Гравітаційно-кавітаційний генератор тепла і обертового руху федоткіна і.м.

1. Гравітаційно-кавітаційний генератор тепла і обертового руху, що містить ротор у формі зрізаного конуса, розміщений вертикально і співвісно всередині циліндричного резервуара, більшим торцем догори з гвинтовими канавками і соплами, заповненими робочою рідиною, який відрізняється тим, що генератор містить суцільний вал з нижньою роз'ємною і верхньою дисковою муфтами, до верхнього кінця вала приєднано електромотор, а до нижнього кінця вала - насос, на валу розміщено вищевказаний ротор у вигляді конічного барабану з гвинтовими канавками, які співвісно розміщено всередині конічного тонкостінного статора із зазором від 0,1 до 0,15 мм, і з можливістю безконтактного обертання з конічним статором, при цьому конусність зовнішньої поверхні ротора співпадає з конусністю внутрішньої поверхні статора. 2. Генератор за п. 1, який відрізняється тим, що вал разом з конічним ротором розміщено співвісно всередині циліндричного резервуара, у верхній кришці і нижньому днищі якого розташовані опорно-ущільнювальні вузли, вал з ротором встановлено у вузлах з можливістю вільного обертання і продольного переміщення, причому для регулювання зазору із зовнішньою поверхнею конічного ротора і внутрішньою поверхнею конічного статора у нижньому опорному вузлі встановлено пристрій поздовжнього переміщення вала з ротором. 3. Генератор за пп. 1-2, який відрізняється тим, що нижній менший торець конічного статора скріплений з меншим торцем конічної обичайки, біль U 2 UA 1 3 35906 за рахунок сили гравітації, наявність зворотного клапану. Відмітними ознаками генератора, що заявляється, у порівнянні з [2] є: відсутність тонкостінного кожуха на роторі, наявність конічного ротора. Можливість регулювання зазору між ротором і статором. По функціональному призначенню прототипом генератора є двигун клема [2]. У прототипі [2] не використано всі можливості підвищення ефективності агрегату. Не використання цих можливостей призводить до низької ефективності його роботи. Задачею корисної моделі є підвищення ефективності роботи генератора шляхом удосконалення його конструкції і оптимізації форми виконання конструктивних елементів. Вказана задача вирішується тим, що у гравітаційно-кавітаційному генераторі тепла і обертового руху, що включає ротор у формі зрізаного конуса, розміщений вертикально і співвісно всередині циліндричного резервуара, більшим торцем догори з гвинтовими канавками і соплами, заповненими робочою рідиною, новим є те, що, генератор містить суцільний вал з нижньою роз'ємною і верхньою дисковою муфтами, до верхнього кінця вала приєднано електромотор, а до нижнього кінця вала - насос, на валу розміщено вищевказаний ротор у вигляді конічного барабану з гвинтовими канавками, які співвісно розміщено всередині конічного тонкостінного статора із зазором від 0,1 до 0,15мм, і з можливістю безконтактного обертання з конічним статором, при цьому конусність зовнішньої поверхні ротора співпадає з конусністю внутрішньої поверхні статора. Вал разом з конічним ротором розміщено співвісно всередині циліндричного резервуару, у верхній кришці і нижньому днищі якого розташовані опорно-ущільнювальні вузли, вал з ротором встановлено у вузлах з можливістю вільного обертання і поздовжнього переміщення, причому для регулювання зазору із зовнішньою поверхнею конічного ротора і внутрішньою поверхнею конічного статора у нижньому опорному вузлі встановлено пристрій поздовжнього переміщення вала з ротором. Нижній менший торець конічного статора скріплений з меншим торцем конічної обичайки, більший кінець якої нерухомо закріплено до днища резервуара, на бічній поверхні конічної обичайки встановлений патрубок із зворотним клапаном, який з'єднує рідинний простір циліндричного резервуара з рідинним простором, обмеженим конічною обичайкою та днищем, і з можливістю відкривання при виключенні насосу. Вал насоса з’єднано з валом генератора роз’ємною муфтою з можливістю повного відключення насосу без зупинки генератора після досягнення перегріву робочої рідини, а всмоктуючий патрубок насосу сполучено з патрубком насосу, встановленим на днищі циліндричного резервуару, а нагнітальний патрубок насосу сполучено з простором, обмеженим конічною обичайкою та днищем. Площа поперечного перерізу гвинтови х канавок ротора при будь-якій формі їх поперечного 4 перерізу виконано з плавним зменшенням по ходу канавки від меншого торця до більшого торця ротора пропорційно збільшенню його діаметра. На кришці резервуару встановлені конічні ролики з конусністю, яка співпадає з конусністю внутрішньої поверхні більшого торця ротора, і забезпечує контакт з цією поверхнею. На валу генератора перед меншим торцем ротора закріплено одну або декілька суперкавітуючих крильчаток. В якості робочої рідини в ньому використана суміш низько- і висококип'ячого компонентів. В якості робочої рідини в ньому використана суміш низько- і висококип'я чого компонентів, наприклад, суміш 90% оливи і 10% води, або суміш 90% води і 10% етилового або іншого спирту. Корисна модель ілюструється фігурами 1-2, де на Фіг.1 показано загальну схему генератора; на Фіг.2 зображено пристрій для поздовжнього переміщення ротора. Генератор має суцільний вал 1, на якому співвісно посаджено ротор-барабан 2 з гвинтовими канавками 3 на бічній поверхні, виконаний у формі зрізаного конуса. Вал з барабаном співввісно розміщено у циліндричному резервуарі 4, в верхній кришці 5 і нижньому днищі 6 якого розташовані опорно-ущільнювальні вузли 7 і 8 для опори валу з барабаном, установленого на них з можливістю вільного обертання і прокольного переміщення. Ротор 2 у вигляді конічного барабану з гвинтовими канавками співвісно розміщено у статорі 9. що являє собою тонкостінну конічну оболонку з конусністю, яка точно відповідає конусності зовнішньої поверхні ротора. Між статором і ротором витримується зазор 10 величиною від 0,1 до 0,15мм. Для регулювання величини цього зазору в нижньому опорноущільнювальному вузлі 8 встановлено пристрій для поздовжнього переміщення валу догори (Фіг.2), а донизу вал переміщується під дією сили тяжіння. Нижній менший торець статора 1 скріплюється за допомогою зварювання з меншим торцем 12 конічної тонкостінної обичайки 13, більший торець 14 якої приварений до днища резервуара 6. На верхньому кінці 15 валу 1 за межами резервуару встановлена дискова муфта 16, до якої приєднано вал 17 електормотору 18. Нижній кінець 19 валу 1 генератора сполучено за допомогою роз’ємної, наприклад. Електромагнітної муфти 20 з валом 21 насоса 22. Всмоктуючий патрубок 23 насоса 22 сполучено з патрубком 24, встановленому на днищі 6 резервуару 4 за межами простору, обмеженому конічною обичайкою 13. Нагнітальний патрубок 25 насосу 22 сполучено з простором 26, обмеженим всередині резервуару 4 конічної обичайки 13. Резервуар 4 заповнюється робочою рідиною наполовину або третину, і його рідинний простір 27 сполучено з простором 26, обмеженим конічною обичайкою за допомогою зворотного клапана 23. Гвинтові канавки 3 конічного ротора 2 у верхній його частині закриваються круговою пластиною 29 таким чином, щоб пластини на зовнішній пове 5 35906 рхні розміщувались точно на рівні зовнішньої поверхні ротора, а всередині утворювали канал, який за межами конічного статора закінчується соплом 30. При прямокутній формі поперечного перерізу гвинтових канавок 3 їх глибина зменшується по ходу від меншого торця до більшого пропорційно збільшенню діаметра ротора. А при канавках будьякої форми - трикутної, трапецевидної, напівкруглої - пропорційно діаметру ротора зменшується їх площа поперечного перерізу. На рівні сопел співвісно з ротором із зазором від 0,15 до 2мм установлюється і закріплюється в резервуарі 4 зубчастий вінець 31 із зубцями 32. Поверхні зубців обернені до сопел 30 і розміщені перпендикулярно осьовим лініям сопел 30, а прилеглої їх поверхні спрямовані в напрямку осьових ліній сопел. Для виключення радіального відхилення ротору при обертанні на кришці резервуару установлені конічні ролики 33 з конусністю, яка співпадає з конусністю внутрішньої поверхнею більшого торця ротора 2 і контактують з цією поверхнею. Перед входом потоку рідини в гвинтові канавки 3 ротора 2 на валу 1 закріплено суперкавітаційну крильчатку 34. Пристрій для поздовжнього переміщення (Фіг.2) вала 1 генератора може бути виконано в різних варіантах. В нижньому опорноущільнювальному вузлі 8 можливий варіант пристрою для поздовжнього переміщення валу, зображений на Фіг.2. Вал 1 має на нижньому кінці нарізну частин у 40, на яку накручується гайка 41 з контргайкою 42. Гайка 41 контактує торцевою поверхнею з втулкою 43, яка посаджена на вал 1 з ковзною посадкою і з можливістю поздовжнього переміщення. Втулка 43 своїм буртом 44 опирається на внутрішнє кільце 45 радіально-упорного підшипника 46, запресованого своїм зовнішнім кільцем в корпусі 47. Втулка 47 сумісно з внутрішнім кільцем 45 підшипника 46 і гайкою 41 з контргайкою 42 обертається разом з валом 1. Вал 1 разом з ротором 2 опирається за допомогою бурта 44 на внутрішнє кільце 45 підшипника 46 під дією власної ваги. Для зміни величини зазору між конічним барабаном (ротором) 2 і статором 9 вал 1 утримується гайковим ключем за площадки 48 квадратного перерізу або за напівмуфту 20, відпускається контргайка 42 і прокручується гайка 41. При цьому величина зазору змінюється в потрібному напрямі. Генератор працює таким чином. Перед пуском весь циркуляційний контур 2423-25-26, насос 22 і резервуар 4 (останній на 1/21/3 його висоти) заливається робочою рідиною. Після включення електромотору 18 ротор 2 генератора і насос 22 починають обертатися. Насос 22 засмоктує робочу рідину з резервуару 4 через патрубок 24, і подає її під тиском 1,6-2,5МПа в простір 26, обмежений конічною обичайкою 13. Звідси рідина за допомогою супер кавітаційної крильчатки 34 поступає у гвинтові канавки 3 ротора 2 і затягується в зазор 10 між ротором 2 і статором 9. На виході з гвинтових канавок 3 рідина 6 поступає в закритий круговою пластиною 29 канал, а далі - у сопла 30. Із сопел 30 перегріта рідина, скипаючи в каналах сопел, викидається знову в резервуар 4, де в неї відбирається тепло, і охолоджена рідина поступає знову на насос 22. В момент пуску електромотор 18 навантажується обертанням ротора 2 генератора і насоса 22. Насос 22 створює напір і рух рідини в канавках і соплах ротора, внаслідок чого ротор 2 генератора починає розвантажувати електромотор за рахунок генерації власного обертового руху. По мірі розкручування ротора 2 все більше розвантажується електромотор. Наскільки ротор 2 генератора розвантажить електоромтор 18, настільки збільшується к.к.д. тепловиділення. При значному розвантаженні електромотора 18 ротором 2 генератора насос 22 відключається за допомогою електромагнітної муфти 20. Тиск на зворотний клапан 28 в просторі 26 падає і рідина починає засмоктуватись під дією відцентрової сили в роторі 2 безпосередньо з резервуару 4. Внаслідок цього виникає і розвивається кавітація: відцентрова - в роторі 2, щілинна - в зазорі 10 між ротором 2 і статором 9, ударно-струмінна при ударах реактивних струменів, що виходять з сопел 30, по зубцях 32 зубчастого вінця 31. Гідродинамічна кавітація створюється СК 34, а скипання перегрітої рідини в соплах викликає примусовопарову кавітацію. Під дією кавітації робоча рідина перегрівається. Перегріта рідина в соплах 30 скипає, утворюється паро рідинні струмені. Генерується ефект турбіни Лаваля, що ще прискорює обертовий рух ротора 2. Ротор 2 генератора, в якому генерується власний обертовий рух, бере на себе рушійні функції електромотора 22. Генерація обертового руху в генераторі здійснюється під дією таких сил. 1. Реакцій струменів, які витікають з сопел 30. 2. Зворотних реакцій, які створюються від удару стр уменя, витікаю чого з сопла, по зубцях 32 зубчасти х вінців 31. 3. Різниці обертальних моментів на більшому і меншому торцях конічного ротора від прискорення руху рідини в канавках. 4. Сила Каріоліса, яка породжується радіальною компонентою руху рідини в канавках, обумовленою конічною формою ротора. 5. Гідродинамічної сили, що виникає в зазорі 10 між ротором 2 і статором 9 від затягування рідини в зазор, що породжує високий тиск, як в мастильному шарі підшипника. 6. Фазовим переходом - всмоктуванням перегрітої рідини в соплах 30 і на виході з них, чим створюються крім рідинних, ще й високошвидкісні парові струмені. Розвиток цих рушійних сил може взяти на себе повну само генерацію обертання ротора, тобто функцію електродвигуна. Відповідно до проведених досліджень [3-5], додаткова енергія, теплова і обертальна в цьому генераторі виникає в результаті дії наступних процесів. 7 35906 1. При щілинній кавітації, яка виникає в зазорі 30 між ротором 2 і статором 9 за рахунок лопання кавітаційних пухирців, радіальна швидкість оболонки яких на завершальній стадії лопання досягає швидкості світла, і вся приєднана маса рідини перетворюється в енергію за формулою Е=m*с2, де m=4/37p×R3×r×y, утворюється додаткова енергія зверх закону збереження енергії. Тобто закон збереження енергії діє до досягнення оболонкою пухирця швидкості світла, а після цього даний закон вже не діє. 2. Так само створюється додаткова енергія при лопанні кавітаційних пухирців при гідродинамічній кавітації СК 34. 3. При дії відцентрової кавітації в роторі кавітаційні пухирці утворюються на кордоні пристінного і вихрового шару. 4. Фазовий перехід вносить додаткову енергію обертового руху, який виникає в результаті перегріву рідини кавітацією. 5. Гравітаційна сила створює тиск в зазорі між ротором 2 і статором 9, який збільшує тиск від відцентрової сили. 6. Гвинтовий рух рідини по гвинтових канавках 3 ротора 2 скеровує торсіонне поле, яке може мати підживлення від просторових торсіонних полів. 8 7. Сили опору в гвинтови х канавках можуть осцилювати зі зміною швидкості рідини і обертатись з додатних величин на від’ємні. Джерела інформації: 1. Патент США №3697190 від 10.10.1972. Нагнітальний насос з ротором у вигляді зрізаного конyca // Walter D. Haentjens/RD1, Sugarloaf, Pa, 18201. F01D5/00. 2. Роберт Кунц. Мотор Ричарда клемма и конический насос // Новая энергетика. - №2. - 2003. С.61-64. 3. Федоткин И.М., Гулый И.С. Кавитация, кавитационная техника и технология, их использование в промышленности (теория, расчеты и конструкция кавитационных аппаратов). К.: Полиграфкнига, 1997. - Часть 1. - 840с. 4. Федоткин И.М., Гулый И.С. Кавитация, кавитационная техника и технология, их использование в промышленности (теоретические основы производства избыточной энергии, расчет и конструирование кавитационных теплогенераторов). К.: Полиграфкнига, 1997. - Часть 1. - 840с. 5. Федоткин И.М., Боровський В.В. Избыточная энергия и физический вакуум. - Винница, 2004. - 352с. 9 Комп’ютерна в ерстка А. Рябко 35906 Підписне 10 Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601