RU2162575C1 - Устройство для нагрева жидкости - Google Patents
Устройство для нагрева жидкости Download PDFInfo
- Publication number
- RU2162575C1 RU2162575C1 RU99114561/06A RU99114561A RU2162575C1 RU 2162575 C1 RU2162575 C1 RU 2162575C1 RU 99114561/06 A RU99114561/06 A RU 99114561/06A RU 99114561 A RU99114561 A RU 99114561A RU 2162575 C1 RU2162575 C1 RU 2162575C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- liquid
- cavitation
- volume
- walls
- fluid
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Electromagnetic Pumps, Or The Like (AREA)
Abstract
Устройство предназначено для нагрева жидкости и может быть использовано в теплоэнергетике в аппаратах нагрева различного назначения. Устройство основано на тепловыделении при кавитации в жидкости, находящейся в замкнутом объеме и протекающей через источник кавитации, который расположен в поршне, перемещающемся в этом объеме, причем жидкость остается практически неподвижной относительно всех стенок, кроме стенок источника кавитации. Устройство позволяет повысить эффективность преобразования энергии в тепловую за счет уменьшения непроизводительных затрат на вязкое трение о стенки, а также упростить и удешевить конструкцию за счет отказа от применения насосов. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано как в системах отопления и горячего водоснабжения, так и в аппаратах нагрева различного назначения.
Известно устройство для нагрева жидкости, основанное на эффекте избыточного (относительно затраченной энергии) тепловыделения при кавитации в объеме жидкости, в частности воды, при воздействии на него знакопеременного давления [патент США N 4,333,796, 1982, Flynn H.G.]. В таких устройствах выделяющаяся в жидкости тепловая энергия в η > 1 раз превышает затраты энергии на организацию кавитации, по-видимому, за счет экзотермических реакций ядерной трансмутации, происходящих в веществе, сильно сжатом и нагретом при кумуляции микроскопических кавитационных пузырьков (где η - коэффициент преобразования энергии в тепловую). Характерное устройство такого типа содержит объем с жидкостью, в которой с помощью ультразвуковых пульсаторов (магнитострикционных или пьезоэлектрических) создаются стоячие звуковые волны высокой интенсивности. Недостаток этого известного устройства заключается в относительно невысокой экономической эффективности его применения, что связано, во-первых, с тем, что ограничена возможность повышения энергетической эффективности η путем оптимизации процессов энерговыделения с помощью регулирования параметров пузырьков, во-вторых, с относительно невысоким КПД, сложностью, дороговизной и громоздкостью мощных пульсаторов.
Наиболее близким к заявляемому по физической сущности и достигаемому результату является принятое за прототип известное устройство для реализации тепловыделения в жидкости [патент РФ N 2061195, 1995 г., Душкин А.Л., Краснов Ю. И., Ларионов Л.В., Петухов В.Л.], в котором возбуждают движение жидкости в замкнутом гидравлическом контуре с помощью насоса, приводимого в движение электрическим мотором. Жидкость проходит через источник кавитации (в качестве которого, например, может выступать многоканальная форсунка), причем за источником кавитации создают переменное по времени давление, для чего в жидкости формируют газовую подушку, объем которой варьируют с помощью поршня, снабженного устройством для его перемещения, до установления автоколебательного режима. Недостаток этого устройства заключается в его относительно невысокой экономичности, так как, во-первых, само устройство достаточно дорогое, даже в массовом производстве, потому что в нем используется достаточно дорогой мощный высоконапорный насос, во-вторых, достигается относительно невысокая эффективность преобразования электрической энергии в тепловую (по данным авторов этого изобретения, η до 121%), что, в частности, связано со значительными (30-40%) непроизводительными потерями энергии при преобразовании электрической энергии в механическую энергию движения жидкости в насосе, а также при течении жидкости по каналам устройства. Эти потери в значительной мере обусловлены вязким трением (молекулярным и турбулентным), возникающим при движении жидкости относительно стенок.
Целью изобретения является повышение экономической эффективности устройства преобразования электрической энергии в тепловую в кавитирующей жидкости.
Сущность изобретения заключается в том, что в устройстве для нагрева жидкости, содержащем, как и прототип, мотор, устройство возбуждения движения жидкости, источник кавитации, расположенный в замкнутом объеме жидкости, устройство управления давлением и теплообменник, в отличие от прототипа, выполняют устройство возбуждения движения жидкости не в виде насоса, а в виде поршня, механически связанного с мотором, совершающего движение в замкнутом объеме жидкости (например, возвратно-поступательное движение в цилиндрическом объеме, или движение по окружности в объеме, имеющем форму тела вращения, причем движение жидкости по окружности предотвращается с помощью системы клапанов); кроме того, источник кавитации выполняют в теле указанного поршня, а устройство управления давлением является устройством ограничения максимального избыточного давления.
Это позволяет минимизировать непроизводительные потери энергии, обусловленные вязким трением при движении жидкости относительно стенок, т.к. вместо неподвижного источника кавитации и прокачки жидкости по контуру используют источник кавитации, который перемещают в замкнутом объеме жидкости. Гидродинамические параметры (перепад давления, расход и др.) у источника кавитации, необходимые для его оптимальной работы, обеспечиваются тем, что он выполняется в теле поршня, перекрывающего сечение этого замкнутого объема, причем утечки жидкости при движении поршня между его стенками и стенками этого объема минимальны, и практически вся жидкость протекает через источник кавитации.
Данное изобретение поясняется чертежами, на которых изображены два возможных варианта исполнения устройства.
На фиг. 1 изображено устройство, которое содержит двигатель 1, который посредством привода 2 (например, содержащего редуктор и кривошипно-шатунный механизм), механически связан с поршнем с источником кавитации 3, который может перемещаться (например, возвратно-поступательно) в корпусе 4 (например, имеющем цилиндрическую форму); оптимальное давление в области кумуляции пузырьков (за источником кавитации) поддерживается устройством ограничения максимального избыточного давления 5. Генерируемая тепловая энергия направляется потребителям через стенки корпуса с помощью теплообменника 6.
На фиг. 2 представлена другая возможная реализация устройства, которое в данном случае содержит двигатель и привод в виде редуктора (не показаны), поршень с источником кавитации 3, укрепленный на валу, который может вращаться в корпусе 4, имеющем форму тела вращения, причем поршень перемещается по окружности, устройство ограничения максимального избыточного давления и теплообменник (не показаны), движение жидкости по окружности вдоль замкнутого объема предотвращается с помощью системы клапанов 7. Данная реализация несколько более сложна технически, чем описанная выше, но она в принципе позволяет выдерживать несколько более оптимальные постоянные по времени условия течения в источнике кавитации.
Технический результат применения изобретения - повышение коэффициента η преобразования энергии в тепловую, упрощение и удешевление конструкции устройства.
Повышение η связано с тем, что практически весь объем жидкости (кроме жидкости в каналах источника кавитации и в непосредственной близости к ним) покоится или достаточно медленно движется относительно стенок. Т.о., это устройство практически свободно от непроизводительных потерь энергии, связанных с вязким турбулентным трением при высокоскоростном течении жидкости в контакте со стенками. Упрощение и удешевление производства устройства связано с тем, что оно, в отличие от прототипа, не содержит достаточно дорогой мощный высоконапорный насос, составляющий, как правило, большую часть себестоимости конструкции в целом.
Claims (3)
1. Устройство для нагрева жидкости, содержащее мотор, механически связанный с устройством возбуждения движения жидкости, источник кавитации, расположенный в замкнутом объеме жидкости, устройство управления давлением и теплообменник, отличающееся тем, что устройство возбуждения движения жидкости выполнено в виде поршня, совершающего движение в замкнутом объеме жидкости, источник кавитации выполнен в теле указанного поршня, а устройство управления давлением является устройством ограничения максимального избыточного давления.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что замкнутый объем жидкости имеет форму цилиндра, а поршень совершает возвратно-поступательное движение.
3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что замкнутый объем жидкости имеет форму тела вращения, а поршень совершает движение по окружности, причем движение жидкости по окружности предотвращается с помощью системы клапанов.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99114561/06A RU2162575C1 (ru) | 1999-07-13 | 1999-07-13 | Устройство для нагрева жидкости |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99114561/06A RU2162575C1 (ru) | 1999-07-13 | 1999-07-13 | Устройство для нагрева жидкости |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2162575C1 true RU2162575C1 (ru) | 2001-01-27 |
Family
ID=20222264
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99114561/06A RU2162575C1 (ru) | 1999-07-13 | 1999-07-13 | Устройство для нагрева жидкости |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2162575C1 (ru) |
-
1999
- 1999-07-13 RU RU99114561/06A patent/RU2162575C1/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5219274A (en) | Pump with internal pressure relief | |
US8152476B2 (en) | Positive displacement pump with a working fluid and linear motor control | |
EP0898653A2 (en) | Hydraulic pressure control system for a pump | |
CN1676883A (zh) | 流体机械的切换阀结构 | |
CN102619721B (zh) | 多级电磁激励式直线往复活塞泵 | |
US7171810B2 (en) | Stirling engine with hydraulic output | |
RU2162575C1 (ru) | Устройство для нагрева жидкости | |
CN110494635A (zh) | 水泵 | |
KR20140071389A (ko) | 에너지 장치 | |
KR101068860B1 (ko) | 마찰열을 이용한 열 교환 시스템 | |
EP3513051B1 (en) | Heat engine with a dynamically controllable hydraulic outlet | |
RU2380625C1 (ru) | Теплогенератор фрикционный | |
WO2013049661A1 (en) | Two-stage hydraulic engine | |
JP2006046304A (ja) | ピストンポンプ及びcpu水冷装置 | |
RU61852U1 (ru) | Теплопарогенератор приводной кавитационный | |
RU2073092C1 (ru) | Поршневая машина | |
Hashimoto et al. | Development of prototype pump using a vibrating pipe with a valve | |
Ravikumar | Dual side double acting reciprocating pump using scotch yoke mechanism | |
CN111757974B (zh) | 球形能量转换器 | |
RU62683U1 (ru) | Автономный обратимый центробежный насос | |
RU2283460C2 (ru) | Кавитационно-вихревой нагреватель | |
RU2295650C2 (ru) | Тепловой гидравлический двигатель | |
US3815366A (en) | Apparatus for delivering power | |
USRE27740E (en) | Oscillating free piston pump | |
JP2018040268A (ja) | 燃料供給装置および燃料供給方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040714 |