RU72308U1

RU72308U1 - HYDRAULIC HEAT GENERATOR

Info

Publication number: RU72308U1
Application number: RU2007141804/22U
Authority: RU
Inventors: Валерий Дмитриевич Дудышев (RU); Валерий Дмитриевич Дудышев
Original assignee: Валерий Дмитриевич Дудышев; Афанасьева Любовь Вениаминовна
Priority date: 2007-11-12
Filing date: 2007-11-12
Publication date: 2008-04-10

Abstract

Электрогидроударный кавитационный теплогенератор, содержащий полую камеру с водой, кавитационное устройство и электрический водяной насос, отличающийся тем, что электроводяной насос и кавитатор конструктивно совмещены и выполнены в виде электрогидроударной камеры, содержащей корпус в виде полого цилиндра, по краям которого размещены два дисковых кавитатора и два конических выходных сопла, размещенных по ее торцам, а также два отводных патрубка, механически присоединенными к торцам сопел, причем в корпус ввернута электроискровая свеча с центральным электродом, кольцевым электродом, электрически и механически соединенным с ее ввертной частью, и электрическим изолятором между ними, и кольцевым магнитом, размещенном на этом электрическом изоляторе, причем данный теплогенератор дополнен электрическим устройством, содержащим повышающий управляемый электрический преобразователь напряжения, с выходным накопительным высоковольтным электрическим конденсатором, и первичный источник электроэнергии, электрически присоединенный по входу к упомянутому преобразователю напряжения, причем первый выходной высоковольтный электрический потенциал преобразователя заземлен на корпус камеры, а второй его выходной электрический потенциал присоединен через высоковольтный коммутатор к центральному электроду электроискровой свечи, причем этот повышающий преобразователь напряжения может быть выполнен в виде обычного повышающего индуктивного трансформатора, первичная обмотка которого присоединена к стандартной электросети переменного тока, а вторичная высоковольтная обмотка присоединена через выпрямитель кAn electrohydroshock cavitation heat generator comprising a hollow chamber with water, a cavitation device and an electric water pump, characterized in that the electroconducting pump and the cavitator are structurally combined and are made in the form of an electrohydroshock chamber containing a body in the form of a hollow cylinder, on the edges of which are two disk cavitators and two conical outlet nozzles located at its ends, as well as two branch pipes mechanically attached to the ends of the nozzles, with an electric spark plug screwed into the housing and with a central electrode, a ring electrode, electrically and mechanically connected to its screw part, and an electrical insulator between them, and a ring magnet placed on this electrical insulator, and this heat generator is supplemented by an electric device containing a step-up controlled electric voltage converter, with an output storage a high voltage electric capacitor, and a primary source of electricity electrically connected at the input to said converter voltage, and the first output high-voltage electric potential of the converter is grounded to the camera body, and its second output electric potential is connected via a high-voltage switch to the central electrode of the spark plug, and this step-up voltage converter can be made in the form of a conventional step-up inductive transformer, the primary winding of which is connected to standard AC mains, and the secondary high-voltage winding is connected through a rectifier to

Description

Полезная модель относится к теплоэнергетике, а конкретнее к кавитационным теплогенераторам и может быть полезно использована для получения тепловой энергии из внутренней химической энергии воды посредством кавитации и электрогидроударного эффекта Юткина.The utility model relates to a power system, and more specifically, to cavitation heat generators and can be used to obtain thermal energy from the internal chemical energy of water through cavitation and the electroshock effect of Utkin.

Наиболее близким устройством (прототипом) по конструкции и того же назначения к заявленной полезной модели по совокупности признаков является кавитационный водяной теплогенератор, содержащий полую камеру с водой, кавитационное устройство, размещенное в воде, и электрический водяной насос, нагнетающий воду в полую камеру через вводной тангенциальный патрубок (патент РФ №2132517)The closest device (prototype) in design and for the same purpose to the claimed utility model in terms of features is a cavitation water heat generator containing a hollow chamber with water, a cavitation device placed in water, and an electric water pump forcing water into the hollow chamber through a tangential inlet branch pipe (RF patent No. 2132517)

Сущность работы прототипа - известного кавитационного водяного теплогенератора состоит в том, что при вихревом вращении воды в ней, благодаря наличию кавитаторов в воде возникают многочисленные кавитационные пузырьки воздуха, по-иному, в более строгой терминологии, возникает кавитация воды, которая и позволяет получать тепловую энергию непосредственно из воды, воздействуя на нее механическим способом. В данном случае механическое воздействие - это кавитация воды и приведение воды в вихревое движение.The essence of the prototype, the well-known cavitation water heat generator, consists in the fact that due to the presence of cavitators in the water, numerous cavitation air bubbles appear in the water due to the presence of cavitators; in a different way, in more strict terminology, cavitation of water arises, which makes it possible to obtain thermal energy directly from the water, acting on it mechanically. In this case, the mechanical effect is cavitation of water and bringing water into a swirling motion.

При всех достоинствах прототипа, (простота и эффективность работы) сфера его применения достаточно узкая и он предназначен только для получения тепловой энергии при ее активной кавитации при перекачки воды под давлением и ее вихревом вращении, причем для его работы требуется гонный электродвигатель, необходимый для принудительного вращения кавитатора и воды Поэтому без использования энергозатратного стандартного электронасоса известный кавитационный теплогенератор неработоспособенFor all the advantages of the prototype, (simplicity and efficiency), the scope of its application is quite narrow and it is intended only for generating thermal energy when it is actively cavitated by pumping water under pressure and its vortex rotation, and for its operation a racing motor is required, which is necessary for forced rotation cavitator and water Therefore, without the use of an energy-intensive standard electric pump, the well-known cavitation heat generator is inoperative

Целью данного изобретения является модернизация и улучшение энергетической эффективности известного кавитационного теплогенератора,The aim of this invention is to modernize and improve the energy efficiency of the well-known cavitation heat generator,

Технический результат, данной полезной модели состоит в техническом и энергетическом усовершенствовании известного устройства, необходимом для достижения поставленной цели.The technical result of this utility model is the technical and energy improvement of the known device, necessary to achieve the goal.

Указанный технический результат достигается тем, что известное устройство кавитационного теплогенератора, содержащее полую камеру с водой, кавитационное устройство, и электрический водяной насос, существенно модернизировано, а именно в нем электроводяной насос и кавитатор конструктивно совмещены и выполнены в виде электрогидроударной камеры, содержащей корпус в виде полого цилиндра, по краям которого размещены два дисковых кавитатора, и два конических выходными соплами, размещенные по ее торцам, а также и два отводных патрубка, механически присоединенными к торцам сопел, причем в корпус ввернута электроискровая свеча с центральным электродом, кольцевым электродом,. электрически и механически соединенным с ее ввертной частью, и электрическом изолятором между ними, и кольцевым магнитом размещенном на этом электрическом изоляторе, причем данный теплогенератор дополнен электрическим устройством, содержащим повышающий управляемый электрический преобразователь напряжения, с выходным накопительным высоковольтным электрическим конденсатором, и первичный источник электроэнергии, электрически присоединенный по входу к упомянутому преобразователю напряжения, причем первый выходной высоковольтный электрический потенциал преобразователя заземлен на корпус камеры, а второй его выходной электрический потенциал присоединен через высоковольтный коммутатор, к центральному электроду электроискровой свечи, причем этот повышающий преобразователь напряжения может быть выполнен в виде обычного повышающего индуктивного трансформатора, первичная обмотка которого присоединена к стандартной электросети переменного тока, а вторичная высоковольтная обмотка присоединена через выпрямитель к накопительному электролитическому конденсатора, с рабочим напряжением, согласованном с выходным напряжением, причем отводные патрубки камеры, механически присоединены через отводные водотрубопроводы и обратные водотрубопроводы к внешним кавитаторам, гидравлически присоединенным к тепловой водяной батарее, причем регулятор интенсивности вырабатываемой тепловой энергии выполнен в виде регулятора частоты и скважности управляемого и бесконтактного высоковольтного коммутатора с изменяемой частотой и длительностью включения, зависимости от температуры воды,, причем внутренние кавитаторы, размещенные в полой электрогидроударной камере, по ее торцам выполнены в виде дисков со сквозной перфорацией- в виде фасонных отверстий с конфигурацией отверстий в виде сопел Лаваля, а внешние кавитаторы данного устройства выполнены виде в виде сопел Лаваля, причем конструктивные параметры устройства и их соотношения выбирают из условия требуемой производительности тепловой энергии.The specified technical result is achieved by the fact that the known device of the cavitation heat generator containing a hollow chamber with water, a cavitation device, and an electric water pump are substantially modernized, namely, the electro-conductive pump and the cavitator are structurally combined therein and are made in the form of an electroshock chamber containing a housing in the form a hollow cylinder, at the edges of which there are two disk cavitators, and two conical outlet nozzles located at its ends, as well as two branch pipes, a mechanical cally connected to the ends of the nozzles, wherein the housing is screwed spark plug to the center electrode, ring electrode ,. electrically and mechanically connected to its screw part, and an electrical insulator between them, and a ring magnet located on this electrical insulator, and this heat generator is supplemented by an electrical device containing a step-up controlled electric voltage converter, with an output storage high-voltage electric capacitor, and a primary source of electricity, electrically connected at the input to said voltage converter, wherein the first output high voltage The electric potential of the converter is grounded to the camera body, and its second output electric potential is connected via a high-voltage switch to the central electrode of the spark plug, and this step-up voltage converter can be made in the form of a conventional step-up inductive transformer, the primary winding of which is connected to a standard AC mains, and the secondary high-voltage winding is connected through a rectifier to the storage electrolytic capacitor, with an operating voltage that is consistent with the output voltage, moreover, the outlet pipes of the chamber are mechanically connected through the outlet water pipes and return water pipes to external cavitators hydraulically connected to the thermal water battery, and the regulator of the intensity of the generated heat energy is made in the form of a frequency and duty cycle regulator of controlled and non-contact high voltage switch with a variable frequency and duration of inclusion, depending on the temperature of the water, and the internal cav tators placed in a hollow electroshock chamber, at its ends are made in the form of disks with through perforation - in the form of shaped holes with the configuration of holes in the form of Laval nozzles, and the external cavitators of this device are made in the form of Laval nozzles, and the design parameters of the device and their ratio choose from the conditions of the required productivity of thermal energy.

Описание устройства в статике Электрогидроударный (ЭГД) кавитационный теплогенератор, показанный упрощенно на рис.1, содержит электрогидроударную(ЭГД) - камеру 1, состоящую из корпуса 2, в виде полого цилиндра, по краям которого два кавитатора 3, 4 и два конических выходными соплами 5, 6, размещенные прочно по ее торцам, и два отводных патрубка 7, 8, механически присоединенными к торцам сопел 2.3, причем в корпус 2 ввернута электроискровая свеча 9 с центральным электродом 10, кольцевым электродом 11. электрически и механически соединенным с ее ввертной частью (не показана), электроизолятором 12, между ними, и кольцевым магнитом 13, размещенном на электрическом изоляторе 12, причем данный теплогенератор дополнен электрическим устройством, содержащим повышающий импульсный управляемый электрический преобразователь напряжения 13, с выходным высоковольтным электрическим конденсатором 14, и первичный источник электроэнергии 15, электрически присоединенный по входу к упомянутому преобразователю напряжения 13, причем первый выходной высоковольтный электрический потенциал преобразователя 13 заземлен на корпус 2, а второй его выходной электрический потенциал присоединен через высоковольтный коммутатор (ключ) 16 к центральному электроду 10 электроискровой свечи 9, причем отводные патрубки 7, 8 механически присоединены через отводные водотрубопроводы 17, 18 и обратные водотрубопроводы 19, 20 к кавитаторам 21, 22, гидравлически присоединенный к центральной оребренной тепловой водяной батарее 23.Description of the device in statics An electrohydroshock (EHD) cavitation heat generator, shown simplistically in Fig. 1, contains an electrohydroshock (EHD) chamber 1, consisting of a housing 2, in the form of a hollow cylinder, at the edges of which there are two cavitators 3, 4 and two conical outlet nozzles 5, 6, placed firmly at its ends, and two branch pipes 7, 8, mechanically attached to the ends of the nozzles 2.3, with the spark plug 9 screwed into the housing 2 with a central electrode 10, a ring electrode 11. electrically and mechanically connected to its screw a part (not shown), an electric insulator 12, between them, and an annular magnet 13 located on the electrical insulator 12, and this heat generator is supplemented by an electrical device containing a step-up controlled pulsed electrical voltage converter 13, with an output high-voltage electric capacitor 14, and a primary source of electricity 15, electrically connected at the input to said voltage converter 13, the first output high voltage electric potential of converter 13 being ground on the housing 2, and its second output electrical potential is connected via a high voltage switch (key) 16 to the central electrode 10 of the spark plug 9, and the branch pipes 7, 8 are mechanically connected through the branch water pipes 17, 18 and the return water pipes 19, 20 to the cavitators 21 , 22 hydraulically connected to a central finned thermal water battery 23.

Описание работы устройстваDevice Description

Вначале заливают воду в эту замкнутую гидросистему, содержащую полую камеру 2, сопла 5.6, отводные патрубки 5,8 и прочее, причем неполностью, оставляя и небольшой воздушный промежуток в них. который служит демпфером при гидроударах в ЭГД камере 1 Затем электрически подключают первичный источник электроэнергии 15 к повышающему преобразователю напряжения 13 и от него заряжают накопительный электрический конденсатор с величиной емкости, достаточной для возникновения гилдроударного эффекта Юткина в воде в камере 2. Конкретно, осуществляют этот циклический электрогидроудар в камере 2 путем быстрого замыкания накопительного электрического конденсатора 14 через ключ 16 на центральный электрод 10 и кольцевой электрод 11 в электроискровой свече 9 для возникновения между ними вращающейся кратковременно электрической дуги в в воде.First, water is poured into this closed hydraulic system containing a hollow chamber 2, nozzles 5.6, branch pipes 5.8 and so on, and not completely, leaving a small air gap in them. which serves as a damper during water hammer in the EHD chamber 1. Then, the primary source of electric power 15 is electrically connected to the step-up voltage converter 13 and a storage electric capacitor is charged from it with a capacitance value sufficient to cause the Yutkin guild shock effect in the water in chamber 2. Specifically, this cyclic electrohydraulic shock in the chamber 2 by quickly closing the storage electric capacitor 14 through the key 16 to the Central electrode 10 and the ring electrode 11 in the electric oic candle 9 arises between them briefly rotating electric arc in water.

В результате этого электрического разряда в воде, в месте этого разряда, образуется парогазовая полость от импульсного локального перегрева вводы и, как следствие, As a result of this electric discharge in water, in the place of this discharge, a gas-vapor cavity is formed from pulsed local overheating of the inputs and, as a result,

развивается прямая волна давления в многие сотни атмосфер, которая передается всему объему воды в камере 2.a direct pressure wave develops into many hundreds of atmospheres, which is transmitted to the entire volume of water in chamber 2.

В результате возникновения этого мощного электрогидроудара в воде в таком достаточно простом однокаскадном кавитационном теплогенераторе с замкнутым водоводом, в момент возникновения электрогидравлического удара в воде в камере 2, возникает мощная ударная волна давления в воде и интенсивная кавитация воды при ее скоростном выталкивании из камеры 2 благодаря кавитационным решеткам 3.4. Далее два противоположно направленные кавитирующие поток воды выталкиваются из выходных вихревых конических сопел 5.6 камеры 2. и, далее,. получив ускорение и вращение в них, устремляется по отводным патрубкам 7.8 из камеры 2 и конических сопел 5.6 по отводным трубопроводам 17.18 и обратным трубопроводом 19, 20 и через два внешних сопла Лаваля 21. 22, навстречу друг другу, встречно сталкиваясь в водяном тепловом радиаторе 23, и после выделения тепла от кавитации в нем и в трубопроводах и самой камере 2 - потом эти два встречных потока воды снова стремительно возвращаются в камеру 1 обратной волной давления в воде, образованной вследствие схлопывания парогазовой полости в воде, исходно образованной от первого электрогидро удара. После чего процесс циклически повторяется Частота электрических разрядов и электрогидроударов регулируеся частотой Важное условие надежности устройства ЭГД камеры 1, состоит в наличии в нем хотя бы одного упругого элемента ее конструкции. К примеру, для осуществления этого условия внутренняя поверхность ЭГД- камеры 1 должна быть упругой, чтобы не треснуть ее корпусу 2 при мощных цикличных гидроударах в воде. Отметим, что поскольку вода заливается в эту простую замкнутую гидравлическую систему не полностью, то и воздух. содержащийся внутри этой замкнутой гидросистемы при электроударах в ЭГД камере 1 тоже служит отличным демпфером при ударных нагрузках в ней. Причем, благодаря наличию прямой и обратной волн давления при одном электрогидроударе в камере 2, в такой простейшей конструкции кавитационного теплогенератора, дополнительного водяного насоса, обратных гидроклапанов и системы долива воды не требуется, поскольку данная гидросистема герметизирована, а возвратно - поступательное движение кавитирующнй воды в камере 2 обеспечивают прямая и обратная волны давления в ней. Таким образом предложении простой кавитационный водяной теплогенератор на основе эффекта Юткина, который обладает существенными отличиями от прототипа и полезным эффектом - устранения затратного водяного насоса и тем самым, упрощения устройства и повышения эффективности выработки тепловой энергии при минимуме потребления электроэнергии.As a result of the occurrence of this powerful electro-hydraulic shock in water in such a fairly simple single-stage cavitation heat generator with a closed conduit, at the time of the occurrence of an electro-hydraulic shock in the water in chamber 2, a powerful shock wave of pressure in the water and intense cavitation of water when it is rapidly pushed out of the chamber 2 due to cavitation bars 3.4. Then, two oppositely directed cavitating water flows are pushed out of the outlet vortex conical nozzles 5.6 of chamber 2. and, further,. having received acceleration and rotation in them, it rushes along the branch pipes 7.8 from the chamber 2 and the conical nozzles 5.6 through the branch pipes 17.18 and the return pipe 19, 20 and through two external Laval nozzles 21. 22, towards each other, facing each other in the water heat radiator 23 , and after heat generation from cavitation in it and in the pipelines and the chamber 2 itself - then these two oncoming water flows again rapidly return to chamber 1 with a backward pressure wave in water formed as a result of the collapse of the vapor-gas cavity in water, initially ovannoy elektrogidro from the first pin. After which the process is cyclically repeated. The frequency of electric discharges and electroshocks is controlled by frequency. An important condition for the reliability of the device of the EHD camera 1 is the presence of at least one elastic element of its design. For example, for this condition to be fulfilled, the inner surface of the EHD camera 1 must be elastic so as not to crack its body 2 with powerful cyclic hydroblows in water. Note that since water is not completely poured into this simple closed hydraulic system, so is air. contained inside this closed hydraulic system during electric shocks in the EHD chamber 1 also serves as an excellent damper during shock loads in it. Moreover, due to the presence of forward and backward pressure waves with one electroshock in chamber 2, in such a simple construction of a cavitation heat generator, an additional water pump, check valves and a water top-up system are not required, since this hydraulic system is sealed, and the reciprocal movement of cavitating water in the chamber is reciprocated 2 provide forward and backward pressure waves in it. Thus, the proposal is a simple cavitation water heat generator based on the Yutkin effect, which has significant differences from the prototype and has a useful effect - eliminating the costly water pump and thereby simplifying the device and increasing the efficiency of heat generation with a minimum of electricity consumption.

Claims

An electrohydroshock cavitation heat generator comprising a hollow chamber with water, a cavitation device and an electric water pump, characterized in that the electroconducting pump and the cavitator are structurally combined and are made in the form of an electrohydroshock chamber containing a body in the form of a hollow cylinder, on the edges of which two disk cavitators and two conical outlet nozzles located at its ends, as well as two branch pipes mechanically attached to the ends of the nozzles, with an electric spark plug screwed into the housing and with a central electrode, a ring electrode, electrically and mechanically connected to its screw part, and an electrical insulator between them, and a ring magnet placed on this electrical insulator, and this heat generator is supplemented by an electric device containing a step-up controlled electric voltage converter, with an output storage a high voltage electric capacitor, and a primary source of electricity electrically connected at the input to said converter voltage, and the first output high-voltage electric potential of the converter is grounded to the camera body, and its second output electric potential is connected via a high-voltage switch to the central electrode of the spark plug, and this step-up voltage converter can be made in the form of a conventional step-up inductive transformer, the primary winding of which is connected to standard AC mains, and the secondary high-voltage winding is connected through a rectifier to storage electrolytic capacitor with a working voltage that is consistent with the output voltage, moreover, the branch pipes of the chamber are mechanically connected through the outlet water pipes and return water pipes to external cavitators hydraulically connected to the heat water battery, and the regulator of the intensity of the generated heat energy is made in the form of a frequency and duty cycle controller controlled and non-contact high-voltage switch with a variable frequency and duration bridges of water temperature, with internal cavitators placed in a hollow electrohydraulic shock chamber along its ends made in the form of disks with through perforation - in the form of shaped holes with a hole configuration in the form of Laval nozzles, and the external cavitators of this device are made in the form of Laval nozzles, moreover, the design parameters of the device and their ratios are selected from the conditions of the required thermal energy performance.