СФЕРИЧЕСКИЙ КАВИТАЦИОННЫЙ ЭЛЕКТРОГИДРОУДАРНЫЙ ТЕПЛОГЕНЕРАТОР - Новейшие экологические и энергетические технологии

ПОЛЕЗНАЯ МОДЕЛЬ

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.

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 (патент РФ № 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 неё механическим способом. В данном случае механическое воздействие - это кавитация воды и приведение воды в вихревое движение.

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 неработоспособен

Целью данного изобретения является модернизация и улучшение энергетической эффективности известного кавитационного теплогенератора

Технический результат, данной полезной модели состоит в техническом и энергетическом усовершенствовании известного устройства, необходимом для достижения поставленной цели.

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 электрический водяной насос и кавитатор, конструктивно совмещены и выполнены в виде сферической электрогидроударной камеры, причем полая камера выполнена в виде внешней полой прочной металлической сферы,неполностью заполненной водой, с наружными радиаторными ребрами ,служащих для передачи тепла в окружающее пространство, внутри которой размещены как минимум два внутренних кавитатора , выполненных в виде концентрических полых сфер с множеством сквозных отверстий в виде двухсторонних усеченных конусов, обращенных узкой частью конусов друг к другу (сопел Лаваля), и размещенных внутри сферы , причем один сферический кавитатор размещен вблизи внутренней поверхности основной внешней сферы, а второй сферический кавитатор размещен вокруг зоны электрического разряда в воде вблизи центра сферы , причем устройство дополнено электрической схемой ,содержащей два электрода, конструктивно совмещенные в виде электроискровой свечи , электрический разрядник , электрически присоединенный одной стороной к центральному электроду электроискровой свечи , а второй стороной к одной из пластин электрического накопительного конденсатора , и далее ,через повышающий преобразователь напряжения электрически присоединен к первичному источнику электроэнергии , причем преобразователь напряжения дополнен регулятором , а центральный электрод свечи размещенный внутри ее электрического изолятора , и ввертного корпуса , имеет два выступающих конца из электрического изолятора , причем рабочий торец центрального электрода свечи размещен в центре сферы , причем вторым электродом свечи служит сам второй сферический кавитатор , размещенным на расстоянии, достаточным для возникновения электрического пробоя между ними, причем корпуса внешней сферы и второй обкладки электрического конденсатора электрически соединены и заземлены через заземлитель, причем в качестве регулятора тепловой энергии служат регулятор преобразователя напряжения, обеспечивающий заданное изменение параметров электроэнергии ,и регулятор величины зазора электрического разрядника.

ОПИСАНИЕ УСТРОЙСТВА ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ В СТАТИКЕ

Устройство полезной модели кавитационного электрогидроударного теплогенератора состоит из внешней полой прочной металлической сферы 1,неполностью заполненной (например на 4/5) водой, с наружными радиаторными ребрами ,служащих для передачи тепла в окружающее пространство из двух внутренних кавитаторов 3,4, выполненных в виде концентрических полых сфер с множеством сквозных отверстий в виде двухсторонних усеченных конусов, обращенных узкой частью конусов друг к другу (сопел Лаваля), и размещенных внутри сферы 1, причем один сферический кавитатор 3 размещен вблизи внутренней поверхности основной внешней сферы 1, а второй сферический кавитатор 4 размещен вокруг зоны электрического разряда в воде вблизи центра сферы 1, причем устройство дополнено электрической схемой 5,содержащей два электрода, выполненные в виде электроискровой свечи 6, электрический разрядник 7, электрически присоединенный одной стороной к центральному электроду 12 свечи 6, а второй стороной к одной из пластин электрического накопительного конденсатора 8 и через повышающий преобразователь напряжения 9 к первичному источнику электроэнергии 10, причем преобразователь 9 дополнен регулятором 11, а центральный электрод 12 размещенный внутри электрического изолятора 14, и ввертного корпуса 15 . имеет два выступающих конца из электрического изолятора 13, а рабочий конец центрального электрода дополнен зубчатым сферическим венцом 13, который размещен в центре шара 1, причем вторым электродом свечи 6 служит сам второй сферический кавитатор 4, размещенным на расстоянии от зубчатого венца 13, достаточным для возникновения электрического пробоя между ними, в зоне 17, электрических разрядов в воде между электродами 4 и 13, причем корпуса внешней сферы 1 и второй обкладки электрического конденсатора 8 электрически соединены и заземлены через заземлитель 16.

Описание работы устройства

Устройство работает следующим образом .Вначале в эту полую сферу 1 , образующую замкнутую кавитационную гидросистему, заливают воду, причем неполностью а примерно на 4/ 5 ее объема. Затем подключают источник электроэнергии 10 от высоковольтного преобразователя напряжения 9 электрически заряжают высоковольтный накопительный конденсатор 8. При достижении определенной величины порогового напряжения электрического пробоя, обусловленного зазором электрического разрядника 7, он пробивается и далее электрический конденсатор 8 разряжается через электроды зубчатый венец 13 и 4, образуя электрическую дугу в воде в зоне пространства 17 , между ними.

В результате возникновения этого электрического разряда в воде, причем определенных параметров ,в месте этого разряда , возникает мощный электрогидравлический удар(эффект Юткина ),и образуется парогазовая полость от импульсного локального перегрева вводы и, как следствие, развивается прямая волна давления в многие сотни атмосфер , которая практически мгновенно передается всему объему воды в сферической камере 1 . В результате возникновения этого мощного электрогидроудара в воде в таком достаточно простом теплогенераторе с замкнутым объемом , в момент возникновения электрогидравлического удара в воде в камере 1,возникает мощная ударная волна давления в воде и интенсивная кавитация воды при ее скоростном выталкивании из камеры 2 благодаря сферическим кавитационным решеткам 3.4. Причем , интенсивная кавитация в воде образуется и от прямой волны давления в воде и от обратной волны при схлопывании парогазовой полости в зоне электрического разряда.

После чего процесс циклически повторяется Частота электрических разрядов и электрогидроударов регулируеся частотой работы преобразователя 8 регулятором 11 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 кавитатор 3,4 и сама поверхность сферы 1 должна быть упругой,для амортизации мощных цикличных гидроударов 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 тое служит отличным демпфером при ударных нагрузках в ней. Причем, благодаря наличию прямой и обратной волн давления при одном электрогидроударе в камере 1, в такой простейшей конструкции кавитационного теплогенератора , ни дополнительного водяного насоса, ни обратных гидроклапанов и ни системы долива воды не требуется, поскольку данная гидросистема герметизирована, а возвратно -поступательное движение кавитирующнй воды кавитаторами 3,4 в камере 1 обеспечивают прямая и обратная волны давления в ней от эффекта Юткина.

Сферическая форма рабочей полости сферы 1 и кавитаторов 3,4 с соплами Лаваля обеспечивает максимум выработки тепловой энергии при минимуме габаритов устройства такого теплогенератора., причем в качестве регулятора тепловой энергии этого устройства служат регулятор 11 преобразователя напряжения, обеспечивающий заданное изменение параметров электроэнергии ,и регулятор величины зазора электрического разрядника 7.

Основная сфера применения такого кавитационного теплогенератора –это автономное теплоснабжение объектов при минимуме потребления электроэнергии. Таким образом, предложен простой кавитационный жидкостный 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

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сферический кавитационный электрогидроударный теплогенератор, содержащий содержащий полую камеру с водой, кавитационное устройство, размещенное в воде, и электрический водяной насос, отличающийся тем, что полая камера выполнена в виде внешней полой прочной металлической сферы, неполностью заполненной водой, с наружными радиаторными ребрами ,служащих для передачи тепла в окружающее пространство, внутри которой размещены как минимум два внутренних кавитатора , выполненных в виде концентрических полых сфер с множеством сквозных отверстий в виде двухсторонних усеченных конусов, обращенных узкой частью конусов друг к другу (сопел Лаваля), и размещенных внутри сферы , причем один сферический кавитатор размещен вблизи внутренней поверхности основной внешней сферы, а второй сферический кавитатор размещен вокруг зоны электрического разряда в воде вблизи центра сферы , причем устройство дополнено электрической схемой ,содержащей два электрода, конструктивно совмещенные в виде электроискровой свечи , электрический разрядник , электрически присоединенный одной стороной к центральному электроду электроискровой свечи , а второй стороной к одной из пластин электрического накопительного конденсатора , и далее ,через повышающий преобразователь напряжения электрически присоединен к первичному источнику электроэнергии , причем преобразователь напряжения дополнен регулятором , а центральный электрод свечи размещенный внутри ее электрического изолятора , и ввертного корпуса , имеет два выступающих конца из электрического изолятора , причем рабочий торец центрального электрода свечи дополнен зубчатым сферическим венцом , который размещен в центре сферы, причем вторым электродом электроискровой свечи служит сам второй сферический кавитатор, размещенным на расстоянии от зубчатого венца , достаточным для возникновения электрического пробоя между ними, в зоне , электрических разрядов в воде между этими электродами, причем корпуса внешней сферы и второй обкладки электрического конденсатора электрически соединены и заземлены через заземлитель, причем в качестве регулятора тепловой энергии служат регулятор преобразователя напряжения, обеспечивающий заданное изменение параметров электроэнергии ,и регулятор величины зазора электрического разрядника.