Нагрівач рідини

1 Нагрівач рідини, що містить статор з циліндричною порожниною, через яку пропускають рідину, що нагрівають, а також установлений з зазором у цій порожнині й закріплений на валу, що приводиться в обертання, ротор із перехідного металу сімейства заліза періодичної таблиці ХІМІЧНИХ елементів Д Й Менделєєва або з фе ромагнітного сплаву цього металу з іншими металами і/або з вуглецем, виконаний у вигляді циліндра, що має на своїй циліндричній поверхні множину заглиблень, або у вигляді диска або декількох дисків, що мають на їх периферійній поверхні множину заглиблень і/або отворів, який відрізняється тим, що між ротором і валом установлено проміжний чіп або диск із теплоізолювального матеріалу 2 Нагрівач рідини за п 1, який відрізняється тим, що проміжний чіп або диск виконані з діелектричного матеріалу Винахід належить до теплотехніки, зокрема до способів і пристроїв для одержання тепла, що утворюється інакше, чим у результаті спалювання палив, і може бути використаним в системах водяного опалення виробничих і житлових помешкань ВІДОМІ пристрій для нагрівання рідин фрикційним способом, який полягає в тому, що тепло утворюється в результаті тертя друг об друга і/або об рідину твердих тіл, які приводять у рух в судині з рідиною До такого належить, наприклад, пристрій, описаний в А С СРСР № 1627790 (МКВ F24J3/00), опубл у Бюл № 6,1991 р Хибою цих пристроїв є те, що через втрати енергії ефективність нагрівання (відношення КІЛЬКОСТІ вироблюваної теплової енергії до механічної або електричної енергії, споживаної пристроєм) менше одиниці Але ВІДОМІ й пристрій для нагрівання рідин, у яких ефективність нагрівання перевищує одиницю Одним із них з'явилась "пдросонна помпа", що описана в патенті США № 3188090 (МКВ F24C9/00), автора J L Gnggs, опублікованому 23 02 1993 Цей пристрій складається з металевого статора, що має циліндричну порожнину з днищем, закриту кришкою У центрі кришки і у днищі статора є отвори, у яких на підшипниках установлений вал, що приєднується до електродвигуна На валі у порожнині статора закріплено монолітний циліндричний алюмінієвий ротор, пери ферійна поверхня якого рівномірно усіяна множиною заглиблень, що мають діаметр ~10мм і висвердлені на глибину, приблизно рівну діаметру цих поглиблень Зазор між циліндричними поверхнями ротора і статора складає ~0,5мм Вал в отворах статора і його кришки ущільнено торцевими ущільненнями, які запобігають витіканню з пристрою рідини, що нагрівається, і влученню її у підшипники У торцевій кришці статора і в його днищі є отвори для подачі рідини, що нагрівається, в пристрій з одного його боку і відводу її з іншого боку Вибір алюмінію для виготовлення ротора в прикладах здійснення цього винаходу не випадковий, тому що це самий легкий із конструкційних металів Низька густина алюмінію дозволяє зводити до мінімуму відцентрові сили, що виникають у роторі при його швидкому обертанні, а виходить, зменшити механічні напруги в ньому при його роботі Крім того, легкий алюмінієвий ротор легше розкручувати електродвигуном у момент пуску, чим важкий сталевий, що має такі ж розміри Описаний пристрій працює так Через вхідний отвір у порожнину статора подають воду, що підлягає нагріванню Вона протікає по зазорі між статором і ротором і виходить із протилежної сторони через отвір у торцевій кришці пристрою, до котрого приєднаний трубопровід для відводу нагрітої води до споживача Ротор пристрою при CO сч (О 62731 зводять в обертання за допомогою електродвигуна При швидкому обертанні ротора відбувається завихрення води в поглибленнях на його поверхні При цьому виникає кавітація, що веде до нагрівання води Автор вищевказаного патенту США стверджує в його описі, що ефективності нагрівання води в запропонованому пристрої (відношення виробленої теплової енергії до споживаної електричної енергії) складає 1,17-1,7 Цей результат (перевищення одержуваної енергії над енергією що затрачається), був підтверджений у публікаціях інших авторів Наприклад, у патенті РФ № 2034604 (МКВ F24J3/00) від 20 02 1996 автора Кпадова А Ф У описі патенту РФ № 2054604 висловлена думка, що надлишкова енергія тут з'являється в результаті протікання в кавітаційних бульках ядерних реакцій синтезу ядер атомів дейтерію і ядер атомів інших ХІМІЧНИХ елементів із ядер атомів водню (протонів), що входять до складу води Цей висновок підтверджується у книзі [Л П Фоминский, "Как работает вихревой теплогенератор Потапова", Черкассы "ОКО-Плюс", 2001, - 112с], у якій розповідається про роботу іншого відомого пристрою, описаного в патенті РФ № 2043715 У ньому теж використовують кавітацію, що виникає при завихренні води у вихровій трубі, і теж досягнуте перевищення одержуваної теплової енергії над що затрачається електричною в 1,5-2 разу Хибою пристрою, описаного в патенті США № 5188090, є те, що монолітний ротор необхідно виготовляти з дорогої великогабаритної заготовки Для усунення цієї хиби у винаході, описаному в патенті України № 52985А (МКВ F24 J3/00) авторів Потапова Ю С , Потапова С Ю і Фоминського Л П, опубл в Бюл № 1 за 2003р, запропоновано пристрій для нагрівання рідини, ротор якого набраний із металевих дисків, закріплених на валі з інтервалами між периферійними частинами дисків На циліндричній поверхні дисків є множина поглиблень, що засвердлені на глибину, приблизно рівну їхньому діаметру А в торцях дисків ротора біля їх периферії є множина отворів Частина цих отворів виконана не наскрізними, а на глибину, приблизно рівну від 0,5 до 1 їхнього діаметра Виконання ротора з декількох дисків, насаджених на вал, дозволяє використовувати для виготовлення ротора невеличкі заготовки, які дешевше і доступніші великих і які легше опрацьовувати на металорізальних верстатах Це спрощує виготовлення і ремонт ротора Найбільше близьким до що заявляється відомим технічним рішенням (прототипом) є "нагрівач рідини", описаний у Патенті України № 50608А (МКВ F24J3/00), авторів Потапова Ю С , Потапова С Ю і Фоминського Л П , опубл в Бюл № 10 за 2002р У цьому пристрої, що складається зі статора, який має циліндричну порожнину, через яку пропускають що нагрівається рідину, а також із установленого з зазором у цю порожнину металевого ротора, закропленого на приводимому в обертання валі і виконаного у вигляді циліндра, що має на своїй поверхні множину поглиблень, або набраного з дисків, що мають на їх поверхні множину заглиблень і/або отворів, ротор виконаний із перехі дного металу сімейства заліза періодичної таблиці ХІМІЧНИХ елементів Д І Менделєєва або з феромагнітного сплаву цього металу з іншими металами і/або з вуглецем Виконання ротора або складових його дисків із зазначених металів або сплавів веде, як показали експерименти авторів винаходу, до підвищення ефективності нагрівання рідини (відношення вироблюваної теплової енергії до що витрачається механічної або електричної енергії) у порівнянні з нагріванням її у такому ж пристрої, але який має ротор, виконаний з інших металів, що не входять у зазначене сімейство Причини виявленої залежності ефективності нагрівання від роду металу ротора поки не дуже ясні Проте, залежність виявляється чітко, що дає можливість значно підвищити ефективність роботи запропонованого нагрівача рідини в порівнянні з нагрівачами такої ж конструкції, ротор яких виконаний з алюмінію Хибою описаного відомого пристроюпрототипу є велика шерційність ротора, виконаного з феромагнітних металів і сплавів, густина яких у декілька разів більше густини алюмінію Це веде до перевантаження електродвигуна, який приводить ротор в обертання, у момент пуску двигуна, і виникненню великих пускових токів Іншою хибою відомого пристрою-прототипу, властивим також і описаним вище відомим теплогенераторам, які мають легкі алюмінієві ротори, є те, що тепло, яке генерується на периферійній поверхні ротора, легко передається по металу ротора до його вала, а по валу надходить до сальників і ПІДШИПНИКІВ, перегріваючи їх, що призводить до швидкого виходу їх із ладу Крім того, значна частина вироблюваного тепла губиться в результаті відходу його по валу теплогенератора до корпусних деталей і до муфти, що з'єднує цей вал із валом електродвигуна, який приводить ротор в обертання Хибою відомого пристрою є і невисока ефективність нагрівання рідини в ньому (відношення вироблюваної теплової енергії до що затрачається механічній або електричній енергії), яка досягає усього 2,5-2,7 У основу запропонованого винаходу поставлена задача в пристрої для нагрівання рідини, шляхом введення в конструкцію його ротора додаткових деталей із легких матеріалів зменшити масу і шерційність ротора і тим самим зменшити пускові токи електродвигуна, який приводить ротор в обертання Крім того, поставлена задача в пристрої для нагрівання рідини, шляхом введення в конструкцію його ротора додаткових деталей із теплоізолюючих матеріалів, що запобігти надходженню тепла від ротора на вал і тим самим зменшити перегрів сальників і ПІДШИПНИКІВ, а також зменшити утрати вироблюваного тепла Поставлено також задачу підвищити ефективність роботи нагрівача рідини шляхом інтенсифікації процесу нагрівання рідини в ньому за рахунок електричних полів у робочому зазорі між ротором і статором Поставлена задача вирішується тим, що у відомому нагрівачі рідини, що містить статор з циліндричною порожниною, через яку пропускають рідину, що нагрівають, а також установлений з зазором у цю порожнину й закріплений на приво 62731 димому в обертання валі ротор із перехідного металу сімейства заліза періодичної таблиці ХІМІЧНИХ елементів Д І Менделєєва або з феромагнітного сплаву цього металу з іншими металами і/або з вуглецем, виконаний у виді циліндра, що має на своїй циліндричній поверхні множину поглиблень, або у виді диска або декількох дисків, що мають на їхній периферійній поверхні множину поглиблень і/або отворів, між ротором і валом установлено проміжний чіл або диск із теплоізлюючого матеріалу Поставлена задача вирішується також тим, що проміжний чіп або диск виконано з діелектричного матеріалу Введення в конструкцію нагрівача рідин проміжного чіпа або диска з матеріалу, що теплоізолює, встановлюваних між ротором і валом, зменшує ВІДХІД тепла з ротора на вал, а по ньому до сальників і ПІДШИПНИКІВ Це не тільки запобігає сальники і підшипники від перегріву, але і зменшує утрати вироблюваного тепла, яке йшло у відомому пристрої через вал нагрівача і через сполучну муфту на вал електродвигуна Введення в конструкцію нагрівача рідини проміжного чіпа або диска із тепло ізолюючого матеріалу, установлюваних між ротором і валом, не тільки зменшує ВІДХІД тепла з ротора на вал і далі по ньому, але і зменшує масу ротора, тому що більшість матеріалів, теплоізолюючі, (текстоліт, склотекстоліт, пластмаси, дерево й ш) мають густину, меншу, ніж густина сталі й інших феромагнітних матеріалів, із яких виготовлено ротор у відомому пристрої Цим забезпечується зниження моменту інерції ротора і зменшення пускових токів при пуску електродвигуна, який приводить ротор нагрівача рідини в обертання Виконання проміжного чіпа або диска з діелектричного матеріалу забезпечує електричну ІЗОЛЯЦІЮ ротора від статора А це призводить до накопичення на роторі електричного заряду при обертанні ротора за рахунок електризації обертових деталей ротора тертям об що нагрівається рідину (Особливо великий електричний заряд з'являється при використанні в якості робочої рідини трансформаторної олії або інших діелектричних рідин) Поява електричного заряду на роторі веде до виникнення електричного поля в робочому зазорі між ротором і статором і електричних розрядів між їхніми поверхнями Останні не тільки здійснюють додатковий нагрів рідини, але й інтенсифікують ІНШІ електрофізичні процеси, що відбуваються при кавітації в робочому зазорі, які і вносять основний внесок у нагрів робочої рідини Все це призводить до підвищення ефективності нагрівання рідини На фіг 1 приведено креслення запропонованого нагрівача рідини з монолітним циліндричним ротором На фіг 2 приведено креслення нагрівача рідини, що має ротор, набраний із дисків На фіг 3 приведено креслення однодискового нагрівача рідини, виконаного на основі відцентрового насоса На фіг 4 приведено креслення однодискового нагрівача рідини, теж виконаного на основі відцентрового насоса, у якого ротор має металеву ступ и цю Запропонований нагрівач рідини, зображений на фіг 1, складається з корпуса 1 статора, виконаного з відрізка сталевої труби, до якого знизу приварені ніжки-розпірки і плита 2 з отворами під болти для кріплення всього пристрою до фундаменту З торців корпус статора 1 закритий сталевими кришками 3, притиснутими до гумового або тефлонового джгута ущільнення 4 за допомогою стягуючих шпильок 5 У центральні отвори кришок З вставлені і приварені герметичним швом чопи 6, що служать опорами для ПІДШИПНИКІВ 7, на яких установлено сталевий вал 8 Він ущільнений торцевими ущільненнями 9, що притискаються стаканами 10 і пружинами 11 На вал 8, який має шпонку 12, насаджено чіп (барабан) 14 із текстоліту або склотекстоліту, або з висушеного дерева, або з термостійкої пластмаси На чіп 14 напресовано із клеєм ротор 13, виконаний із відрізка труби з вуглецевої сталі (наприклад, сталі СтЗ) або з іншого перехідного металу сімейства заліза періодичної таблиці ХІМІЧНИХ елементів Д І Менделєєва або з феромагнітного сплаву цього металу з іншими металами і/або з вуглецем Діаметр ротора 13 вибирають у залежності від максимальної швидкості обертання вала 8, яка розвивається використовуваним двигуном, із тим, щоб максимальні напруги розтягу, що виникають у металі ротора від дії відцентрових сил, не перевищували припустимих умовами тривкості для даного матеріалу У той же час рекомендується досягати при роботі пристрою граничне припустимих напруг для даного матеріалу ротора 13 Тоді робота пристрою найбільше ефективна У пристрої, показаному на фіг 2, ротор складається з дисків 13, виконаних із вищевказаного феромагнітного металу або сплаву, і насаджених із клеєм на текстолітові або пластмасові чіпи 14, що насаджені на сталевий вал 8 чи шпонкою 12 Однакові інтервали (5-25мм) між дисками 13, які мають товщину 10-30мм, забезпечуються проміжними дисками 15, виконаними з текстоліту або ебоніту Диски ротора 13 і 15 стиснуті в пакет за допомогою металевих дисків 16 і гайки 17 Диски 16 рекомендується виконувати з нержавіючої сталі (наприклад, марки 1Х18Н9Т), питома теплопровідність якої в 5 разів нижче, чим у конструкційної вуглецевої сталі Це зменшує ВІДХІД тепла по дисках 16 із крайніх дисків ротора 13 на вал 8 Зовні ПІДШИПНИКИ 7 закриті кришками, в однієї з який є центральний отвір для вала 8, кінець якого виступає за кришку і має посадкове місце для кріплення шківа або муфти, за допомогою котрих його приєднують до двигуна (електричного, дизельного або ш ), що приводить вал 8 в обертання КІЛЬКІСТЬ ДИСКІВ 13 у пакеті, що складає ротор, залежить від потужності двигуна, який приводить вал 8 в обертання, і береться тим більшою, чим потужніше двигун Зазор між ротором 13 або його дисками 13 і внутрішньою поверхнею циліндричної порожнини в статорі 1 складає 0,3-0,7мм На зовнішньої (циліндричної) поверхні ротора або його дисків 13 розташована множина циліндричних поглиблень 18, що мають діаметр 5-25мм Вони виконані на глибину від 0,5 до 1 діаметра цих отворів свердленням або електроерозійною об 62731 робкою Ці поглиблення 18 розташовані рівномірно по циліндричній поверхні ротора або по окружності кожного диска ротора 13 із кроком між поглибленнями, що складає 2,5-3 діаметра поглиблення При виконанні ротора складовим із дисків 13 у проміжках між поглибленнями 18 пророблені наскрізні отвори 19, розташовані в торцях диска 13 і віддалені від його краю на відстані до центру отвору, рівну 2-2,5 діаметрам цих отворів, що вибирається в межах від 5 до 25мм Частина отворів у торцях дисків ротора 13, розташованих по периферії цих дисків, може бути не наскрізними, а висвердленими на глибину від 0,5 до 1 діаметра цих отворів (див фіг 2) При цьому наскрізні отвори 19 і ненаскрізні отвори 20 розташовують почергово У верхній частині кришок 3 є різьбові отвори 21 і 22, у які вгвинчують штуцери трубопроводів для подачі і відводу рідини, що нагрівається в даному пристрої, зображеному на фіг 2 У пристрої, зображеному на фіг 1, зовні до корпуса статора 1 приварений кожух теплообмінника 24 із вхідним 23 і вихідним 25 отворами До першого приєднаний трубопровід подачі робочої рідини, що підлягає нагріванню, від другого відходить трубопровід, що йде до вхідного отвору 21 у фланці 3 нагрівача рідини Однодисковий нагрівач рідини, зображений на фіг 3, має циліндричний статор 1 із сталі СтЗ, але вся конструкція кріпиться не на ніжках, що приварюються до цього статора, як це було в пристроях, зображених на фіг 1 і 2, а пригвинчена до підшипникового вузла 2 стандартного відцентрового насоса консольного типу за допомогою шпильок 3, вгвинчених у сталевий корпус 4 сальникового вузла Між корпусом 4 сальникового вузла і фланцем підшипникового вузла 2 розміщена прокладка 5, що теплоізолює, із текстоліту, ебоніту або інших термостійких пластмас Набивка сальника 6, яка притискається кришкою 7, пригвинченої до корпуса 4 сальникового вузла двома шпильками з гайками (на фіг не показані), ущільнює вал 8, будучи затиснутою між чопами 9 і 10, виконаними з термостійкої пластмаси До корпуса 4 сальникового вузла приварено сталевий фланець 11, до якого через прошарок клеягерметика кріпиться статор 1 На вал 8 зі шпонкою 12 насаджено ротор, який складається з диска (шайби) 13, виконаного з феромагнітного металу або сплаву і нагвинченого на диск 14, виконаний із текстоліту або іншого діелектричного матеріалу Диск 14 ротора затиснуто між сталевими шайбами 15 і 16 за допомогою болта 17, угвинченого в торець вала 8 Зазор між диском ротора 13 і внутрішньою циліндричною поверхнею статора 1 складає 0,3-0,7мм На ЗОВНІШНІЙ циліндричній поверхні диска ротора 13 висвердлена множина циліндричних поглиблень 18, що мають діаметр 510мм Вони виконані на глибину від 0,5 до 1 діаметра цих отворів Ці поглиблення 18 розташовані рівномірно по окружності циліндричної поверхні диска ротора 13 із кроком між поглибленнями, що складає 2,5-3 діаметра заглиблення У лівого зовнішнього краю диска 13 в інтервалах між поглибленнями 18 вифрезеровані радіальні канавки 19, що виконують функції лопаток відцентрового насоса У діелектричному диску 14 є 8 отвори 20, просвердлені паралельно осі вала 8 До фланця 11 і корпусу сальника 4 приварено кожух теплообмінника 21 із вхідним патрубком 22 для подачі в нього що нагрівається рідини 3 протилежної сторони до торця статора 1, що має отвори 23 під болти, рівнобіжні осі вала 8, приклеєно клеєм-герметиком сталевий лист 24 у формі диска, який має приварений до нього штуцер 25 для відводу нагрітої рідини На цей штуцер надягнута сталева шайба 26 і тефлонова прокладка 27 До диска 24 приклеєна клеєм-герметиком сталева каблучка 28 з отворами під болти, а до нього таким же клеєм приклеєна кришка 29 Вона кріпиться болтами ЗО, що стягають весь пакет перерахованих вище деталей При цьому тільки половина отворів 23 у статорі 1 зайнята болтами ЗО, а ІНШІ отвори 23 ВІЛЬНІ і служать для проходу по ним що нагрівається рідини Зовні на вихідний штуцер 25 надягнута тефлонова прокладка 27 і сталева шайба 31, що притискується гайкою 32 Однодисковий нагрівач рідини, зображений на фіг 4, пропонується виготовляти на основі тих відцентрових насосів, вал яких має різьблення для насаджування па нього ротора, на якому відповідне різьблення, що було б виконане в текстоліті або ІНШІЙ пластмасі, не витримало би обертового моменту двигуна, і було б зірване при обертанні вала У цього нагрівача циліндричний корпус 1 виконано не із сталі, а з термостійкої пластмаси (наприклад, із склотекстоліту або епостека) Як і у вищеописаному пристрої, зображеному на фіг 3, уся конструкція власне нагрівача рідини пригвинчена до підшипникового вузла 2 стандартного відцентрового насоса консольного типу за допомогою шпильок 3, під гайками яких підкладено теплоізолюючі шайби Корпус 4 сальникового вузла, гумований на заводі-виготовлювачі насоса, і фланець підшипникового вузла 2 відділені від власне нагрівача рідини обручем 5, що теплоїзолює, виконаним із текстоліту, епостека або іншої твердої термостійкої пластмаси Набивка сальника 6 за допомогою кришки 7, пригвинченої до корпуса 4 сальникового вузла двома шпильками з гайками (на фіг не показані), ущільнює вал 8, будучи стиснута чопом 9, виконаним з термостійкої пластмаси Гумова прокладка 10 герметизує стик корпуса 4 сальникового вузла і сталевого фланця 11 нагрівача рідини, стягнутих шпильками 3 До фланця 11 через прошарок клеягерметика прикріплено каблучку корпуса 1 На різьбляний кінець вала 8 нагвинчено ротор, що складається зі сталевої ступиці 12, диска (шайби) 13, виконаного з феромагнітного металу або сплаву, і з'єднуючого їх проміжного диска 14, виконаного з текстоліту або іншого діелектричного матеріалу і приклепаного до ступиці 12 і диска 13 заклепками 15 Статор нагрівача рідини складається з масивної сталевої каблучки 16, привареної до сталевого фланця 17 Зазор між диском ротора 13 і внутрішньою циліндричною поверхнею каблучки статора 16 складає 0,3-0,7мм На ЗОВНІШНІЙ циліндричній поверхні диска ротора 13 висвердлена множина циліндричних поглиблень 18, що мають діаметр 5-10мм Вони виконані на глибину від 0,5 до 1 діаметра цих отворів і розташовані рівномірно по окружності циліндричної по 62731 верхні диска ротора 13 із кроком між поглибленнями, що складає 2,5-3 діаметра поглиблення На поверхні диска 13, яка прилягає з зазором 0,5-1 мм до фланця статора 17, в інтервалах між поглибленнями 18 розташовані отвори 19, що мають діаметр 5-10мм Вони висвердлені на глибину від 0,5 до 1 діаметра цих отворів До фланця 17 статора приклеєна клеєм-герметиком сталева каблучка-прокладка 20, а до неї таким же клеєм приклеєна сталева пластина (диск) 21 теплообмінника Потім приклеєна друга каблучкапрокладка 20, а поверх неї накладена сталева кришка 22 пластинчастого теплообмінника Весь цей пакет пластин і прокладок стягнуто болтами 23 У центрі кришки 22 є патрубок 24 для подачі в описаний пристрій рідини, що нагрівається, а у фланці 11 є патрубок 25 для відводу нагрітої рідини Запропонований нагрівач рідини, зображений на фіг 2, працює так В вхідний отвір 21 кришки З подають від насоса по трубопроводу, приєднаному до цього отвору, рідину, що підлягає нагріванню (Воду, нафту, трансформаторну олію, тосол або ш) Заповнивши пристрій, вона випливає з нього по трубопроводу, що приєднується до протилежного отвору 22 в ІНШІЙ кришці 3, і надходить або до споживача тепла, або в судину-накопичувач рідини, що нагрівається ВІДТІЛЯ її знову подають насосом на вхід описаного пристрою і прокачують цю рідину через нього по замкнутому контурі доти, поки її температура в судині-накопичувачі в результаті поступового нагрівання в запропонованому пристрої не підніметься до необхідної Після заповнення внутрішньої порожнини статора запропонованого пристрою рідиною, що нагрівається, включають двигун (електромотор, дизель або ш), який приєднаний до вала 8 і призводить його в обертання Чим вище швидкість обертання, тим вище ефективність роботи запропонованого нагрівача і тем швидше здійснюється нагрів рідини в ньому Максимальна швидкість обертання обмежена не тільки можливостями використовуваного двигуна, але і тривкістю металу дисків ротора 13, на які при обертанні ротору діють розриваючі відцентрові сили Рідина, подавана через отвір 21 в усередину пропонуємого нагрівача, надходить у зазор між поверхнею порожнини в статорі 1 і дисками ротора 13 При цьому частина потоку рідини протікає по зазорі між поверхнями ротора і статора, а інша частина - через наскрізні отвори 19 у дисках ротора 13 При обертанні ротора відбувається завихрення рідини в цих отворах, а також у поглибленнях 18 і 20 і виникають ультразвукові коливання в ній, точно так само, як виникає свист повітря в перфорації ротора звукової сирени при його обертанні При збільшенні швидкості обертання дисків ротора 13 починає працювати кавітація на краях цих отворів і поглиблень При періодичному швидкому стиску і розширенні кавітаційних парогазових пухирців відбувається, ВІДПОВІДНО ДО законів термодинаміки, трансформація механічної енергії в теплову, що і призводить до нагрівання рідини Крім того, у кавітаційних пухирцях при резонансному посиленні їхніх ультразвукових коливань відбуваються періодичні сплюснення парогазовой 10 суміші, що веде до локального нагрівання їх у центрі пухирців до температур, що досягають, по вимірах багатьох ДОСЛІДНИКІВ (див, наприклад, [Семенов А , Стоянов П Звукосвечение или свет, вырваный из вакуума - "Техника - молодежи", 1997, №3, с 4-5] і [Маргулис М А Звукохимические реакции и сонолюминесценция - М "Химия", 1986, - 288с ]), багатьох тисяч градусів по Цельсію Це призводить, як відомо, до сонолюмінесцентного СВІТІННЯ рідин в ультразвуковому полі При цьому в рідині в пристрої, що описується, починають, мабуть, йти ядерні реакції синтезу з легких ядер атомів (протонів) більш важких ядер (дейтронів, тритонів, ядер атомів гелія-3 і ш ) Ці реакції стимулюються торсюнними полями, що виникають у результаті швидкого обертання ротора Докладніше ці процеси описані в книгах [Фоминский Л П Как работает вихровой теплогенератор Потапоча Черкассы, "ОКО-Плюс"', 2001, 112с ] і [Фомичский Л П Сверхединичные теплогенераторы против Римского клуба - Черкассы "ОКО-Плюс", 2003, - 424с] Ядерні реакції супроводжуються виділенням тепла цих реакцій, яке теж йде на нагрів рідини в запропонованому пристрої Енергія цих ядерних реакцій є додатковою до тієї енергії, яку вкладає ЗОВНІШНІЙ двигун, що приводить вал 8 в обертання Тому ефективність нагрівання рідини в запропонованому пристрої (відношення одержуваної теплової енергії до що затрачається механічної) перевищує одиницю При швидкому обертанні ротора відбувається електризація від тертя його об рідину (особливо при використанні діелектричних рідин) Диски 14 і 15, виконані з діелектричного матеріалу, забезпечують електричну ІЗОЛЯЦІЮ металевих дисків ротора 13 від вала 8 Тому диски ротора 13 заряджаються електричним зарядом, і між їхньою поверхнею і поверхнею статора 1 виникає електричне поле Воно сприяє посиленню сонолюмінесценцм в кавітаційних пухирцях, яка при цьому переходить у електросонолюмінесценцію, описану, наприклад, у книзі [Маргулис М А Звукохимические реакции и сонолюминесценция - М "Химия", 1986, - 288с]) Вона більш інтенсивна, чим сонолюмінесценція Пристрої, що зображені на фіг 1 і 3, працюють майже так само, як описаний вище пристрій, зображений на фіг 2 Тільки В НИХ ЩО нагрівається рідина, напрямок прямування якої показано стрілками, перед подачею в порожнину статора попередньо підігрівається теплом корпусних деталей статора за допомогою теплообмінників Це знижує температуру корпусних деталей і зменшує затрати тепла з них у навколишнє повітря Приклад 1 Нагрівач рідини, зображений на фіг1, має корпус 1 статора, виконаний з відрізка труби зі сталі СтЗ Вона має внутрішній діаметр 370мм Труба ротора 13, що має внутрішній діаметр 350мм, виконана теж зі сталі СтЗ і насаджена з епоксидним клеєм на монолітний циліндричний чіп (барабан) 14, виконаний з висушеного стовбура дерева Його густина складає 0,7г/см3 Чіп 14 одягнений на сталевий вал 8 зі шпонкою 12 Ротор має ЗОВНІШНІЙ діаметр 369мм і довжину 100мм На ЗОВНІШНІЙ циліндричній поверхні ротора 13 висвердлено 180 поглиблень 18, 62731 12 11 які мають діаметр 8мм і глибину 5мм Вони об'єм 2м, у якій вода спочатку має температуру рівномірно розподілені по циліндричній поверхні 20°С За допомогою насоса, установленого па ротора (По 36 отворів на кожній із 5 окружностей, трубопроводі, приєднаному до вихідного отвору що рівномірно відстоять друг від друга ) 22, і споживаючого потужність W1 до 150Вт, нагріту воду відсмоктують з пропонуємого нагрівача і Через отвір 23 у теплообмінник описаного подають споживачу гарячої води Вал 8 приводять пристрою подають рідину, що підлягає нагріванню в обертання зі швидкістю 3000об/хч електродвигу(її склад зазначений у табл 1), яка має початкову ном, що споживає при роботі пристрою потужність температуру 20°С, по трубопроводі з регулюючим W2 зазначену табл 2 Оскільки густина теквентилем із судини-накопичувача рідини, який має століту, із якою виготовлені диски ротора 14 і 15, у об'єм 1 м Вихідну з нагрівача через отвір 22 5 разів менше густини сталі, то маса всього опинагріту рідину відсмоктують із нагрівача за допосаного ротора в 2,5 разів менше, чим маса такого могою циркуляційного насоса, що має потужність ж по розмірах монолітного сталевого ротора у W1=150BT, установленого на трубопроводі, відомому пристроі-прототипі ВІДПОВІДНО менше в приєднаному до отвору 22, і подають споживачу нього і момент інерції Це зменшує пускові токи гарячої рідини Вал 8 нагрівача рідини призводять електродвигуна, який приводить ротор в обертанв обертання зі швидкістю 3000об/хв за допомогою ня, у 1,5 рази Ефективність нагрівання води електродвигуна, що споживає при його роботі поW3/(W1+W2) обчислена за результатами теплотужність W2, зазначену в таблиці 1 Теплову пових вимірів, приведена в табл 2 тужність W3, що генерується запропонованим пристроєм, обчисляють за результатами вимірів Приклад 3 Нагрівач рідини має конструкцію, витрати рідини через цей пристрій, яка показану на фіг З У якості вузла 2 використаний вимірюється за допомогою лічильника, установлепідшипниковий вузол стандартного відцентрового ного на трубопроводі подачі що нагрівається насоса ВКС-2/26 (ТУ 26-06-1213-79) Шийка його рідини, і за результатами вимірів термопарами сталевого вала 8 під диском 14 має діаметр 25мм температури цієї рідини на вході і виході приЗОВНІШНІЙ діаметр текстолітового диска 14 складає строю 240мм На ньому нарізане різьблення М240х2 ЗОВНІШНІЙ діаметр сталевого диска ротора 13 Ефективність нагрівання рідини визначають як дорівнює 300мм Ширина диска 13 складає 16мм відношення W3/(W1+W2) Внутрішній діаметр сталевого статора 1 дорівнює Оскільки густина дерева, із якого виготовлений 301мм На ЗОВНІШНІЙ циліндричній поверхні диска чіп (барабан) 14, у 10 разів менша густини сталі, ротора 13 висвердлено 36 поглиблень 18, що мато маса описаного ротора в 5,5 разів менша, ніж ють діаметр 8мм і глибину 5мм Осі цих поглибмаса такого ж по розмірах монолітного сталевого лень спрямовані уздовж радіуса диска 13 Між циротора у відомому пристроі-прототипі ВІДПОВІДНО ми поглибленнями профрезеровані радіальні пази менше у нього і момент інерції Це зменшує пус19, що мають глибину 2мм і довжину 8мм від кові токи електродвигуна, який приводить ротор в зовнішнього краю диска 13 обертання, у 3 рази Отримані результати вимірів і обчислень звеВал 8 приводять в обертання зі швидкістю дені втабл 1 3000об/хв електродвигуном із номінальною потужністю 5кВт, що споживає при роботі пристрою Приклад 2 Нагрівач рідини, зображений на потужність W2 Оскільки густина текстоліту, із якофіг 2, має ротор, що складається з 5 дисків 13, го виготовлений диск ротора 14, у 5 разів менше виконаних із сталі 45 Диски мають ЗОВНІШНІЙ густини стали, то маса описаного ротора в 2,5 радіаметр 369мм і ширину 16мм Циліндрична пози менша, чим маса такого ж по розмірах морожнина в корпусі 1 статора має діаметр 370мм нолітного сталевого ротора у відомому пристроіДиски 13 насаджені з клеєм на диски 14 із текпрототипі ВІДПОВІДНО менше в нього і момент століту, які мають ЗОВНІШНІЙ діаметр 300мм і наінерції Це зменшує пускові токи електродвигуна, дягнуті на сталевий вал 8, що має діаметр 50мм який приводить ротор в обертання, у 1,5 рази Ширина інтервалів між дисками 13, забезпечуваних текстолітовими дисками 15 між ними, складає При обертанні ротора зі швидкістю 3000об/хв 10мм На ЗОВНІШНІЙ циліндричній поверхні кожного описаний пристрій нагріває воду з ефективністю диска 13 висвердлено 36 поглиблень 18, що маW3/(W1+W2)=3,0 ють діаметр 8мм і глибину 5мм Осі цих поглибПриклад 4 Нагрівач рідини має конструкцію, лень спрямовані уздовж радіуса диска 13 Між ципоказану на фіг 4 У якості вузла 2 використаний ми поглибленнями просвердлено 36 отворів 19, підшипниковий вузол стандартного відцентрового що мають діаметр 8мм і розташовані паралельно насоса Х-65-50-160Р (ТОСТ 10168-1 -85) Його ставалу 8 на відстані 16мм від краю диска 13 до осі левий вал 8 під ступицею ротора 12 має цих отворів Половина отворів у торцях дисків рорізьблення М20х1,5 ЗОВНІШНІЙ діаметр сталевого тора 13 виконані наскрізними, а половина - не диска ротора 13 дорівнює 300мм, а його ширина наскрізними, а висвердлені на глибину 5мм складає 16мм Внутрішній діаметр каблучки 16 Наскрізні отвори 19 (їх 24шт) і ненаскрізні отвори сталевого статора дорівнює 301мм На ЗОВНІШНІЙ 20 Qx теж 24шт) чергуються через одне на диску циліндричній поверхні диска ротора 13 висверд13 При цьому ненаскрізні отвори висвердлені полено 36 радіальних поглиблень 18, що мають чергово те з однієї, те з іншої сторони диска 13 У діаметр 8мм і глибину 5мм Між цими поглибленіншому нагрівач має таку ж конструкцію, як і опинями на відстані 12мм від зовнішнього краю диска саний у прикладі 1 13 висвердлені отвори 19 що мають діаметр 8мм і глибину 5мм У нагрівач через отвір 21 подають технічну воду по трубопроводі від судини з водою, що має Вал 8 приводять в обертання зі швидкістю 13 62731 3000об/хв елеісгродвигуном із номінальною потужністю 5кВт, що споживає при роботі пристрою потужність W2 Оскільки густина текстоліту, із якого виготовлений диск ротора 14, у 5 разів менше густини сталі, то маса всього описаного ротора в 2 рази менша, чим маса такого ж по розмірах монолітного сталевого ротора у відомому пристроіпрототипі ВІДПОВІДНО менше в нього і момент інерції Це зменшує пускові токи електродвигуна, що приводить ротор в обертання, у 1,3 рази При обертанні ротора зі швидкістю 3000об/хв описаний пристрій нагріває воду з ефективністю W3/(W1+W2)=3,2 Комп'ютерна верстка С Волобуев 14 Таблиця 1 Параметри і результати до приклада 1 Рідина Вода Нафта Трансформ, олія Тосол* W2, кВт 26 29 28 27 W3, кВт 70,2 84,1 84 78,3 Ефективність 2,7 2,9 3,0 2,9 40% етиленгліколю у воді Підписано до друку 06 10 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна