사이의 액체를 가열하기 위한 자유 수축 퍼널(funnel)을 포함한다.The present invention enables control of the velocity and direction of cavitation steps, directional and bounce bumpers, and formed cavitation bubbles, which are important for process integrity and/or reduction/elimination of destructive forces associated with cavitation processes, by means of shrinkage features installed in housings, It includes a free shrinking funnel for heating the liquid between the shrinking form and the cavitation body.
본 발명에서는 전체 캐비테이션 시스템의 필수 구성요소 및/또는 본 발명의 일부를 형성하는 캐비테이션 장비를 사용하기 위한 방법들이 노이즈 감소 및 공정 효율을 향상시킨다. The present invention provides methods for using cavitation equipment forming an integral component of and/or part of an overall cavitation system to reduce noise and improve process efficiency.
도 1은 본 발명의 일 실시예의 사시 분해도를 도시한다.
도 2는 상세를 나타내도록 일부분이 절단된 도 1의 장치의 상부를 도시한다.
도 3은 도 2의 III 선을 따라 절취한 단면도이다.
도 4는 도 3의 단면도의 확대 부분을 도시한다.
도 5는 도 4의 일부를 더욱 확대하여 도시한 도면이다.
도 6은 표준 2차원 방식으로 모터 속도와 배출시 계산된 유체 속도에 대한 배출 위치 및 캐비테이션 보어 위치를 도시한다.
도 7은 캐비테이션 헤드 내의 전형적인 원통형 유체 경로를 3차원으로 도시한다.
도 8은 캐비테이션 보어에 대한 유체의 균일한 배출 속도를 제공하도록 서로에 대한 범퍼들의 일반적인 위치를 3차원으로 도시한다.
도 8a는 배출 터널의 입구 지점에서의 도 8의 단면을 도시한다.
도 8b는 배출 터널을 향한 도 8의 단면을 도시한다.
도 9는 캐비테이션 공정의 속도 제어를 필요로 하는 온도 변화에 따라 가변하는 물의 물리적 특성의 표를 도시한다.
도 10은 음의 파괴력 없이 제어되는 3차원 캐비테이션 공정을 생성하기 위한 전체 시스템 요건을 도시한다.1 shows an exploded perspective view of one embodiment of the present invention.
FIG. 2 shows a top view of the device of FIG. 1 with portions cut away to show details.
3 is a cross-sectional view taken along line III of FIG. 2 .
Figure 4 shows an enlarged portion of the cross-sectional view of Figure 3;
FIG. 5 is an enlarged view of a portion of FIG. 4 .
Figure 6 plots the ejection position and cavitation bore position versus the motor speed and the calculated fluid velocity upon ejection in a standard two-dimensional manner.
7 shows a three-dimensional view of a typical cylindrical fluid path within a cavitation head.
Figure 8 shows in three dimensions the general positioning of the bumpers relative to each other to provide a uniform discharge velocity of fluid to the cavitation bore.
Figure 8a shows the cross-section of Figure 8 at the entry point of the discharge tunnel.
Figure 8b shows the cross-section of Figure 8 towards the discharge tunnel.
Figure 9 shows a table of physical properties of water that vary with temperature change, which requires rate control of the cavitation process.
10 shows the overall system requirements for creating a controlled three-dimensional cavitation process without negative disruptive forces.
캐비테이션 현상 및 액체 가열시 캐비테이션 현상을 이용하는 것은 종래 기술에 잘 알려져 있다.The phenomenon of cavitation and the use of cavitation in liquid heating are well known in the prior art.
캐비테이션 진공 기포는, 액체의 저압 압력 부분에서, 주로 액체가 고속으로 흐르는 영역에서 생성된다. 이 현상은, 중앙 펌프에서 및 선박 프로펠러 또는 수력 터빈 부근에서 흔히 발생하며, 회전하는 프로펠러 및 영향을 받는 모든 재료의 표면을 광범위하게 침식할 수 있다.Cavitation vacuum bubbles are created in the low-pressure part of the liquid, mainly in the region where the liquid flows at high speed. This phenomenon is common in central pumps and in the vicinity of ship propellers or water turbines, and can extensively erode the surface of the rotating propeller and any material affected.
이 현상은, 진동과 노킹 같은 노이즈를 동반하며, 흐름 패턴을 왜곡하고, 연관된 엔진의 효율을 감소시킨다. 프로펠러 또는 터빈 블레이드가 제조되는 재료와 관계없이, 캐비테이션은, 가장 단단한 합금도 글자 그대로 먹어치워 표면에 미세한 구멍과 캐비티를 생성함으로써, 각 표면을 침식한다. 그 현상의 이름은, 캐비테이션은 캐비티의 생성을 의미한다는 점에 기원한다. 상술한 이유로 인해, 캐비테이션은 일반적으로 제거해야 할 현상이다.This phenomenon, accompanied by noise such as vibration and knocking, distorts the flow pattern and reduces the efficiency of the associated engine. Regardless of the material a propeller or turbine blade is made of, cavitation literally eats away at even the hardest alloys, eroding each surface by creating microscopic holes and cavities in the surface. The phenomenon's name comes from the fact that cavitation means the creation of cavities. For the reasons mentioned above, cavitation is generally a phenomenon to be eliminated.
캐비테이션 진공 기포는, 일반적으로 크기가 겨우 수 밀리미터로 작으며, 액체 분자들 사이의 고속 액체 흐름의 압력의 갑작스런 감소에 의해 생성된다. 기포는, 고압 유체의 압력이 갑자기 떨어지면, 고압 영역에 진입할 때 충돌하거나, 또는 폭발하여 공간을 방울들로 고르게 충전한다. 작은 캐비티가 방울들 및 방울 분자들 간에 생성되어, 글자 그대로 진공 기포를 생성한다. 이러한 진공 기포의 후속 충돌은 작은 충돌 노이즈 및 광 방출을 동반한다. 다량의 액체 분자가 충돌하면, 균열, 튀는 소리, 및 덜컹거리는 노이즈가 발생한다. 기포들이 충돌하면, 상당한 열 및 광 에너지의 형태로 기포에 저장된 에너지가 방출된다. 에너지는, 다양한 주파수에서 확산되고, 이웃 분자들에 의해 흡수되어, 해당 분자의 온도를 상승시킨다. 달리 말하면, 생성되는 기체가, 포화된 기체의 높은 온도와 압력이 분자 부착을 파괴하고 기포들이 갑자기 분열될 수 있는 상태에 도달하게 된다. 그 결과, 고온은 주위의 유체 분자들에 의해 흡수되어, 유체를 가열하게 된다. 캐비테이션 공정 동안 발생하는 열은, 임의의 박테리아, 바이러스, 중금속, 및 기타 유체 오염물을 유체로부터 제거하는 데 충분하므로, 정제의 추가 혜택을 제공한다. 실제로, 정제된 유체는 3차원 캐비테이션 공정을 제어하는 데 가장 적합하다.Cavitation vacuum bubbles, typically only a few millimeters in size, are created by a sudden decrease in the pressure of a high-velocity liquid stream between liquid molecules. Bubbles collide when entering the high-pressure region, or explode, evenly filling the space with droplets, if the pressure of the high-pressure fluid suddenly drops. Small cavities are created between the droplets and droplet molecules, literally creating vacuum bubbles. Subsequent collisions of these vacuum bubbles are accompanied by small collision noises and light emission. When large amounts of liquid molecules collide, cracks, splashes, and rattling noises occur. When the bubbles collide, the energy stored in the bubbles is released in the form of significant heat and light energy. The energy spreads out at various frequencies and is absorbed by neighboring molecules, raising the temperature of those molecules. In other words, the gas that is produced reaches a state where the high temperature and pressure of the saturated gas breaks molecular attachments and bubbles can suddenly break apart. As a result, the high temperature is absorbed by surrounding fluid molecules, heating the fluid. The heat generated during the cavitation process is sufficient to remove any bacteria, viruses, heavy metals, and other fluid contaminants from the fluid, providing the added benefit of purification. In fact, purified fluids are best suited for controlling three-dimensional cavitation processes.
다시 말해서, 액체를 가열하는 데 이 현상을 이용하는 것은 수년 동안 공지되어 있었다. 그러나, 액체를 가열하기 위한 캐비테이션을 생성하는 것은, 예를 들어, 전기 엔진에 의해 작동하는 회전체를 사용함으로써 간접적이었으며, 직접 전기를 사용하여 액체를 가열하는 것보다 비용이 많이 든다. 반면, 다른 경제적인 전원, 예를 들어, 터빈, 휘발유 또는 엔진 등을 이용할 수 있다면, 상황은 달라진다. 이러한 전원을 사용함으로써, 정제되고 가열된 액체를 직접 생성할 수 있다.In other words, using this phenomenon to heat liquids has been known for many years. However, generating cavitation to heat the liquid has been indirect, for example by using a rotating body operated by an electric engine, and is more expensive than heating the liquid directly using electricity. On the other hand, the situation is different if other economical power sources are available, such as turbines, petrol or engines. By using this power source, it is possible to directly produce a purified and heated liquid.
상술한 Griggs 특허 문헌에서 예시된 바와 같은 시스템에서, 유체를 선택된 고속으로 폐쇄 시스템에서 순환시키고 좁은 채널을 통과하게 하면, 유체가 팽창 부분(캐비테이션 보어) 내로 갑자기 유입되고, 캐비테이션을 생성하는 데 필요한 감압이 발생한다.In a system as exemplified in the above-mentioned Griggs patent document, when fluid is circulated in a closed system at a selected high speed and passed through a narrow channel, the fluid is suddenly drawn into the expansion section (cavitation bore) and the pressure required to create cavitation is created. this happens
캐비테이션은, 파괴적인 특성, 과도한 열 발생, 높은 배출 압력, 및 노이즈 때문에 일반적으로 유해한 현상이다. 그러나, 본 발명은, 회전 캐비테이션 본체(rotating cavitation body)와 그 본체를 수용하는 하우징의 내면 및 선택적으로 회전 캐비테이션 본체의 내면과 이차 고정형 회전자 헤드를 사이에 수축부 또는 간섭부를 설치함으로써 개선된 캐비테이션 장치를 제조할 수 있다는 인식에 기초한다. 이 경우, 진공 기포들이 연속적으로 폭발하는 것을 보장한다. 간섭부 또는 수축부를 갖는 하우징의 내부를 설계함으로써, 가열될 액체가 폭발시 보어 내의 진공 기포를 둘러싸고, 캐비테이션 노이즈가 감소될 수 있고, 캐비테이션의 유해한 영향이 감소 또는 제거될 수 있다.Cavitation is a generally detrimental phenomenon because of its destructive nature, excessive heat generation, high exhaust pressure, and noise. However, the present invention provides a rotating cavitation body, an inner surface of a housing accommodating the body, and optionally an inner surface of the rotating cavitation body and a secondary fixed rotor head by installing a contraction or interference portion between the improved cavitation It is based on the perception that the device can be manufactured. In this case, it is ensured that the vacuum bubbles burst continuously. By designing the interior of the housing with an interference portion or constriction portion, the liquid to be heated encloses the vacuum bubble in the bore upon explosion, cavitation noise can be reduced, and the detrimental effects of cavitation can be reduced or eliminated.
본 발명은, 일 양태에서, 적어도 하나의 엔진, 하우징, 가열될 액체, 가열될 액체 내에서 회전하며 엔진에 의해 구동되는 회전 캐비테이션 본체를 포함하는, 가열되고 정화된 액체를 생성하는 캐비테이션 장치이다. 엔진은 전기 엔진일 수 있지만, 증기 또는 내연 기관 또는 터빈의 회전 샤프트를 또한 사용하여 캐비테이션 장비를 구동할 수 있다. 고정형 회전자 헤드는, 제2 액체 가열 구역을 형성하도록 회전 캐비테이션 본체의 내부에 배치될 수 있다. 본 발명은, 또한, 장치의 작동 방법을 포함하며, 이러한 방법은, 당업계에 공지된 바와 같이 가열된 유체의 캐비테이션 목적 및 후속 사용을 위해 장치에 예컨대 물인 유체를 광범위하게 공급하는 것을 포함한다. 물은 바람직한 유체이지만, 필요하다면 장치를 사용하여 임의의 유체를 가열 및 정화할 수 있다.The present invention is, in one aspect, a cavitation device for producing a heated and purified liquid comprising at least one engine, a housing, a liquid to be heated, and a rotating cavitation body that rotates within the liquid to be heated and is driven by the engine. 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 equipment. A stationary rotor head may be disposed inside the rotating cavitation body to form a second liquid heating zone. The present invention also includes a method of operating the device, which method includes extensively supplying a fluid, eg water, to the device for cavitation purposes and subsequent use of the heated fluid as is known in the art. Water is the preferred fluid, but the device can be used to heat and purify any fluid if desired.
본 발명의 장점은, 회전 캐비테이션 본체와 회전자 헤드가 존재하는 경우 회전 캐비테이션 본체와 회전자 헤드에 캐비테이션 보어를 구비함으로써 의해 증폭된다. 회전 캐비테이션 본체의 경우, 그 외면에는 캐비테이션 보어가 끼워지며, 이는 Griggs 특허 문헌과 상당히 유사하다. 회전 캐비테이션 본체와 주변 하우징 사이의 보어와 챔버는 캐비테이션 흐름 구역을 형성한다. 고정형 회전자 헤드를 사용하는 실시예에서, 회전자 헤드의 외면에는, 또한, 회전 캐비테이션 본체의 내면과 대면하도록 캐비테이션 보어가 끼워지며, 이것은 일반적으로 링 형상이다. 이는, 유체의 캐비테이션을 향상시키도록 회전 캐비테이션 본체와 회전자 헤드 사이에 추가 유체 캐비테이션 흐름 구역을 생성한다.The advantages of the present invention are amplified by having cavitation bores in the rotating cavitation body and the rotor head when present. In the case of the rotating cavitation body, the outer surface is fitted with a cavitation bore, which is very similar to the Griggs patent document. The bores and chambers between the rotating cavitation body and the peripheral housing form the cavitation flow zone. In the embodiment using the stationary rotor head, the outer surface of the rotor head is also fitted with a cavitation bore so as to face the inner surface of the rotating cavitation body, which is generally ring-shaped. This creates an additional fluid cavitation flow zone between the rotating cavitation body and the rotor head to enhance cavitation of the fluid.
본 발명의 일 실시예는 도 1 내지 도 10에 도시되어 있다. 장치는, 참조번호 10으로 표시되고, 샤프트 밀봉부(7)를 포함하는 직접적인 구동 샤프트(3)를 통해 회전 캐비테이션 본체 또는 외부 회전자(5)를 회전시키는 데 사용되는 외부 모터(1)를 포함한다. 샤프트(3)는 하우징(9)의 단부(8)의 개구(6) 및 외부 회전자(5)의 개구(12)를 통해 연장된다. 외부 회전자(5)는 임의의 수치의 속도로 회전될 수 있으며, 이것은 가열되는 유체의 점도에 의존한다. 전형적인 속도는 유체의 최적의 캐비테이션을 생성하도록 2500rpm 내지 4000rpm이며, 이러한 속도는 Griggs 특허 문헌에 개시된 속도와 유사하다. 그러나, Griggs 특허 문헌을 개선하고 캐비테이션 보어(33, 37)로 배출되는 캐비테이션 기포를 3차원으로 정확하게 위치시키기 위해, 방향성 및 바운스 범퍼와 함께 가변 속도 제어기(301)를 사용하여 장치(10)에 대한 모터 속도를 조정한다. 이것은 장치(10)의 배출 구역(31, 35)에서 유체의 수평 속도 VX, 수직 속도 VY, 및 3차 속도 VZ를 결정하는 정확한 샤프트 속도 Sv를 생성하는 데 중요하다. 유체는, 배출 퍼널 내에서 압축되고, 지향되고, 임의의 특정한 모터 속도에서 캐비테이션 헤드를 갖는 캐비테이션 배출 구역의 실제 수를 결정하는 데 있어서 캐비테이션 구역들(도 6) 사이의 물리적 호 길이 LA에 의해 결정되는 특정 속도 FV로 방출된다. 유체의 속도 FV가 조정될 수 있으므로, 유체 분자가 경로 LA를 따라 이동하는 데 걸리는 시간의 결정이 이루어질 수 있고, 배출 구역(31, 35)에서의 유체의 수평 성분과 수직 성분이 계산될 수 있다. 곡선 운동 수평 속도는 함수 VX = dx / dt로서 결정되는 한편, 수직 속도는 Vy = dy / dt이고, 3차 속도는 VZ = dz / dt이다. 방향성 및 바운스 범퍼는, dz 성분을 제거하고 이에 따라 dx 및 dy에 대한 해를 구함으로써 3차 속도 VZ를 제로로 유도하도록 설계되며, 조정을 위해 캐비테이션 보어(33, 37)의 위치 및 시간에 대한 보어들(BA) 사이의 거리(즉, 모터 속도)를 결정할 수 있다. 도 6은, 두 개의 캐비테이션 보어만을 도시하고 있지만, 도 3에 도시된 바와 같이 캐비테이션 보어가 외부 회전자의 둘레를 따라 연장될 수 있다는 점을 이해해야 한다.One embodiment of the present invention is shown in Figures 1-10. The device, denoted by the
내부 베어링이 없는 회전자 하우징(9)이 제공된다. 내부 베어링이 존재한다는 것은, Fabian 특허 문헌의 결함이 있는 형태이며, 이 설계에서와 같이, 베어링은 캐비테이션 공정 동안 베어링으로의 유체의 열 전달에 의해 직접적으로 영향을 받는다. 이에 따라, 모터(1)의 샤프트(3)는, 하우징(9)을 통해 연장되고, 캔틸레버 구성으로 회전하도록 외부 회전자(5)를 지지한다. 모터는, 샤프트(3)가 하우징(9)을 통해 연장될 때 밸런싱된 외부 회전자(5)를 지지하도록 모터의 일반적인 베어링 및 내부 베어링보다 긴 샤프트(3)를 갖는다. 하우징(9)은, 외부 회전자(5)를 수용하기 위한 형상을 갖는 캐비티(11)를 형성한다. 종래의 샤프트 밀봉부(도시하지 않음)는 밀봉을 목적으로 모터 샤프트(3)와 하우징(9) 사이에 위치된다. 모터 샤프트의 캔틸레버 배치 및 베어링을 샤프트 지지용 모터와 연결함으로써, 종래 기술의 장치에서의 베어링 고장 문제점이 제거된다.A
작동 중에, 유체, 예를 들어, 물은 장치(10)의 작동 중에 유체에 대한 모터의 최적의 조정된 속도에 기초하는 비율로 캐비티(11) 내로 도입된다. 외부 회전자(5)가 하우징 내에 위치될 때, 외부 회전자(5)의 외면(13)은 하우징(9)의 내면(15)을 대면한다. 이러한 2개의 표면(13, 15) 사이에 갭(17)이 존재하며, 이 갭(17)은, 3개의 측방향 캐비테이션 구역(215)으로 이루어진 장치(10)를 위한 하나의 유체 가열 구역으로 된다.During operation, a fluid, for example water, is introduced into the
도 1 내지 도 10의 실시예에서는, 구역(17)을 가열하기 위한 3개의 배출 구역(31, 35) 및 구역(25)을 가열하기 위한 동일한 구성의 3개 세트 때문에 6개의 유체 가열 구역이 존재하며, 이에 따라 총 18개의 캐비테이션 구역(215)이 존재한다. 이 수치는, 선택된 모터 속도와 부합하는 추가 호 길이 LA에 대한 캐비테이션 헤드의 크기를 변경함으로써 증가 또는 감소될 수 있다. 이것은, 특정 회전 피치 또는 구성으로 이차 회전자 헤드(19)를 제공함으로써 달성되며, 유체의 에너지를 향상시키도록 외부 회전자(5)와 유사한 물리적 특성을 갖는다. 회전자 헤드(19)의 외면(21)은 외부 회전자(5)의 내면(23)과 갭을 사이에 두고서 대면한다. 갭은 장치(10)의 다른 유체 가열 구역(25)을 형성한다.In the embodiment of Figures 1-10 there are six fluid heating zones due to three
또한, 하우징 커버(27)가 제공된다. 하우징 커버(27)는, 회전자 헤드(19)와 외부 회전자(5)를 포함하는 밀봉된 캐비테이션 챔버를 형성하도록, 공지된 임의의 체결 기술을 사용하여 하우징(9)과 결합한다. 회전자 헤드(19)는, 회전자 헤드(19)의 외부면 또는 외면(21)과 외부 회전자(5)의 내면(23) 사이의 제2 유체 가열 구역으로서 갭(25)을 생성하도록 종래의 임의의 방식으로 하우징 커버(27)에 장착된다. 장착의 일례로, 개구(26)가 적절한 파스너와 함께 사용될 수 있다.Also, a
외부 회전자(5)와 회전자 헤드(19), 및 하우징(9)과 커버(27)를 위해 선택되는 재료는 최적의 성능 및 안전성을 위해 선택된다. 하우징(9)과 커버(27)용 재료의 예는, 예컨대, 폴리아미드와 같은 중합체를 포함한다. 외부 회전자(5)와 회전자 헤드(19)는 알루미늄 또는 그 합금 또는 스테인리스 강과 같은 금속 재료로 제조될 수 있다.The materials chosen for the
가열 또는 정제될 유제는 하우징 커버(27) 상에 위치하는 흡기 포트(29)를 통해 캐비테이션 장치(10) 내로 도입된다. 흡기 포트(29)의 위치는, 변경될 수 있지만, 고정된 내부 회전자 헤드(19)와 외부 회전자(5) 사이에 위치하는 제2 유체 가열 구역(25)에 유체가 진입하도록 위치되는 것이 바람직하며, 도 4를 참조하기 바란다.The emulsion to be heated or purified is introduced into the
캐비테이션 구역(17 및 25)은 최적의 캐비테이션이 발생할 수 있도록 하는 특별한 성질을 갖는다. 도 8은 이러한 특성의 위치를 도시한다. 회전자 하우징(9)의 내면(15) 및 외부 회전자(5)의 내면(-23)은, 방향 경로 상의 물을 해당 범퍼의 각각의 램프부(31, 35)로 전달하도록 방향성 범퍼(201, 203) 및 바운스 범퍼(202 및 204)를 각각 갖는다. 이들 표면의 방향성 범퍼(201 및 203)는 긴 한편, 도 7의 3차 도면에 도시된 바와 같이 바운스 범퍼(202 및 204)는 길이가 짧고, 물이 자연스러운 유체 방향 Fd를 따라 램프 구역(31, 35)으로 전달될 수 있게 한다. 이들 범퍼의 각 세트는, 유체 분자가 원통형 운동으로 이동하기 위한 시간 변동을 수용하고 이에 따라 캐비테이션 구역(33, 37) 위치의 결정시 캐비테이션 구역 속도 성분 VX, VY, VZ를 적용하도록 내측 시리즈 내지 중간범위 시리즈가 참조번호 212로 오프셋되는 한편 중간범위 시리즈 내지 외측 시리즈가 참조번호 213으로 오프셋 되도록 오프셋된다. 이는, 내부 회전자(21) 및 외부 회전자(5)가 표준 제조 공정에 부합할 수 있게 한다.
또한, 배출되는 유체 경로가 3차원으로 될 수 있게 함으로써, 캐비테이션 보어(33, 37)의 위치결정 및 형성에 관한 기하학적 제조 문제를 제시하게 되고, 캐비테이션 보어(33, 37)로의 유체의 2차원 배출을 용이하게 하도록 방향성 범퍼(201, 203)와 바운스 범퍼(202, 204)의 수직 섹션(210)이 제공된다. 캐비테이션 보어(33, 37)는 2차원 평면에 위치하며, 그 이유는 3차 속도 VZ가 제로로 유도되었기 때문이며, 이때, 배출 구역(215)과 캐비테이션 보어(33, 37) 사이의 거리는 유체의 속도 FV와 직접적으로 상관된다. 캐비테이션 보어(33, 37)의 정렬에 대하여 배출 유체를 정확하게 위치시킴으로써, 파괴적 캐비테이션 기포가 캐비테이션 보어 없는 섹션에 제어불가능하게 배출되는 것을 방지한다. 이는, 방향성 범퍼(201)와 바운스 범퍼(202) 사이의 퍼널 구역(205)에서의 외부 회전자(5)의 내면(23)의 형상에 의해 달성된다. 이러한 램프면은, 장치(10)의 중심 및 길이방향 축 A로부터 측정시 방사상 거리로 예시되는 나선 형상을 갖는다. 도 3을 참조해 볼 때, 장치의 중심 축 지점으로부터 측정될 때의 한 반경 R3는, 반경 R3가 다른 반경 R4보다 작은 것이다. 외부 회전자(5)의 내면(23)의 반경 및 나선 형상의 이러한 차이는 파 램프(wave ramp; 31)를 생성한다. 이 구성은, 파 램프(31)에서의 캐비테이션 진공 기포의 형성에 중요한 압력 차분을 생성한다.In addition, by allowing the discharged fluid path to be three-dimensional, it presents a geometric manufacturing problem related to the positioning and formation of the cavitation bores 33 and 37, and the two-dimensional discharge of the fluid into the cavitation bores 33 and 37.
회전자 헤드 외면(21)은, 주어진 깊이 및 원주의 다수의 이격된 캐비테이션 보어(33)로 구성된다. 보어들(33)은, 파 램프(31) 및 외부 회전자(5)의 내면(23)의 나선 형상과 협력하여 회전자 헤드(19)의 캐비테이션 보어들(33)의 규칙적 배열에서 연속적이고 성장하는 진공 기포 발생을 생성한다. 열은, 회전자 헤드(19) 또는 캐비테이션 보어(33)에 실질적으로 파괴적인 영향을 주지 않으면서 유체의 캐비테이션 공정을 통해 발생한다. 작동 중에, 외부 회전자(5)는 시계 방향으로 회전하고 있으며, 도 4를 참조한다. 유체는 외부 회전자(5)의 회전 사이클 동안 압축되고, 유체 캐비테이션 구역(25 및 17)에서 압력이 증가한다. 파 램프(31 및 35)로의 진입은 급격한 압력 손실을 발생시키는 팽창 영역을 제공하며, 이러한 압력 감소는, 캐비테이션 기포의 형성 및 캐비테이션 보어(33 및 37)에서의 후속 폭발을 허용한다.The rotor head
유체는, 구역(25)에 진입한 후, 외부 회전자(5)의 후면(36)에서 다수의 포트(34)를 통해 구역(25)으로부터 유출된다. 이어서, 이렇게 유출되는 유체는, 하우징(1)의 내면(15)과 외부 회전자(5)의 외면(13) 사이의 공간에 형성된 다른 유체 캐비테이션 구역(17)에 진입한다. 사실상, 유체는, 회전자 헤드의 외면(21)과 외부 회전자(5)의 내면(23) 사이의 구역(25)에서 발생하는 제1 캐비테이션 공정으로의 회전하는 유체 흐름 방향의 반대 방향인 이차 캐비테이션 공정으로 도입된다.After entering the
하우징(1)은, 도 3에 도시된 방사상 차이에 의해 형성된 대응하는 파 램프(35)와 함께 내면(15) 상에 유사한 나선형 구성을 갖추고 있다. 즉, 반경 R1은, 방향성 범퍼(203)와 바운스 범퍼(204) 사이의 터널 구역(205)에 파 램프(35)를 형성하도록 반경 R2보다 작다.The
외부 회전자(5)는, 회전자 헤드(19) 내의 캐비테이션 보어와 마찬가지로, 캐비테이션 보어(37)를 포함한다.The
제1 가열 구역(25)으로부터 유출되는 유채는 제2 가열 또는 캐비테이션 구역(17)에 도입된다. 이어서, 그 내부에 있는 회전하는 유체는, 유체가 회전자 헤드(19)의 보어들(33) 내로 도입될 때와 동일한 방식으로 외부 회전자 캐비테이션 보어들(37)의 규칙적인 배열부 내에 도입된다. 챔버(17)와 챔버(25) 간에 다른 점은 파(31)와 파(35)의 배향이다. 파 램프(35)는 파 램프(31)와는 반대 방향으로 구성된다.The rapeseed from the first heating zone (25) is introduced into the second heating or cavitation zone (17). The rotating fluid therein is then introduced into the regular array of outer rotor cavitation bores 37 in the same way as fluid is introduced into the
다시 말하면, 도 3을 참조해 볼 때, 반경이 증가하는 나선은, 외부 회전자(5)의 표면(23)에 대해 시계 방향으로 이동하는데, 즉, 짧은 반지름 R3로부터 긴 반지름 R4로 이동한다. 하우징(9)의 표면(15)에 대해, 증가하는 반경은 반시계 방향으로 짧은 반경 R1로부터 긴 반경 R2로 이동한다. 이것은 파 램프(31, 35)의 면들이 서로 대향한다는 것을 의미한다. 도 5를 참조하면, 파 램프(35)는 직각 구성으로 도시된 면(39)을 갖는다. 그러나, 면(39)은 또한 경사질 수 있다. 나선형 구성은 최대 진공 기포 발생 및 이에 따른 열 발생 기포 폭발을 보장한다. 구역(17)과 구역(25)의 이중 밸런싱된 캐비테이션 공정은 동시에 발생한다. 따라서, 모터와 외부 회전자(5)의 단일 회전 사이클을 통해, 유체는 캐비테이션을 위해 두 번 처리된다.In other words, referring to Fig. 3, the helix of increasing radius moves clockwise relative to the
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 주요 파 램프들(31, 35)이 정지 상태에서 정렬되는 것이 캐비테이션 가열 공정에 바람직하다. 즉, 파 램프(31, 35)는 6시 위치에 있다.Also, as shown in Fig. 3, it is preferable for the cavitation heating process that the
하우징(1)은 고정되어 있고 장치는 샤프트 A가 수평이 되도록 배치될 것이므로, 이 위치에 파 램프(35)를 갖는 것은 문제가 되지 않는다. 이 위치에서 모터 연결 때문에 이동할 수 있는 외부 회전자(5)의 파 램프(31)를 갖기 위해, 한 방법은, 모터(1)가 동력을 제공하지 않는 경우 외부 회전자(5)가 내부 파 램프(31)와 외부 파 램프(35)에 대하여 적절한 기동 위치로 리턴하도록 다수의 유출 포트(34)에 의해 외부 회전자(5)를 밸런싱하는 것이다. 이러한 기동 위치에서, 공정 내에서의 유체의 최대 발열이 달성된다. 외부 회전자의 파 램프 위치가 6시 위치로부터 심지어 양측으로 90도까지 가변할 수 있지만, 캐비테이션 효율은 바람직한 기동 위치로부터 가변하는 경우 낮아진다. 또한, 파 램프(31, 35)는 6시 위치에 있는 것이 바람직한데, 이는 프라이밍 관점에서 볼 때 장치의 기동을 용이하게 하기 때문이다(장치가 액체 캐비테이션 장치뿐만 아니라 액체를 장치(10)로 유입하고 배출하는 펌프처럼 또한 기능하므로, 입력(29)이 파 램프(31)와 정렬된다). 6시 위치로부터 3시 또는 9시 방향으로 가변함으로써, 램프에서의 압력 강하를 감소시키고 및/또는 캐비테이션을 감소시킨다. 호 길이 LA의 가변과 함께 캐비테이션 구역(215)의 이러한 구성을 3시 또는 9시 위치 등의 다른 위치로 변경함으로써, 캐비테이션 장치는, 유체의 열을 흡수하여 냉각 효과를 발생시키면서 캐비테이션 장치의 비파괴적 성질을 유지한다.Since the
이어서, 캐비테이션되고 있는 유체는 저압(<1기압)에서 커버(9) 내의 유출 포트(41)를 통해 캐비테이션 장치(10)로부터 유출된다. 최대 효율을 달성하고 캐비테이션의 파괴적 요소를 제거하기 위해, 전체 시스템은, 가변 속도 모터 제어기(301), 배출 수격 탱크(303), 및 유입 저장 탱크(304)를 최소로 포함해야 한다. 배출 수격 탱크(303)는 가열되는 물의 적절한 노이즈 제어를 보장하는 12psi 내지 15psi로 설정되는 한편, 유입 저장 탱크(304)는 캐비테이션 장치(10)가 대기 유체 흐름에서 작동할 수 있게 한다. 물에 대한 도 9의 차트에서 알 수 있듯이, 각 유체의 물리적 특성은 온도 상승에 따라 달라지기 때문에, 캐비테이션 공정을 보장하도록 속도 제어를 위해 모터 속도를 지속적으로 조정하는 것이 중요하며, 특히, 캐비테이션 보어(33, 37)까지의 배출 구역(215)에 대한 거리를 제어한다. 임의의 주어진 온도 또는 다른 변수에서 모터 속도를 유체의 물리적 특성에 맞도록 조정함으로써, 비파괴적 캐비테이션을 위해 퍼널 구역(205)으로부터의 캐비테이션 보어(33, 37)까지의 거리가 유지되는 것을 보장한다. 추가 제어 패널(302)은, 캐비테이션 장치(10)의 흡입 및 배출의 프로브(307)에서 유체 온도를 감시함으로써 처리중인 유체에 대한 캐비테이션 공정의 최적화를 보장할 것이다. 또한, 제어 밸브(306)는, 정제와 같은 소정의 응용분야에 대한 시스템 성능을 향상시키도록 크로스오버(308)와 함께 배치될 수 있다. 가열된 유체는 가열된 유제를 사용하는 임의의 공지된 응용분야에서 사용될 수 있다.The fluid being cavitated then exits the
본 발명은, 하우징(9)의 회전하는 외부 회전자 외면(13)과 내면(15) 사이의 파 램프(35), 방향성 범퍼(203), 및 바운스 범퍼(204)를 포함하는 구역 또는 챔버(17, 25)에 수축 형태부 또는 간섭부, 및 회전자 헤드 외면(21)과 외부 회전자 내면(23) 사이의 파 램프(31), 방향성 범퍼(201), 및 바운스 범퍼(202)와 동일한 수축부 또는 간섭부를 갖춤으로써, 종래 기술의 캐비테이션 가열 장치의 공지된 문제점이 없는 캐비테이션 유체 가열 장치를 구비하고자 하는 목적이 달성될 수 있다는 실현에 기초한다. 하우징(1)의 내면(15) 및 외부 회전자(5)의 내면(23)을 이러한 방식으로 설계함으로써, 진공 기포가 폭발하는 것을 지속적으로 보장할 수 있다. 나선형 표면(15 및 23), 방향성 범퍼(201 및 203), 및 가열될 액체를 퍼널에 의해 이동시키는 바운스 범퍼(202 및 204)를 폭발시 보어 내의 진공 기포를 둘러싸도록 확실히 설계함으로써, 캐비테이션 노이즈가 감소되고, 또한, 캐비테이션의 다른 유해한 영향, 예를 들어, 구성 부품의 침식 등을 감소시키거나 제거한다.The present invention is a zone or chamber comprising a
Fabian 설계의 상당한 변형 예에서, 도 1 내지 도 10의 2개의 챔버 또는 구역 설계는, 하나의 챔버 설계일 뿐이며 단일 구동 모터를 사용하여 여전히 모든 기능을 발휘하도록 수정될 수 있음을 이해해야 한다. 따라서, 회전자 헤드(6)는, 캐비테이션 보어 없이 제조될 수 있고, 하우징(1)과 외부 회전자(5) 사이의 구역(17)에 액체를 공급하기 위한 도관으로서만 기능할 수 있다. 다른 일 실시예에서, 회전자 헤드(6)는, 캐비테이션 보어(37)를 갖는 외부 회전자(5), 특수하게 구성된 내면(15)을 갖는 하우징(9), 및 적절한 입구 및 출구 포트가 유체를 가열하기 위해 상호 작용하도록 제거될 수 있다. 본 발명의 이러한 구성은, 원하는 응용분야에 대한 특정한 에너지 효율을 위해 캐비테이션 장치(10)에 적응할 수 있는 다양한 모터 크기를 갖는 다수의 크기의 응용분야 구성을 허용한다.In a substantial variation of the Fabian design, it should be understood that the two chamber or zone design of FIGS. 1-10 is only a one chamber design and can be modified to still function fully using a single drive motor. Thus, the
단일 챔버 장치는 종래 기술 장치의 캐비테이션과 관련된 많은 문제점 없이 가열된 액체를 제공하지만, 도 1 내지 도 10의 실시예를 사용하는 것이 더 유리하며, 외부 회전자에는 고정된 회전자 헤드(19)가 설치되며, 이러한 회전자 헤드의 외면에는 추가 캐비테이션 보어(33)가 끼워진다. 연관된 시스템 구성요소와 함께 이 구성을 함께 이용함으로써, 회전자 펌프가 에너지 이용 대 소비의 상당히 증가된 비율로 열 에너지를 발생시킬 수 있는 한편, 음파(노이즈), 베어링 고장, 및 배출 압력 에너지의 큰 손실 등의 기존의 종래 기술 문제점을 극복할 수 있다.While single chamber devices provide heated liquid without many of the problems associated with cavitation in prior art devices, it is more advantageous to use the embodiment of FIGS. installed, and an additional cavitation bore 33 is inserted into the outer surface of the rotor head. By using this configuration together with associated system components, the rotor pump is able to generate thermal energy at a significantly increased ratio of energy use to consumption, while generating large amounts of sonic (noise), bearing failure, and discharge pressure energy. Existing prior art problems such as losses can be overcome.
본 발명은, 가열 또는 냉각 시스템, 유체 정제 및 분리, 및 진행을 완료하기 위해 열을 필요로 하는 임의의 유체 처리를 위해 유체를 전달하는 데 사용하기 위 한 열 에너지를 방출하는 것에 관한 것이다. 또한, 본 발명은, 종래의 보일러 시스템 또는 로(furnace)보다 전력을 적게 소비하는 캐비테이션 공정을 통해 에너지를 방출하고, 유사한 기능이 있는 정제 시스템의 에너지 및 설치 비용을 상당히 개선한다. 밸런싱된 내부 고정형 회전자(19), 외부 회전자(5), 파 램프(31 및 35), 방향성 범퍼(201 및 203), 바운스 범퍼(202 및 204), 및 일치하는 하우징(1)과 커버(27)는, 열적 특성을 유지하면서 에너지 소비의 반환의 증가된 비율로 열을 발생시키도록 고유한 물리적 특성을 제공한다.The present invention relates to the release of thermal energy for use in transferring fluids for heating or cooling systems, fluid purification and separation, and any fluid processing that requires heat to complete its process. In addition, the present invention releases energy through a cavitation process that consumes less power than conventional boiler systems or furnaces, and significantly improves the energy and installation costs of similarly functional purification systems. Balanced inner fixed rotor (19), outer rotor (5), par ramps (31 and 35), directional bumpers (201 and 203), bounce bumpers (202 and 204), and matching housing (1) and cover (27) provides unique physical properties to generate heat at an increased rate of return on energy consumption while maintaining thermal properties.
본 발명은, 열이 발생한 유체가 장시간 동안 유지되고 이에 따라 에너지 소비의 낮은 사이클을 필요로 하는 방식으로 이러한 고유한 성분 특성을 포함한다.The present invention incorporates these unique component properties in such a way that the heated fluid is maintained for a long time and thus requires low cycles of energy consumption.
본 발명은, 다단계 캐비테이션 공정이 고정적인 일차 캐비테이션 회전자 헤드를 통해 초기에 완료되고, 이때 외부 회전자가 초기 공정을 위한 원심력 소스로서 기능하고 또한 제2 단계의 캐비테이션 요소로서 기능하도록 고유한 것이다. 외부 회전자와 회전자 하우징 모두는 캐비테이션 공정을 향상시키도록 파 램프를 갖는다. 이는, 시스템이 캐비테이션 공정에서 방출되는 에너지를 최대화할 수 있게 하면서 유체의 상태를 기체로 변경하여 에너지가 손실되지 않도록 낮은 배출 압력을 유지할 수 있게 한다. 본 발명의 구성은, 캐비테이션 공정으로부터 일반적으로 연관된 노이즈를 최소화하고 제어하는 것이다.The present invention is unique in that the multi-stage cavitation process is initially completed via a stationary primary cavitation rotor head, with an external rotor serving as the centrifugal force source for the initial process and also as a cavitation element for the second stage. Both the outer rotor and rotor housing have wave ramps to enhance the cavitation process. This allows the system to maximize the energy released in the cavitation process while maintaining a low discharge pressure so that no energy is lost by changing the state of the fluid to gas. An aspect of the present invention is to minimize and control noise normally associated from the cavitation process.
전술한 바와 같이, 방향성 범퍼(201 및 203) 및 바운스 범퍼(202 및 204)를 갖는 표면(15 및 23)의 나선형 구성은 본 발명의 중요한 특징이다. 이 구성은 보어(33 및 37) 내의 진공 기포의 생성과 성장을 가능하게 한다. 보어(33 및 37) 내에서, 진공 기포들은 분자들 간에 생성되고 가열될 유체에 의해 둘러싸여진다. 기포들은, 실제로 폭발하지는 않지만, 캐비테이션 보어(33, 37)에 도달하면 충돌한다.As noted above, the helical configuration of
이 방법에 따르면, 외부 회전자(5)는 하우징(1) 내에 배치되고 구동 엔진(1)에 의해 회전된다. 회전 중에, 가열될 유체는 입구(29)를 통해 하우징(1) 내로 주입된다. 회전의 도움으로, 회전자 헤드(6)가 존재하는 경우, 회전자 헤드의 보어들(33) 내의 액체 분자들 간에 및 외부 회전자(5)의 보어들(37) 내에서 연속적으로 성장하는 진공 기포들이 생성된다. 일단 진공 기포들은, 캐비테이션 단차(31 또는 35)에 도달하면, 충돌한다. 가열될 유체는, 그렇지 않은 경우에는 챔버(25 및 17)를 통해 연속적으로 흐르고, 이때 진공 기포들은 퍼널 구역(205)을 통과한 후에 팽창하는 액체에서 충돌한다. 충돌시, 반대 방향으로 이동하는 액체 분자들이 폭발한다. 폭발 중에 발생하는 열은 주변 액체에 의해 흡수되고, 가열된 액체는 결국 출구(41)를 통해 추출된다.According to this method, an
본 발명에 따른 캐비테이션 장치의 장점은, 가열될 액체를 위해 설계된 흐름 채널을 사용하고 장비의 작동을 위한 절차를 사용함으로써 캐비테이션 현상의 유해한 효과를 성공적으로 제거하거나 감소시키는 것이다.An advantage of the cavitation device according to the invention is that the detrimental effects of cavitation phenomena are successfully eliminated or reduced by using flow channels designed for the liquid to be heated and by using procedures for the operation of the equipment.
전술한 실시예를 다시 참조할 때, 본 발명의 일 실시예는, 보어들을 갖는 단일 회전 캐비테이션 본체를 사용하며, 이들 보어는 캐비테이션 본체의 외면에 대하여 개방되어 있다. 이러한 캐비테이션 본체는, 하우징 내에서 회전하고, 하우징의 내면에 위치하는 캐비테이션 단차와 상호 작용한다. 이러한 회전 중에, 회전체의 보어 내에 진공 기포가 생성된다. 기포는, 결국 더는 보어에 구속되지 않고 캐비테이션 단차에 충돌하도록 성장한다. 이러한 충돌로 인해 액체 분자들이 폭발하며, 이것이 물의 가열을 일으키는 에너지 방출이다.Referring again to the foregoing embodiment, one embodiment of the present invention uses a single rotating cavitation body having bores, which bores are open to the outer surface of the cavitation body. This cavitation body rotates within the housing and interacts with the cavitation step located on the inner surface of the housing. During this rotation, vacuum bubbles are created in the bores of the rotating body. The bubble eventually grows to impinge on the cavitation step and is no longer confined to the bore. These collisions cause the liquid molecules to explode, releasing energy that causes the water to heat up.
다른 일 실시예에서는, 회전체의 외면 상에 있는 하나의 세트 및 회전체 내에 위치하는 정지된 제2 구성요소의 외면 상에 있는 다른 하나의 세트인, 보어들의 두 개의 세트가 존재한다. 이러한 이중 보어 실시예에서, 회전체의 외면 상의 보어들에 대한 캐비테이션 단차 또는 파 형태부는 하우징의 내면 상에 있다. 고정형 회전자 헤드의 외면 상의 보어들에 대한 캐비테이션 단차는 회전체의 내면 상에 있다.In another embodiment, there are two sets of bores, one set on the outer surface of the body of rotation and the other set on the outer surface of a stationary second component located within the body of rotation. In this double-bore embodiment, the cavitation step or wave form to the bores on the outer surface of the rotating body is on the inner surface of the housing. The cavitation steps to the bores on the outer surface of the fixed rotor head are on the inner surface of the rotating body.
본 발명의 시스템 구성은, 캐비테이션 장치가 에너지 이용 대 소비의 상당히 증가된 비율로 열 에너지를 발생시킬 수 있게 하는 한편, 음파(노이즈), 베어링 고장, 및 배출 압력 에너지의 큰 손실 등의 기존의 종래 기술 문제점을 극복할 수 있다. 제어 패널(302), 가변 속도 모터 제어기(301), 배출 수격 탱크(303), 유입 저장 탱크(304), 및 크로스오버(308)를 갖는 제어 밸브(306)로 이루어진 시스템은 캐비테이션 장치(10)의 기능을 향상시킨다.The system configuration of the present invention allows the cavitation device to generate thermal energy at a significantly increased ratio of energy use to consumption, while reducing the existing conventional effects such as sound waves (noise), bearing failures, and large losses of exhaust pressure energy. Technical difficulties can be overcome. The system consisting of a control panel (302), a variable speed motor controller (301), a discharge water hammer tank (303), an inlet storage tank (304), and a control valve (306) with a crossover (308) is a cavitation device (10). improve the function of
본 발명은, 기계적 수단을 통해, 평형 캐비테이션 노를 통해 30% 내지 70% 감소된 에너지 소비율(시스템 내의 유체 체적에 좌우됨)로 가열된 물을 생성한다.The present invention, through mechanical means, produces heated water through a balanced cavitation furnace with a 30% to 70% reduced energy consumption (depending on the fluid volume in the system).
본 발명의 다른 일 양태는 가열되는 유체, 예를 들어, 물의 밀도를 증가시키는 장치의 능력이다. 밀도가 높은 물을 가열하는 데 필요한 에너지가 적다고 알려져 있으므로, 물의 밀도를 증가시키면 유체 가열 공정의 효율을 증가시키는 데 도움이 된다.Another aspect of the present invention is the ability of the device to increase the density of a fluid being heated, for example water. Increasing the density of water helps to increase the efficiency of the fluid heating process, as it is known that less energy is required to heat dense water.
본 발명의 장치의 가열 효과를 감시하기 위한 테스트를 수행하였다. 이 테스트는, 가열될 물의 상이한 체적을 사용하여 캐비테이션 장치를 작동시키고, 유입수 온도, 물 체적 유속, 캐비테이션 장치의 유출수 온도, 장치에 공급되는 물의 온도, 구동 모터의 전력, 전기 소비, 전력 값, 전력 소비, 및 대기 온도를 감시하는 것을 포함하였다. 이 테스트에서는, 장치를 작동시키는 데 사용되는 전력에 비해 물에 가해지는 가열량 면에서 높은 효율을 나타내었다.A test was conducted to monitor the heating effect of the apparatus of the present invention. This test operates the cavitation device using different volumes of water to be heated, inlet water temperature, water volume flow rate, outlet water temperature of the cavitation device, temperature of the water supplied to the device, power of the drive motor, electricity consumption, power value, power Consumption, and ambient temperature monitoring. This test showed high efficiency in terms of the amount of heat applied to the water compared to the power used to operate the device.
이처럼, 본 발명은, 상술한 바와 같이 본 발명의 목적 각각을 충족시키고 캐비테이션을 이용하는 새롭고 개선된 유체 가열 장치를 제공하는 본 발명의 바람직한 실시예에 관하여 개시되었다.As such, the present invention has been disclosed with respect to a preferred embodiment of the present invention which meets each of the objectives of the present invention as described above and provides a new and improved fluid heating apparatus utilizing cavitation.
물론, 통상의 기술자는, 본 발명의 의도된 사상과 범위를 벗어나지 않고서 본 발명의 교시로부터의 다양한 변경, 수정, 및 개조를 고려할 수 있다. 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해서만 한정되고자 하는 것이다.Of course, those skilled in the art may consider various changes, modifications, and adaptations from the teachings of the present invention without departing from the intended spirit and scope of the present invention. The invention is intended to be limited only by the appended claims.
Claims (14)
가열된 유체를 위한 입구 및 상기 가열된 유체를 하우징으로부터 배출하기 위한 출구를 갖는 하우징;
축방향으로 연장된 모터 샤프트에 고정되며, 상기 하우징에 포함되고, 상기 하우징 내에서 회전하도록 구성된 외부 회전자를 포함하고,
상기 외부 회전자는 상기 외부 회전자의 외면에 배열된 복수의 캐비테이션 보어를 갖고, 상기 외부 회전자는, 상기 외부 회전자의 외면과 상기 외부 회전자의 외면, 축방향에서 연장되는 하우징의 내면 및 하우징 원주 방향에 대면하는 하우징의 내면 사이에 유체 가열 구역을 형성하도록 상기 하우징 내에 배치되고,
상기 외부 회전자의 보어를 포함하는 외면에 대면하는 상기 하우징의 내면은 하우징 원주 방향에서 상기 내면을 따라 연장되는 복수의 제1 퍼널 구역을 갖고, 상기 복수의 제1 퍼널 구역은 축방향에서 측방향으로 서로 이격되고, 각각의 제1 퍼널 구역은 제1 배출 구역에서 종단되고, 각각의 제1 퍼널 구역은 제1 램프(ramp)를 포함하고, 각각의 제1 배출 구역은 인접하는 제1 배출 구역으로부터 오프셋되고,
상기 하우징에 진입하는 유체는 상기 제1 퍼널 구역과 제1 램프, 상기 외부 회전자의 보어, 및 외부 회전자 회전과의 상호작용에 의해 가열되는, 장치.A device for heating a fluid using cavitation, comprising:
a housing having an inlet for heated fluid and an outlet for discharging the heated fluid from the housing;
an external rotor secured to an axially extending motor shaft, contained in the housing, and configured to rotate within the housing;
The outer rotor has a plurality of cavitation bores arranged on an outer surface of the outer rotor, the outer rotor includes: an outer surface of the outer rotor, an outer surface of the outer rotor, an inner surface of a housing extending in an axial direction, and a housing circumference. disposed within the housing to form a fluid heating zone between an inner surface of the housing facing the direction;
An inner surface of the housing facing the outer surface including the bore of the outer rotor has a plurality of first funnel sections extending along the inner surface in a housing circumferential direction, the plurality of first funnel sections extending in a lateral direction in an axial direction. spaced apart from each other, each first funnel section terminating in a first discharge section, each first funnel section including a first ramp, each first discharge section adjacent to a first discharge section. is offset from
wherein fluid entering the housing is heated by interaction of the first funnel section with a first lamp, a bore of the outer rotor, and outer rotor rotation.
이차 회전자 헤드를 더 포함하고,
상기 이차 회전자 헤드는, 상기 하우징에 장착되고, 상기 외부 회전자의 내면, 축방향으로 연장되는 상기 외부 회전자의 내면 및 상기 외부 회전자 원주 방향에서 대면하는 외면을 갖고, 상기 이차 회전자의 내면은 제2 유체 캐비테이션 구역을 형성하고,
상기 이차 회전자 헤드의 외면은 복수의 캐비테이션 보어를 내부에 포함하고, 상기 외부 회전자의 내면은 상기 외부 회전자의 내면을 따라 연장되고 상기 외부 회전자의 원주 방향에서 연장되는 복수의 제2 퍼널 구역을 갖고,
상기 복수의 제2 퍼널 구역은 축방향에서 축방향으로 서로 이격되고,
각각의 제2 퍼널 구역은 제2 배출 구역에서 종단되고,
각각의 제2 퍼널 구역은 제2 램프를 포함하고,
각각의 제2 배출 구역은 상기 외부 회전자의 원주 방향에서 인접하는 제2 배출 구역으로부터 오프셋되고.
상기 제2 유체 캐비테이션 구역에 진입하는 유체는 상기 제2 퍼널 구역과 제2 램프, 이차 회전자 헤드의 캐비테이션 보어, 및 외부 회전자 회전과의 상호 작용에 의해 가열되는. 장치. According to claim 1,
Further comprising a secondary rotor head,
The secondary rotor head is mounted on the housing and has an inner surface of the outer rotor, an inner surface of the outer rotor extending in an axial direction, and an outer surface facing in a circumferential direction of the outer rotor, the inner surface forms a second fluid cavitation zone;
An outer surface of the secondary rotor head includes a plurality of cavitation bores therein, and an inner surface of the outer rotor includes a plurality of second funnels extending along the inner surface of the outer rotor and extending in a circumferential direction of the outer rotor. have an area,
The plurality of second funnel sections are spaced apart from each other in the axial direction,
each second funnel section terminates in a second discharge section;
each second funnel section includes a second ramp;
Each second discharge zone is offset from an adjacent second discharge zone in a circumferential direction of the outer rotor.
The fluid entering the second fluid cavitation zone is heated by interaction of the second funnel zone with the second ramp, the cavitation bore of the secondary rotor head, and the outer rotor rotation. Device.
상기 캐비테이션을 이용하여 유체를 가열하기 위한 장치는 수평 길이방향 축을 갖고, 상기 각각의 제1 배출 구역은, 상기 수평 길이방향 축을 가로지르는 단면에서 볼 때, 유체를 가열하기 위한 6시 위치에 있고, 유체를 냉각하기 위한 3시 또는 9시 위치에 있는, 장치.According to claim 1,
the apparatus for heating a fluid using cavitation has a horizontal longitudinal axis, each of the first discharge zones, viewed in cross section transverse to the horizontal longitudinal axis, at a 6 o'clock position for heating a fluid; A device, at the 3 o'clock or 9 o'clock position, for cooling the fluid.
상기 캐비테이션을 이용하여 유체를 가열하기 위한 장치는 수평 길이방향 축을 갖고, 상기 제1 배출 구역과 제2 배출 구역의 각각은, 상기 수평 길이방향 축을 가로 지르는 단면에서 볼 때, 유체를 가열하기 위한 6시 위치에 있고, 유체를 냉각하기 위한 3시 또는 9시 위치에 있는, 장치.According to claim 2,
The apparatus for heating a fluid using cavitation has a horizontal longitudinal axis, each of the first discharge zone and the second discharge zone, when viewed in a cross section transverse to the horizontal longitudinal axis, has a 6 for heating a fluid. device at the o'clock position, at the 3 o'clock or 9 o'clock position for cooling the fluid.
상기 하우징의 내면 상의 상기 제1 배출 구역에 상기 제1 퍼널 구역은 상기 내면에 대하여 직각으로 형성된 면을 갖는, 장치. According to claim 1,
wherein the first funnel section in the first discharge section on the inner surface of the housing has a surface formed at right angles to the inner surface.
상기 하우징의 내면 상의 상기 각각의 제1 배출 구역에 있는 상기 각각의 제1 퍼널 구역은 상기 하우징의 내면에 대하여 직각으로 형성된 면을 갖고, 상기 외부 회전자의 내면 상의 상기 각각의 제2 배출 구역에 있는 상기 각각의 제2 퍼널 구역은 상기 외부 회전자의 내면에 대하여 직각으로 형성된 면을 갖는, 장치.According to claim 2,
Each of the first funnel sections in each of the first discharge zones on the inner surface of the housing has a surface formed at right angles to the inner surface of the housing, and in each of the second discharge zones on the inner surface of the external rotor. wherein each second funnel section having a surface formed at right angles to an inner surface of the outer rotor.
a) 제1항의 장치;
b) 상기 하우징으로의 입구와 연통하는 유입수 탱크;
c) 상기 하우징의 출구와 연통하는 배출수 해머 탱크;
d) 모터 샤프트를 갖는 모터로서, 상기 외부 회전자가 상기 모터 샤프트에 장착되는, 모터;
e) 상기 모터의 속도를 제어하기 위한 모터 제어기;
f) 상기 장치를 위한 유입 유체와 유출 유체를 감시하는 온도 게이지; 및
g) 상기 유입수 탱크에 대한 입구와 상기 배출수 해머 탱크에 대한 출구 사이의 크로스오버 파이프를 포함하는, 캐비테이션 장치 시스템.As a cavitation device system,
a) the apparatus of claim 1;
b) an influent tank communicating with the inlet to the housing;
c) a drain water hammer tank communicating with the outlet of the housing;
d) a motor having a motor shaft, wherein the external rotor is mounted on the motor shaft;
e) a motor controller for controlling the speed of the motor;
f) temperature gauges monitoring the inlet and outlet fluids for the device; and
g) a crossover pipe between the inlet to the inlet tank and the outlet to the blowdown hammer tank.
상기 외부 회전자는, 상기 장치에 내부 베어링이 없도록 캔틸레버 구성으로 상기 모터 샤프트에 장착되는, 캐비테이션 장치 시스템.According to claim 7,
The external rotor is mounted to the motor shaft in a cantilever configuration such that the device has no internal bearings.
a) 제1항의 장치를 제공하는 단계;
b) 상기 입구에 유체를 도입하는 단계;
c) 캐비테이션 보어와 기포의 정렬을 개선하도록 상기 외부 회전자를 속도 제어하면서 회전시켜 상기 유체를 가열하는 단계; 및
d) 상기 출구로부터 열적으로 변경된 유체를 배출하는 단계를 포함하는, 방법.A method of thermally changing a fluid using cavitation, comprising:
a) providing the apparatus of claim 1;
b) introducing a fluid into the inlet;
c) rotating the external rotor at controlled speed to heat the fluid to improve alignment of the bubbles with the cavitation bores; and
d) discharging the thermally altered fluid from the outlet.
상기 유체는 물인, 방법.According to claim 9,
wherein the fluid is water.
a) 제2항의 장치를 제공하는 단계;
b) 상기 입구에 유체를 도입하는 단계;
c) 캐비테이션 보어와 기포의 정렬을 개선하도록 상기 외부 회전자를 속도 제어하면서 회전시켜 상기 유체를 가열하는 단계; 및
d) 상기 출구로부터 열적으로 변경된 유체를 배출하는 단계를 포함하는, 방법.A method of thermally changing a fluid using cavitation, comprising:
a) providing the apparatus of claim 2;
b) introducing a fluid into the inlet;
c) rotating the external rotor at controlled speed to heat the fluid to improve alignment of the bubbles with the cavitation bores; and
d) discharging the thermally altered fluid from the outlet.
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