RU2638708C1 - Thermal pipe with electrohydrodynamic generator - Google Patents
Thermal pipe with electrohydrodynamic generator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2638708C1 RU2638708C1 RU2016144424A RU2016144424A RU2638708C1 RU 2638708 C1 RU2638708 C1 RU 2638708C1 RU 2016144424 A RU2016144424 A RU 2016144424A RU 2016144424 A RU2016144424 A RU 2016144424A RU 2638708 C1 RU2638708 C1 RU 2638708C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steam
- condensate
- nozzles
- partition
- pipelines
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B5/00—Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
- B05B5/16—Arrangements for supplying liquids or other fluent material
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
- F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
Landscapes
- Electrostatic Spraying Apparatus (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области теплотехники, точнее к области теплообменных аппаратов, способных преобразовать тепловую энергию в электростатическую энергию.The invention relates to the field of heat engineering, more specifically to the field of heat exchangers capable of converting thermal energy into electrostatic energy.
Известно множество технологических процессов, которые используют электростатическую энергию. Это подробно описано в книге «Электростатика в технике» Тэнэсеску Ф., Крамарюк Р. М.: Энергия, 1080, 296 с., перевод с румынского.Many technological processes are known that use electrostatic energy. This is described in detail in the book “Electrostatics in Engineering” F. Tanescu, Kramaryuk R. M.: Energy, 1080, 296 p., Translation from Romanian.
Реализовать такие процессы в автономном варианте практически невозможно. Нужна линия электропередачи и устройство, преобразующее электромагнитную энергию в электростатическую. В автономном варианте можно воспользоваться обыкновенным костром и получить электростатическую энергию на предлагаемом устройстве. В самом простом варианте можно электростатическую энергию преобразовать в свет с помощью светодиодных ламп и освещать, например, туристическую палатку или использовать в электростатических насосах или электрогидродинамических теплообменниках, например, тех же тепловых труб, в которых электростатическая энергия используется для интенсификации тепло - и массообмена.It is almost impossible to implement such processes in an autonomous version. We need a power line and a device that converts electromagnetic energy into electrostatic. In the stand-alone version, you can use an ordinary bonfire and get electrostatic energy on the proposed device. In the simplest case, electrostatic energy can be converted into light using LED lamps and illuminated, for example, in a tourist tent or used in electrostatic pumps or electro-hydrodynamic heat exchangers, for example, the same heat pipes in which electrostatic energy is used to intensify heat and mass transfer.
Известна электрогиродинамическая тепловая труба с электрогидродинамическим генератором [1], содержащая испаритель, конденсатор и установленный в паровом объеме электрогидродинамический преобразователь энергии потока пара теплоносителя в электрическую энергию с ионизатором, возбудителем и коллектором, причем электрогидродинамический преобразователь выполнен в виде сопла из биметаллических пластин, покрытых со стороны потока пара диэлектриком, а между коллектором и ионизатором включен регулируемый высоковольтный трансформатор, служащий возбудителем.Known electro-hydrodynamic heat pipe with an electro-hydrodynamic generator [1], containing an evaporator, a condenser and an electro-hydrodynamic transducer installed in the steam volume of the energy of the heat carrier vapor flow into electrical energy with an ionizer, exciter and collector, the electro-hydrodynamic transducer is made in the form of a nozzle from the bimetallic plates coated steam flow by a dielectric, and between the collector and the ionizer an adjustable high-voltage transformer is connected, with uzhaschy agent.
Однако в такой тепловой трубе в электростатическую энергию преобразуется в основном энергия пара, что не эффективно.However, in such a heat pipe, the energy of steam is mainly converted to electrostatic energy, which is not effective.
Известна также электрогидродинамическая тепловая труба с ЭГД генератором [2], у которого коллектор снабжен по периферии металлическим цилиндром, охваченным диэлектрической обечайкой, а в качестве диэлектрика для покрытия биметаллических пластин использован электрет.An electrohydrodynamic heat pipe with an EHD generator [2] is also known, in which the collector is equipped on the periphery with a metal cylinder covered by a dielectric shell, and an electret was used as a dielectric for coating bimetal plates.
В такой трубе действительно сокращается время самозапуска, но в основе по-прежнему лежит неэффективное преобразование энергии пара.In such a pipe, the self-starting time is actually reduced, but the basis is still the inefficient conversion of steam energy.
В качестве аналога выбрана электрогидродинамическая тепловая труба [3], содержащая корпус с зонами испарения и конденсации и паровым каналом, установленные в канале ионизатор в виде сопла и коллектор электрических зарядов, сборник конденсата, размещенный в зоне конденсации и соединенный с помощью трубки с соплом.An electrohydrodynamic heat pipe [3] was selected as an analogue, it contains a body with evaporation and condensation zones and a steam channel, an ionizer in the form of a nozzle and an electric charge collector installed in the channel, and a condensate collector located in the condensation zone and connected by a tube to the nozzle.
В такой тепловой трубе для получения электростатической энергии используется более эффективный процесс - диспергирование конденсата. Однако при диспергировании конденсата часть образующихся капель имеет положительный заряд, а часть - отрицательный. При попадании на коллектор заряд от положительно и отрицательно заряженных капель частично компенсируют друг друга, что снижает выходную мощность генератора.In such a heat pipe, a more efficient process is used to produce electrostatic energy - dispersion of condensate. However, when dispersing the condensate, part of the droplets formed has a positive charge, and part - a negative one. When it gets onto the collector, the charge from positively and negatively charged drops partially cancel each other out, which reduces the generator output power.
В качестве прототипа выбрана тепловая труба с ЭГД генератором [4], в которой впервые применены два генератора, которые улавливают отдельно положительные и отрицательные заряжены капли.As a prototype, a heat pipe with an EHD generator [4] was chosen, in which two generators were used for the first time, which capture separately positive and negative charged drops.
Однако и такая тепловая труба обладает рядом недостатков. Основным недостатком такой тепловой трубы можно признать неэффективный распыл конденсата. Причина неэффективности - неиспользование высокоскоростного движения пара для распыла конденсата. Неэффективность работы ЭГД генератора в тепловой трубе также объясняется тем, что распыленные капли двигаются от ионизатора к коллектору по кратчайшему расстоянию, что может привести к нежелательному и преждевременному разряду между ионизатором и коллектором. Гораздо большее расстояние при движении капель реализуется в случае их вихревого движения. Это в свою очередь позволит на коллекторе реализовать существенно более высокий электрический потенциал.However, such a heat pipe has several disadvantages. The main disadvantage of such a heat pipe is the inefficient condensate spray. The reason for the inefficiency is the non-use of high-speed steam to spray condensate. The inefficiency of the operation of the EHD generator in the heat pipe is also explained by the fact that the atomized droplets move from the ionizer to the collector over the shortest distance, which can lead to an undesirable and premature discharge between the ionizer and the collector. A much greater distance during the movement of droplets is realized in the case of their vortex motion. This in turn will allow the collector to realize a significantly higher electrical potential.
Целью предлагаемой тепловой трубы является существенное увеличение получения электростатической энергии.The purpose of the proposed heat pipe is to significantly increase the production of electrostatic energy.
Предлагаемая тепловая труба содержит корпус с зонами испарения в нижней части и зоной конденсации в верхней части и размещенную между ними перегородку, в которой прикреплены два паропровода, центральный конденсатопровод и два боковых конденсатопровода, верхние концы которых сообщены с зоной конденсации, при этом верхний конец центрального трубопровода установлен выше верхних концов боковых коденсатопроводов, а нижний конец установлен внутри капиллярной структуры, две металлические емкости, расположенные снаружи корпуса, каждая из которых с внешней стороны снабжена диэлектрической обечайкой, в верхней части емкости установлены сопла, а нижняя часть сообщается через трубопроводы с капиллярной структурой, а внутри емкости ниже сопел установлено по одному ионизирующему электроду и коллектору зарядов, причем каждый из которых подключен к металлическому корпусу емкости, при этом каждый ионизирующий электрод подключен посредством разъемов высокого напряжения к металлическому корпусу противоположной стороны.The proposed heat pipe contains a housing with evaporation zones in the lower part and a condensation zone in the upper part and a partition placed between them, in which two steam pipelines, a central condensate line and two lateral condensate pipes are attached, the upper ends of which are connected to the condensation zone, while the upper end of the central pipeline installed above the upper ends of the side coding lines, and the lower end is installed inside the capillary structure, two metal containers located outside the housing, each of of which is equipped with a dielectric shell on the outside, nozzles are installed in the upper part of the tank, and the lower part is connected through pipelines with a capillary structure, and inside the tank, one ionizing electrode and a charge collector are installed below the nozzles, each of which is connected to the metal body of the tank, each ionizing electrode is connected via high voltage connectors to the metal casing of the opposite side.
Особенностью предлагаемой тепловой трубы можно признать то, что внутри парового канала, на уровне сопла установлена перегородка, сверху и снизу перегородки дополнительно установлены паровые подводящие каналы и отводящие каналы, между конденсатопроводами и соплами установлена вихревые камеры, причем подводящие паровые каналы установлены тангенциально относительно вихревых камер 19.It is possible to recognize as a feature of the proposed heat pipe that a partition is installed inside the steam channel, at the nozzle level, steam supply channels and outlet channels are additionally installed at the top and bottom of the partition, swirl chambers are installed between the condensate pipelines and nozzles, and the supply steam channels are installed tangentially relative to the
Техническим результатом можно признать более эффективный распыл конденсата за счет его закручивания паром и увеличения расстояния между коллектором и эмиттером, что позволяет поднять эффективность электростатического генератора.The technical result can be recognized as a more efficient atomization of condensate due to its swirling with steam and increasing the distance between the collector and the emitter, which makes it possible to increase the efficiency of the electrostatic generator.
На рис. 1 схематично изображена тепловая труба с электрогидродинамическими генераторами. Она содержит корпус 1 с зонами испарения 2 в нижней части и зоной конденсации 3 в верхней части парового канала 4 и размещенную между зонами 2 и 3 перегородку 9, в которой прикреплены два паропровода 10, центральный конденсатопровод 16 и два боковых конденсатопровода 7, верхние концы которых сообщены с зоной конденсации 3, при этом верхний конец центрального трубопровода 16 установлен выше верхних концов боковых коденсатопроводов 7, а нижний конец установлен внутри капиллярной структуры 11, две металлические емкости 13, расположенные снаружи корпуса 1, каждая из которых с внешней стороны снабжена диэлектрической обечайкой 12, в верхней части емкости установлены сопла 8, а нижняя часть сообщается через трубопроводы с капиллярной структурой 11, а внутри емкости ниже сопел 8 установлено по одному ионизирующему электроду 15 и коллектору зарядов 6, причем каждый из которых подключен к металлическому корпусу емкости 13, при этом каждый ионизирующий электрод 15 подключен посредством разъемов высокого напряжения к металлическому корпусу 13 противоположной стороны.In fig. 1 schematically shows a heat pipe with electro-hydrodynamic generators. It contains a
На Рис. 2 представлена вихревая камера 19 с подводящими каналами 18.In Fig. 2 shows a
Особенность предлагаемой тепловой трубы проявляется в том, что внутри парового канала 4, на уровне сопел 8 установлена перегородка 17, сверху и снизу перегородки 17 дополнительно установлены паровые подводящие каналы 18 и отводящие каналы 20, между верхними концами конденсатопроводов 7 и соплами 8 установлены вихревые камеры 19, причем подводящие паровые каналы 18 установлены тангенциально относительно вихревых камер 19.The feature of the proposed heat pipe manifests itself in the fact that inside the steam channel 4, at the level of the
Другой особенностью можно признать то, что площадь поперечного сечения в отводящем канале 20 к площади поперечного сечения в подводящем канале лежит в диапазоне от 3 до 5.Another feature can be recognized that the cross-sectional area in the
Работает предлагаемая тепловая труба следующим образом.The proposed heat pipe works as follows.
При подведении тепла к зоне испарения 2 жидкий легкоиспаряющийся теплоноситель испаряется и в виде пара поднимается по паропроводу 4 и, проходя через подводящие каналы 18, устремляется с большой скоростью в вихревую камеру 19. Соотношение площадей подводящих 18 и отводящих 20 пар каналов способствует большой скорости пара в вихревых камерах 19. При соотношении площадей менее 3 скоростей пара в вихревой камере 19 не хватает для полного закручивания потока конденсата, а при соотношении свыше 5 резко увеличивается гидравлическое сопротивление в подводящем канале 18. Пар в вихревой камере 19, взаимодействуя с конденсатом, попадающим в вихревую камеру 19 через верхние концы конденсатопроводов 7, закручивает конденсат и в таком виде падает его в сопла 8. При этом создаются оптимальные условия для распыла конденсата. Проходя через ионизирующие электроды 15, капли заряжаются. Этому способствует то, что каждый ионизирующий электрод 15 подключен посредством разъемов высокого напряжения к металлическому корпусу 13 противоположной стороны. Окончательно заряды снимаются на коллекторах 6, а конденсат вновь возвращается в зону испарения 2.When heat is supplied to the evaporation zone 2, the liquid easily evaporating heat carrier evaporates and rises through the steam line 4 in the form of steam and, passing through the
Благодаря приданию потоку капель вихревого движения, реализуются оптимальные условия для диспергирования и увеличивается расстояние, проходящее каплями между ионизирующими электродами 15 и коллекторами 6, что позволяет существенно поднять напряжение на коллекторе 6. Обе вихревые камеры 19 отделены от заземленных участков корпуса диэлектрическими обечайками 12 и поэтому эти вихревые камеры производят электростатическую энергию противоположного знака, а в целом действие обеих вихревых камер 19 электронейтрально.By imparting vortex motion to the flow of droplets, optimal dispersion conditions are realized and the distance traveled by the droplets between the ionizing
Источники информацииInformation sources
1. Авторское свидетельство СССР №706672.1. USSR copyright certificate No. 706672.
2. Авторское свидетельство СССР №883643.2. USSR copyright certificate No. 883643.
3. Авторское свидетельство СССР №1177647.3. USSR copyright certificate No. 1177647.
4. Положительное решение по заявке РМ №20120121.4. A positive decision on the application of RM No.20120121.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016144424A RU2638708C1 (en) | 2016-11-14 | 2016-11-14 | Thermal pipe with electrohydrodynamic generator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016144424A RU2638708C1 (en) | 2016-11-14 | 2016-11-14 | Thermal pipe with electrohydrodynamic generator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2638708C1 true RU2638708C1 (en) | 2017-12-15 |
Family
ID=60718901
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016144424A RU2638708C1 (en) | 2016-11-14 | 2016-11-14 | Thermal pipe with electrohydrodynamic generator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2638708C1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1177647A1 (en) * | 1984-03-29 | 1985-09-07 | Кишиневский политехнический институт им.С.Лазо | Electrohydrodynamic heat tube |
SU1495630A2 (en) * | 1987-12-07 | 1989-07-23 | Институт Прикладной Физики Ан Мсср | Electrohydrodynamic heat pipe |
MD739Z (en) * | 2012-08-28 | 2014-09-30 | Институт Прикладной Физики Академии Наук Молдовы | Electrohydrodynamic heat pipe |
-
2016
- 2016-11-14 RU RU2016144424A patent/RU2638708C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1177647A1 (en) * | 1984-03-29 | 1985-09-07 | Кишиневский политехнический институт им.С.Лазо | Electrohydrodynamic heat tube |
SU1495630A2 (en) * | 1987-12-07 | 1989-07-23 | Институт Прикладной Физики Ан Мсср | Electrohydrodynamic heat pipe |
MD739Z (en) * | 2012-08-28 | 2014-09-30 | Институт Прикладной Физики Академии Наук Молдовы | Electrohydrodynamic heat pipe |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108101135B (en) | Solar atomization sea water desalting device | |
JP2002203657A (en) | Ion generator | |
RU2001105128A (en) | METHOD FOR ENERGY CONVERSION (OPTIONS) AND GRITSKEVICH VORTEX PIPE FOR ITS IMPLEMENTATION | |
RU2638708C1 (en) | Thermal pipe with electrohydrodynamic generator | |
EP2759782A1 (en) | Cooling apparatus using electro-hydrodynamic air moving means | |
US10350612B2 (en) | Surface condensation process and device for efficiently removing coal combustion fly ash microspheres | |
US7833324B2 (en) | Wet electrostatic precipitator with condensation-growth chamber | |
CN109295678B (en) | Moisture condensing device and clothes drying equipment | |
SU1177647A1 (en) | Electrohydrodynamic heat tube | |
KR102039925B1 (en) | Apparatus of Ionic Water using Electro-Spraying | |
US4498631A (en) | Electrogasdynamic coating system | |
CN209237363U (en) | A kind of separating methanol extraction element | |
RU2390385C2 (en) | Hot blast air blower | |
US1948940A (en) | Steam generator | |
CN109332030A (en) | A kind of electrostatic atomization apparatus | |
RU2674006C2 (en) | Convective electrostatic generator | |
US3612923A (en) | Electrogasdynamic converter with resistive channel | |
SU1391723A1 (en) | Generator of charged aerosol | |
CN205137776U (en) | Array electrostatic atomization device and humidifier that uses device | |
CN105371411A (en) | Array type electrostatic atomization device and humidifier using same | |
CN210885391U (en) | Small split solar electrostatic atomization seawater desalination device | |
US2855140A (en) | High vacuum pump | |
SU485282A1 (en) | Air conditioning device | |
SU883643A2 (en) | Heat pipe with electrohydrodynamic generator | |
SU706672A1 (en) | Heating tube with electrohydrodynamic generator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181115 |