RU2459158C2 - Heater - Google Patents

Heater Download PDF

Info

Publication number
RU2459158C2
RU2459158C2 RU2010145211/06A RU2010145211A RU2459158C2 RU 2459158 C2 RU2459158 C2 RU 2459158C2 RU 2010145211/06 A RU2010145211/06 A RU 2010145211/06A RU 2010145211 A RU2010145211 A RU 2010145211A RU 2459158 C2 RU2459158 C2 RU 2459158C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rotor
housing
transformer oil
grooves
phase winding
Prior art date
Application number
RU2010145211/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010145211A (en
Inventor
Валерий Никитич Гринавцев (RU)
Валерий Никитич Гринавцев
Олег Валерьевич Гринавцев (RU)
Олег Валерьевич Гринавцев
Виталий Богданович Черногиль (RU)
Виталий Богданович Черногиль
Original Assignee
Валерий Никитич Гринавцев
Олег Валерьевич Гринавцев
Виталий Богданович Черногиль
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
Application filed by Валерий Никитич Гринавцев, Олег Валерьевич Гринавцев, Виталий Богданович Черногиль filed Critical Валерий Никитич Гринавцев
Priority to RU2010145211/06A priority Critical patent/RU2459158C2/en
Publication of RU2010145211A publication Critical patent/RU2010145211A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2459158C2 publication Critical patent/RU2459158C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: power industry.
SUBSTANCE: proposed heater consists of housing, rotor located in it and provided with screw delivery grooves and return grooves, the direction of which is opposite to delivery ones, and made on the rotor; in addition, housing on internal surface is equipped with three-phase winding and has electric current supply wires to three-phase winding. Rotor is rigidly connected by means of a seal to housing and made from non-magnetic material: copper, bronze, brass, aluminium or silumin, has central hole for air ventilation, and cavity between internal surface of housing and external surface of rotor is filled with transformer oil to which there introduced are nanoparticles of carbonyl iron with the size of 10 to 15 nanometres in quantity of 3-16 volume percents of transformer oil volume and covered with surface active substance and oleinic acid.
EFFECT: creation of the device capable of intense warming of heat carrier with rotating magnetic field.
2 cl, 2 dwg

Description

Устройство относится к винтоканавочным насосам, используемым как нагреватели жидкостей в замкнутом контуре, и может использоваться в нефтехимических, санитарно-технических, бытовых условиях и других структурах.The device relates to rotary vane pumps used as heaters of liquids in a closed loop, and can be used in petrochemical, sanitary, domestic, and other structures.

Известен «Лабиринтно-винтовой насос» (см. книгу «Лабиринтно-винтовые насосы и уплотнения для агрессивных сред», авт. Голубев А.С. - М.: Машиностроение, 1981, стр.4, рис.2). Насос состоит из корпуса с подшипниками, ротора с нагнетающими и обратными канавками, подводящего и отводящего патрубка. Недостаток заключается в низкой интенсивности нагрева жидкости. The famous "Labyrinth screw pump" (see the book "Labyrinth screw pumps and seals for aggressive environments", auth. Golubev AS - M .: Mashinostroenie, 1981, p. 4, Fig. 2). The pump consists of a housing with bearings, a rotor with pressure and return grooves, inlet and outlet pipe. The disadvantage is the low intensity of heating the liquid.

Известен также «Винтоканавочный насос», SU 1371141, F16N 39/04, авт. А.М.Стецюк и другие. Он состоит из корпуса, ротора с винтовыми противоположно направленными канавками и рабочими поверхностями. Ротор опирается на подшипники и вращается от двигателя через муфту.Also known is the “Rotary Vane Pump”, SU 1371141, F16N 39/04, ed. A.M. Stetsyuk and others. It consists of a housing, a rotor with helical oppositely directed grooves and work surfaces. The rotor is supported by bearings and rotates from the engine through a coupling.

Недостаток «Винтоканавочного насоса» в том, что для привода вращения ротора необходим электродвигатель, муфта, что увеличивает материалоемкость конструкции.The disadvantage of the “Rotary Vane Pump” is that an electric motor and a coupling are needed to drive the rotor, which increases the material consumption of the structure.

В механике известны для разогрева жидкости винтоканавочные насосы (прототип), содержащие корпус, расположенный в нем ротор с винтовыми нагнетающими канавками и обратные канавки, направление которых противоположно нагнетающим и выполненные на роторе, причем корпус на внутренней поверхности снабжен трехфазной обмоткой и имеет провода электрического тока к трехфазной электрообмотке (см. заявка №2007141822/06(045799)) от 12.11.2007, кл. F04D 3/02, автор Гринавцев и др.).In mechanics, rotary vane pumps (prototype) are known for heating liquid, comprising a housing, a rotor located therein with screw injection grooves and reverse grooves, the direction of which is opposite to the injection and made on the rotor, and the housing on the inner surface is equipped with a three-phase winding and has electric current wires to three-phase electrical winding (see application No. 2007141822/06 (045799)) dated 12.11.2007, class. F04D 3/02, author of Grinavtsev et al.).

Недостаток описанной конструкции заключается в том, что ротор и подшипниковые узлы увеличивают материалоемкость конструкции.The disadvantage of this design is that the rotor and bearing assemblies increase the material consumption of the structure.

Техническая задача настоящего изобретения заключается в создании устройства, способного интенсивно разогревать теплоноситель без вращения ротора.The technical task of the present invention is to provide a device capable of intensively heating the coolant without rotating the rotor.

Техническая задача достигается тем, что в нагревателе, состоящем из корпуса, расположенного в нем ротора с выполненными на его поверхности винтовыми нагнетающими и обратными канавками, направление которых противоположно нагнетающим, снабженного на внутренней поверхности корпуса трехфазной обмоткой с проводами для подвода электрического тока к трехфазной обмотке, ротор неподвижно соединен уплотнением с корпусом и изготовлен из немагнитного материала: меди, бронзы, латуни, алюминия или силумина, имеет центральное отверстие для вентиляции воздуха, а полость между внутренней поверхностью корпуса и наружной поверхностью ротора заполнена трансформаторным маслом, в которое введены наночастицы карбонильного железа размером от 10 до 15 нанометров в количестве 3-16 объемных процентов от объема трансформаторного масла и покрытых поверхностно-активным веществом и олеиновой кислотой.The technical problem is achieved in that in the heater, consisting of a housing located in it of the rotor with screw discharge and reverse grooves made on its surface, the direction of which is opposite to the discharge, provided with a three-phase winding with wires on the inner surface of the housing for supplying electric current to the three-phase winding, the rotor is fixedly connected by a seal to the housing and is made of non-magnetic material: copper, bronze, brass, aluminum or silumin, has a central hole for the valve air, and the cavity between the inner surface of the housing and the outer surface of the rotor is filled with transformer oil, into which carbonyl iron nanoparticles with a size of 10 to 15 nanometers in the amount of 3-16 volume percent of the transformer oil and coated with surfactant and oleic acid are introduced.

При этом наночастицы карбонального железа имеют размер от 10 до 15 нанометров, а их количество составляет от 3 до 16 объемных процентов от объема трансформаторного масла.In this case, carbon nanoparticle nanoparticles have a size of 10 to 15 nanometers, and their number is from 3 to 16 volume percent of the volume of transformer oil.

Предлагаемый нагреватель использует проявление эффекта внутреннего трения жидкости по прямому назначению - получению тепла.The proposed heater uses the manifestation of the effect of internal friction of the liquid for its intended purpose - heat.

Сущность изобретения поясняется рисунком, на котором:The invention is illustrated in the figure, on which:

Фиг.1 - схематическое изображение разогревателя.Figure 1 is a schematic illustration of a heater.

Фиг.2 - схема поперечного разреза разогревателя.Figure 2 is a diagram of a cross section of a heater.

Нагреватель состоит из корпуса 1 (фиг.1.) из низкоуглеродистой стали, на внутренней поверхности 2 корпуса 1 имеются пазы 3 (фиг.2), в которых размещена трехфазная обмотка 4, ротор 5, изготовленный из немагнитного материала: меди, бронзы, латуни, алюминия или силумина, имеет нагнетающие канавки 6 и обратные 7 канавки и уплотнения 8, которыми ротор 5 неподвижно соединен с корпусом 1, а полость, образованная внутренней поверхностью 2 корпуса 1 и наружной поверхностью 9 ротора 5, заполнена трансформаторным маслом, в которое введены наночастицы карбонального железа 11 размером от 10 до 15 нанометров в количестве 3÷16 объемных процентов от объема трансформаторного масла и покрытых поверхностно-активным веществом и олеиновой кислотой 12. Корпус 1 имеет провода 13 и изоляторы 14 для подвода напряжения электрического тока к трехфазной обмотке 4, в результате чего создается вращающееся магнитное поле 15 по принципу асинхронного двигателя (см. Касаткин А.С. - М.: Энергия, 1973, стр.385-386). Ротор 1 имеет отверстие 16 для вентиляции воздуха, через которое тепло отдается окружающей среде, а корпус 1 наружную поверхность 17.The heater consists of a casing 1 (Fig. 1) made of low-carbon steel, on the inner surface 2 of the casing 1 there are grooves 3 (Fig. 2), in which a three-phase winding 4, a rotor 5 made of non-magnetic material: copper, bronze, brass is placed , aluminum or silumin, has injection grooves 6 and reverse 7 grooves and seals 8, with which the rotor 5 is fixedly connected to the housing 1, and the cavity formed by the inner surface 2 of the housing 1 and the outer surface 9 of the rotor 5 is filled with transformer oil into which nanoparticles are introduced carbon about iron 11 ranging in size from 10 to 15 nanometers in the amount of 3–16 volume percent of the volume of transformer oil and coated with surfactant and oleic acid 12. The housing 1 has wires 13 and insulators 14 for supplying an electric current voltage to a three-phase winding 4, as a result, a rotating magnetic field 15 is created according to the principle of an asynchronous motor (see Kasatkin AS - M .: Energy, 1973, pp. 385-386). The rotor 1 has an opening 16 for air ventilation, through which heat is given to the environment, and the housing 1 is the outer surface 17.

Нагреватель работает следующим образом.The heater operates as follows.

При подводе по проводам 13 (фиг.1.) напряжения к трехфазной обмотке 4, размещенной в пазах 3, возникает вращающееся магнитное поле 15, которое воздействует на трансформаторное масло 10, в которое введены наночастицы карбонального железа 11 размером от 10 до 15 нанометров в количестве 3÷16 объемных процентов трансформаторного масла и покрытых поверхностно-активным веществом и олеиновой кислотой 12. Под действием электромагнитного поля наночастицы карбонального железа 11, которые равномерно распределены в трансформаторном масле и надежно предохранены от слипания поверхностно-активным веществом и олеиновой кислотой 12, создают поток, который движется со скоростью магнитного поля 15, увлекают за собой молекулы трансформаторного масла 10 по нагнетающим канавкам 6, а обратные канавки 7 создают противоток. В результате столкновения двух потоков создается высокая турбулентность, характеризующаяся высоким внутренним трением, за счет которого трансформаторное масло 10 интенсивно разогревается и нагревает корпус 1, ротор 5, которые, в свою очередь, через наружную поверхность 16 и через отверстие 17 в роторе 5 отдают тепло окружающей среде. Интенсивность тепловыделения в трансформаторном масле 10 зависит от профиля нагнетающих канавок 6 и обратных канавок 7 и вязкости трансформаторного масла 10, что позволяет получать заданный температурный режим нагрева. Турбулентный поток, по условиям гидродинамики, не может нагреть жидкость выше температуры кипения, а она значительно ниже температуры воспламенения. Кроме того, нагреватель не имеет высокотемпературных (до 900°C) термоэлектрических нагревателей, что полностью исключает самопроизвольное возгорание нагревателя и обеспечивает полную пассивную пожарную безопасность устройства.When supplying wires 13 (Fig. 1) voltage to a three-phase winding 4 located in the grooves 3, a rotating magnetic field 15 arises, which acts on transformer oil 10, into which carbon nanoparticle 11 particles from 10 to 15 nanometers in size are introduced 3–16 volume percent of transformer oil and coated with a surfactant and oleic acid 12. Under the influence of an electromagnetic field, carbon nanoparticles 11, which are evenly distributed in transformer oil and reliably protect us by sticking a surfactant and oleic acid 12, create a stream that moves with the speed of the magnetic field 15, entrain the molecule transformer oil 10 by pressurizing grooves 6 and the inverse grooves 7 creates backflow. The collision of the two streams creates high turbulence, characterized by high internal friction, due to which the transformer oil 10 intensively heats up and heats the housing 1, rotor 5, which, in turn, through the outer surface 16 and through the hole 17 in the rotor 5 give off heat to the surrounding environment. The intensity of heat in the transformer oil 10 depends on the profile of the discharge grooves 6 and the return grooves 7 and the viscosity of the transformer oil 10, which allows you to obtain a given temperature mode of heating. According to hydrodynamics, a turbulent flow cannot heat a liquid above the boiling point, but it is much lower than the ignition temperature. In addition, the heater does not have high-temperature (up to 900 ° C) thermoelectric heaters, which completely eliminates spontaneous combustion of the heater and ensures complete passive fire safety of the device.

Claims (2)

1. Нагреватель, состоящий из корпуса, расположенного в нем ротора с винтовыми нагнетающими канавками и обратными канавками, направление которых противоположно нагнетающим, и выполненными на роторе, причем корпус на внутренней поверхности снабжен трехфазной обмоткой и имеет провода для подвода электрического тока к трехфазной обмотке, отличающийся тем, что ротор неподвижно соединен уплотнением с корпусом и изготовлен из немагнитного материала: меди, бронзы, латуни, алюминия или силумина, имеет центральное отверстие для вентиляции воздуха, а полость между внутренней поверхностью корпуса и наружной поверхностью ротора заполнена трансформаторным маслом, в которое введены наночастицы карбонильного железа размером от 10 до 15 нм в количестве 3÷16 об.% от объема трансформаторного масла, покрытые поверхностно-активным веществом и олеиновой кислотой.1. The heater, consisting of a housing located in it of the rotor with screw injection grooves and reverse grooves, the direction of which is opposite to the injection, and made on the rotor, and the housing on the inner surface is equipped with a three-phase winding and has wires for supplying electric current to the three-phase winding, characterized in that the rotor is fixedly connected by a seal to the body and made of non-magnetic material: copper, bronze, brass, aluminum or silumin, has a central hole for air ventilation a, a cavity between the inner surface of the housing and the outer surface of the rotor is filled with transformer oil, in which administered nanoparticles carbonyl iron of 10 to 15 nm in an amount of 3 ÷ 16 vol.% of the volume of transformer oil, coated with a surfactant and oleic acid. 2. Нагреватель по п.1, отличающийся тем, что наночастицы карбонального железа имеют размер от 10 до 15 нм, а их количество составляет от 3 до 16 об.% от объема трансформаторного масла. 2. The heater according to claim 1, characterized in that the carbonyl iron nanoparticles have a size of from 10 to 15 nm, and their amount is from 3 to 16 vol.% Of the volume of transformer oil.
RU2010145211/06A 2010-11-03 2010-11-03 Heater RU2459158C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010145211/06A RU2459158C2 (en) 2010-11-03 2010-11-03 Heater

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010145211/06A RU2459158C2 (en) 2010-11-03 2010-11-03 Heater

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010145211A RU2010145211A (en) 2012-05-10
RU2459158C2 true RU2459158C2 (en) 2012-08-20

Family

ID=46312004

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010145211/06A RU2459158C2 (en) 2010-11-03 2010-11-03 Heater

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2459158C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU184295U1 (en) * 2016-10-19 2018-10-22 Олег Валерьевич Гринавцев HEATER TURBULENT

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2566995B (en) 2017-09-29 2023-01-18 Cotton Mouton Diagnostics Ltd A method of detection

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2101882C1 (en) * 1994-12-15 1998-01-10 Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет Transformer-type water electric heater
RU2177129C2 (en) * 2000-03-02 2001-12-20 Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет Drying cylinder with electromagnetic heating
RU2269730C2 (en) * 2004-04-26 2006-02-10 Пензенская государственная технологическая академия Heating method for drying drum used in sizing machine
RU2309340C2 (en) * 2005-03-23 2007-10-27 Андрей Григорьевич Ляпин Apparatus for converting kinetic energy of liquid flow to heat
US20100258265A1 (en) * 2009-04-10 2010-10-14 John Michael Karanikas Recovering energy from a subsurface formation

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2101882C1 (en) * 1994-12-15 1998-01-10 Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет Transformer-type water electric heater
RU2177129C2 (en) * 2000-03-02 2001-12-20 Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет Drying cylinder with electromagnetic heating
RU2269730C2 (en) * 2004-04-26 2006-02-10 Пензенская государственная технологическая академия Heating method for drying drum used in sizing machine
RU2309340C2 (en) * 2005-03-23 2007-10-27 Андрей Григорьевич Ляпин Apparatus for converting kinetic energy of liquid flow to heat
US20100258265A1 (en) * 2009-04-10 2010-10-14 John Michael Karanikas Recovering energy from a subsurface formation

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU184295U1 (en) * 2016-10-19 2018-10-22 Олег Валерьевич Гринавцев HEATER TURBULENT

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010145211A (en) 2012-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101134388B1 (en) electric boiler for making heat by dissoving motion of water molecule
CN101680455B (en) Fluid pump system
CN103629118B (en) A kind of riser permanent magnet shield pump
BR112013017007A2 (en) "system for generating power from a stream in a water body and holding means (102) for the production of oil and / or gas"
RU2459158C2 (en) Heater
JP6423864B2 (en) Pump device
CN103629148A (en) Horizontal self-cooling permanent magnet shield pump
TW200423980A (en) Hydrodynamic bearing type pump
Shigemitsu et al. Influence of blade outlet angle and blade thickness on performance and internal flow conditions of mini centrifugal pump
RU2468306C2 (en) Turbulent heater
CN103452859B (en) Disc-motor axial flow pump for cooling of transformer
KR20180028326A (en) Fluid heating pump using frictional heat
CN109707552A (en) The preheating method of diesel engine of diesel locomotive cooling water
CN209117038U (en) A kind of magnetic coding hall effect sensor
KR101584754B1 (en) Apparatus for supplying hot-water
CN207526694U (en) Self-balanced multiple-stage centrifugal pump is opened in heat radiating type level
CN206600303U (en) A kind of sealing device of high-temperature melting salt pump
KR20110132008A (en) High efficiency heat generator
Mangos et al. Study of the pressure and distribution of heat transfer fluid in the thermogenerator with permanent magnets and eddy currents
CN213628028U (en) Isolation sleeve for magnetic pump
RU2667733C2 (en) Rotary heater
RU2750178C1 (en) Low viscosity turbulent heater
Ahmad et al. Experimental study of heat transfer enhancement by using ZnO and Al2O3 water based nano fluids in car radiator
CN205991617U (en) The water-warming device of high-efficient energy-saving environment friendly
CN107860123A (en) A kind of magnetic energy heater