Трансформатор потенційної енергії потоку у теплову енергію

1. Трансформатор потенційної енергії потоку у теплову енергію, що містить нагрівальні елементи, 3 Поставлена задача у запропонованому технічному рішенні вирішується тим, що трансформатор, який містить нагрівальні елементи, додатково містить вихрову трубу з патрубками виходу гарячого та холодного потоків газу та теплообмінник, при цьому нагрівальні елементи виконані у вигляді магнітних роликів та магнітної обмотки, які утворюють магнітне гальмо, причому магнітні ролики розташовані у середині вихрової труби, а магнітні обмотки встановлені на зовнішній поверхні труби, патрубки вихрової труби трубопроводами з’єднані з теплообмінником, а теплообмінник має патрубок виходу підігрітого газу. Трансформатор пояснюється кресленням. Вихрова труба 1 має патрубок (конфузор) 2 входу газу, патрубок 3 гарячого потоку та патрубок 4 холодного потоку. Усередині вихрової труби 1 розташовані магнітні ролики 5, які утворюють з електромагнітними котушками 6 магнітне гальмо. Магнітне гальмо підігріває теплообмінник 7, в якому підігрівається холодна частина потоку газу. У конфузорі 2 встановлюють ребра 9, що завихрюють потік газу. У дифузорі 8 встановлюють ребра 10, які спрямляють потік газу. Тепла частина потоку змішується з підігрітою холодною частиною потоку та через патрубок (дифузор) 8 подається з підвищеною температурою. Приклад промислового використання. Газ з температурою 10°С подається у вихрову трубу 1, де розподіляється на два потоки - холодний та гарячий. Магнітні ролики виконані у вигляді циліндричної болванки, а магнітна котушка 6 (шина) 2 виконана з міді з поперечним перерізом 152 мм . Магнітні ролики 5 та магнітна шина утворюють магнітне гальмо. Магнітне гальмо підігріває теплообмінник, де підігрівається холодний потік газу. Підігрів замкнутих електромагнітних котушок доповнюється ефектом нагрівання стінок вихрової труби 1 блукаючими струмами, що генеруються електромагнітними полями обертових магнітних роликів, а також блукаючими струмами від МГДефекту вологого газу, що іонізується. Волога завжди присутня в газі (метані), що транспортується, у вигляді газового конденсату й невеликої кількості звичайної води, оскільки ідеально очистити метан від вищих вуглеводнів і парів води на газових промислах або підземних сховищах газу неможливо. Від ступеня іонізації метану у вихровій трубі буде залежати рівень МГД-ефекту, тобто сили блукаючих струмів у корпусі вихрової труби. Це у свою чергу визначає ступінь розігріву металу стінок вихрової труби блукаючими струмами. Значно підвищити ефективність перетворення блукаючих струмів у теплову енергію також можливо шляхом використання для покриття внутрішньої порожнини вихрової труби спеціальних сталей і вибором ма 89998 4 люнка сталевого внутрішнього покриття, що наноситься. Електромагнітні котушки 6, які знаходяться зовні вихрової труби й покривають більше 90% її поверхні, уловлюють і перетворюють у тепло високочастотні поля усіх типів поляризації. Такі поля неминуче виникають на поверхні закритого металевого циліндра від гармонік високочастотного сигналу на виході іонізатора, а також гармонік електромагнітних полів блукаючих струмів на крайках і нерівностях металевих деталей конструкції. При зворотному омиванні вихрової труби 1 газом у теплообмінних трубках, які одночасно є замкнутими електромагнітними обмотками, відбувається розширення газу за рахунок збільшеного прохідного перетину трубного теплообмінного пучка у порівнянні з перетином виходу газу з вихрової труби. Оскільки трубний теплообмінний пучок є одночасно серією замкнутих електромагнітних котушок, то його варто покривати мідним або срібним покриттям для збільшення електропровідності котушок. Збільшення електропровідності котушок необхідно у свою чергу для максимальної ефективності використання енергії паразитних (наведених) полів високої частоти (ВЧ). Тепло, що виділяє нагріваний метал магнітних роликів, вихрової труби 1 й трубок теплообмінника, утримується від виходу у зовнішнє середовище теплоізоляцією, якою бажано закрити всю поверхню пристрою, включаючи вхідний конфузор і вихідний дифузор. При такому конструктивному рішенні практично все тепло з деталей, що нагрівають, тепловий насос викачує у потік газу. Ефект теплового насоса утворюється за рахунок поетапного фізичного збільшення прохідного перетину від вихрової труби до теплообмінника й від теплообмінника до дифузора. У конфузорі встановлюють ребра, що завихрюють потік газу, а у дифузорі - ребра, які спрямляють потік газу, що поліпшує початкове вихроутворювання у вихровій трубі та її пропускну здатність. Конструкція трансформатора максимально оптимізована за рахунок тангенціального уведення й завихрення газу у вихровій трубі, сполучення теплообмінників і котушок, сполучення активації поздовжнім магнітним полем ЕГД-генератора й ротора магнітного гальма, самоіонізації потоку за рахунок тертя між шарами вологого газу й між газом і діелектричними деталями, супутньої теплової утилізації паразитних ВЧ і НВЧ полів замкнутими спіральними котушками, виконання теплообмінником функцій розширювальної камери теплового насоса й глушителя звукових шумів надзвукового сопла системи конфузор-дифузор, попереднього завихрення й електронної іонізації газу у конфузорі. 5 Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко 89998 6 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601