Енергогенератор і.м.федоткіна

1. Енергогенератор (далі генератор) теплової й обертальної енергії, що включає в себе конічний ротор з гвинтовими канавками та соплами, насос і електромотор, який відрізняється тим, що вал ротора генератора сполучено з валом електромотора та насоса за допомогою муфт, коаксіально з ротором на рівні сопел встановлено зубчаті вінці з зазором, меншим 1 мм, сопла утоплено в циліндричні камери та виконано площадки напроти виходів гвинтових каналів, утворених гвинтовими лопатями (канавками), крім ротора I-ого ступеня, який через трубовал трубопроводом з'єднано з нагнітальним патрубком насоса, встановлено ротори ІІого і III-ого ступенів, тр убовали яких занурено в рідину, що збирається в нижній частині резервуара. 2. Генератор за п. 1, який відрізняється тим, що гвинтові канали в конічних роторах виконуються багатозахідними гвинтовими лопатями (канавками) з числом заходів від 2-х до 10-12. 3. Генератор за пп. 1, 2, який відрізняється тим, що багатозахідні гвинтові лопаті всередині роторів виконано за формулою h j = arctg , pD зі змінним кутом нахилу до горизонту: на вході j=30–40°, на виході j=10-12°; тут h=const - незмінний крок гвинтової лінії, D - змінний по висоті діаметр конічного ротора, j - кут нахилу лопатей до горизонту. 4. Генератор за пп. 1, 2, 3, який відрізняється тим, що в нижній частині резервуара поза циркуляційним контуром розміщено теплообмінник відбору тепла, наприклад, у вигляді змійовика. U 2 (19) 1 3 34259 на транспорті та в комунальному господарстві для вироблення теплової енергії на технологічні потреби й опалення і як рушійна сила, двигун для приводу в обертальний рух і вироблення електроенергії. Відомі роторні теплогенератори з використанням гідродинамічної кавітації описані в роботах [2, 3]. В патентах [5-16] пропонуються роторні теплогенератори з роторами різної конструкції з приводом від електромотора. Спільних ознак у конструкціях роторів із заявляємим генератором немає. Їх основний недолік у тому, що всі вони лише потребують обертальної енергії, а не виробляють її. Прототипом заявляємого генератора є двигун Ричарда Клема [1, 2, 3], прототипом якого був асфальтовий насос по патенту США №3697190 [4]. Спільними ознаками заявляємого генератора з прототипом [1-3] являються: - Конічна форма ротора. - Наявність гвинтових канавок у роторі. - Наявність сопел. Ознаки, які відрізняють прототип від заявляємого генератора: 1. Наявність зубчатих вінців, розміщених коаксіально з ротором із зазором 1мм. 2. Розміщення електродвигуна з насосом на одному валі з ротором генератора. 3. Наявність багатозаходних шнекових гвинтових спіральних суцільних лопаток всередині порожнього ротора. 4. Наявність відбійних площадок з затопленими соплами для відбивання затоплених струменів, які виходять із гвинтових шнекових лопастей всередині ротора. 5. Наявність роторів ІІ-ої, ІІІ-ої і т.д. ступеней, які працюють на внутрішній циркуляції без використання напору насоса. 6. Наявність вмонтованого в резервуар змійовика для відбору тепла з метою зменшення опору в контурі циркуляції. 7. Виконання багатозаходних спіральних гвинтових лопастей всередині ротора за формулою h tg j = , pD де h=const - крок гвинтової лінії, D - змінний по висоті діаметр конічного ротора, j - кут нахилу лопасті. 8. Різний кут входу і виходу гвинтови х лопастей: - на вході в ротор j=30¸40°, - на виході з ротора j=10¸12°. 9. В роторах ІІ-ої і ІІІ-ої ступені виконуються конічні шнекові насоси з забором робочої рідини з резервуару та викидом через сопла в резервуар. Недоліком прототипу [1, 2, 3] є неповне використання всіх фізичних ефектів і явищ для максимального повернення витраченої потужності, тобто ефективність двигуна не достатня. Задачею заявляємого генератора є збільшення ефективності роботи та кількості енергії, що виробляється. 4 Вирішення цієї задачі досягається введенням додаткових вузлів, які реалізують відповідні фізичні ефекти і явища, а саме: 1. Зубчаті вінця дозволяють залучити до рушійної сили зворотну реакцію від удару струменів, що ви ходять із сопел. 2. Відбійні площадки дають можливість використати таку ж зворотну реакцію від удару затоплених струменів, які виходять з каналів, утворених гвинтовими лопастями на виході з конічного ротора. 3. Багатозаходні гвинтові лопасті в конічному роторі розвивають додаткову силу тяги за рахунок прискорення Коріоліса, відцентрової кавітації, уповільнення обертального руху рідини та пришвидшення її лінійного руху. 4. Ротори ІІ-ої, ІІІ-ої та інши х ступеней з соплами і конічними роторами створюють додаткову енергію обертання, не пов'язану з насосом за рахунок внутрішньої циркуляції рідини, засмоктуваної дією кавітації з резервуару та викинутої знову в резервуар. 5. Змійовик для відбору тепла, вмонтований у резервуар, виключаючи контур, ліквідує втрати тиску на подолання опору в теплообмінниках, які б були розміщені в контурі циркуляції замість змійовика в резервуарі. На Фіг.1 зображено загальну схему енергогенератора, на Фіг.2 - вигляд зверху за відсутності верхньої кришки резервуару, на Фіг.3 подано багатоступеневий ротор генератора. Енергогенератор (Фіг.1, 2) складається з резервуару 1, у якому вертикально розміщено конічний ротор 2 з роторами ІІ-ої (3) і ІІІ-ої (4) ступенями, вал ротора з'єднано муфтою 5 з валом електромотора 6, який у свою чергу сполучено з валом насоса 7. З нижнього днища резервуару 1 тр убопроводом 8 робоча рідина подається на всмоктуючий патрубок насоса 7, а з нагнітального патрубка насоса 7 рідина трубопроводом 9 подається в трубчату частину тр убовала 10, якою надходить у нижню частину ротора 2, піднімається гвинтовими лопастями 11 у верхню частин у ротора 2, ви ходить із гвинтових каналів 12 у циліндричну камеру 13 ротора 2. При виході з гвинтових каналів, як із затоплених сопел, струмені робочої рідини вдаряються в площадки 14, на яких розташовані сопла 15. Виходячи з сопел 15, перегріта робоча рідина закипає, і її стр умені вдаряються в зубці 16 зубчатого вінця 17, розміщеного коаксіально з ротором 2 з зазором до 1мм. До ротора 2 коаксіально прикріплено ротор 3 другої ступені, а до ротора 3 коаксіально прикріплено ротор 4 ІІІ-ої ступені. Ротори 3 і 4 виконано подібно ротору 2, в конічній їх частині розміщено гвинтові лопасті, а в циліндричній -сопла. В ротор 3 під дією відцентрової кавітації всмоктується робоча рідина з резервуару 1 через трубовал 18, а до ротора 4 - через трубовал 19. Гвинтові лопасті роторів 3 і 4 діють як шнекові насоси та нагнітають робочу рідину в сопла, здійснюючи локальну циркуляцію рідини: з резервуару 1 у ротор, з ротора в сопла, з сопел знову в резервуар 1. 5 34259 Засмоктування рідини в ротори 3 і 4 відбувається під дією відцентрової кавітації. В нижній частині резервуару 1 розміщено змійовик 20 з вхідним (21) і вихідним (22) трубопроводами для відбору тепла на технологічні потреби або для опалення приміщень. Трубопроводи 8 і 9 з'єднуються між собою перемичкою 23 з вентилем 24, а на трубопроводах 8 і 9 встановлено вентилі 25 і 26. На резервуарі 1 у його нижній частині встановлено покажчик 27 рівня рідини. Багатоступеневий ротор 2, 3, 4 (Фіг.3) встановлено коаксіально з зубчатими вінцями 17, 28, 29. В найвищій точці контуру встановлено воронку 30 з вентилем 31 для заповнення ротора 2 рідиною. На Фіг.3 зображено трьохступеневий ротор генератора енергії з насосом: Видаткова продуктивність Q=10м 3/год; Потужність електродвигуна N=5,5КВт; Напір насоса Н=160м вод. cт.; Число обертів n=2960об/хв; Число ступеней 12; Діаметр робочих коліс D=80мм. Для забезпечення центрування ротора 2, 3, 4 відносно зубчати х вінців 17, 28, 29, до зубча тих вінців прикріплено по три ролики 32, 33, 34, які кінематично змикаються з ободами 34 під циліндричною камерою кожного ротора. Ролики 32, 33, 34 дозволяють витримати мінімальний зазор між соплами 15 і зубцями 16 зубчатих вінців 17, 28, 29. На Фіг.4 показано зовнішню бічну поверхню нижнього конічного барабана з навареними на неї ребрами 36, які служать кавітаторами в об'ємі рідини в нижній частині резервуару 1. На Фіг.5 зображено циліндричну камеру ротора 2 з соплами 15 і відбійними площадками 14. Заштрихо вано - виходи з гвинтових каналів, утворених лопастями. На Фіг.6 показано вузол А кріплення кришки ротора 37 циліндричної камери 38 за допомогою конічного кільця 39, прокладок 40 та шпильок 41. На Фіг.7 показано вузол А більш детально. На Фіг.3, 4, 5, 6, 7 показано варіанти роторів із фрезерованими гвинтовими канавками замість гвинтових спіральних лопастей. Генератор працює наступним чином: Перед пуском заливають робочу рідину в резервуар 1 і через воронку 30 з вентилем 31-у ротор 2. Періодично пускаючи насос і доливаючи рідину, встановлюють її нормальний рівень по покажчику рівня 27. Після встановлення нормального рівня робочої рідини в резервуарі, запускають насос 7, включаючи електромотор 6. Одночасно з насосом починає обертатися ротор 2, 3, 4 генератора. Під дією напору насоса 7 всередині ротора 2 починається гвинтовий рух рідини по лопастях 11 або всередині канавок у другій версії ротора. Під дією відцентрової сили всередині ротора 2 рідина відкидається до стінок, у центрі ротора утворюється кавітаційна порожнина та починається засмоктування рідини всередину ротора, що зменшує навантаження на насосі. 6 Рідина з великою швидкістю викидається з гвинтових лопаток 11 через виходи 12, утворюються затоплені струмені, їх реакція передається ротору та прискорює його обертання. Удари цих струменів у площадки 14 спричиняють зворотні реакції і далі підсилюють обертання ротора. З сопел 15 починають витікати струмені рідини, утворюючи реактивний рух ротора в протилежному до витікання напрямку. Рідина перегрівається та вскипає при виході з сопел 15, підсилюючи реактивний рух ротора. Удари цих струменів, що витікають із сопел 15 по зубцях 16 спричиняють зворотну реакцію, яка підсилює реактивний рух ротора. Оскільки ротор 2 конічний, то утворюється радіальна складова швидкості вихрового руху, яка створює силу Коріоліса, що набуває значної величини у зв'язку з тим, що кутова швидкість j=2pn=2×3,14×50=314с-1 - це значна величина. Напрям сили Коріоліса співпадає з напрямком кутової швидкості та створює значний момент обертання. В цей же час вступають у дію ротори 3, 4 II-ої та III-ої ступеней. В результаті відцентрової кавітації всередині цих роторів створюється кавітаційна порожнина, утворюється вакуум, дією якого робоча рідина засмоктується з резервуару і викидається знову в резервуар через сопла 15. В ротор 3 засмоктування рідини з резервуару йде по трубовалу 18, а в ротор 4 - по трубовалу 19. Інтенсивний розігрів робочої рідини в роторах 2, 3, 4 спричиняється відцентровою кавітацією, ударами затоплених стр уменів, що ви ходять із гвинтових каналів 12, ударами струменів, які виходять з сопел 15 по зубцях 16, зовнішніми ребрами 36 (Фіг.4) на бічній поверхні ротора 4. Перегрів рідини в резервуарі та в порожнинах роторів призводить до її вскипання у соплах, що дає додаткові імпульси обертального руху. В решті решт, у результаті описаних явищ ротори не тільки не потребують енергії для їх обертання, а прискорюють рух. Тоді закривають вентилі 25 і 26 та відкривають вентиль 24. Робочу рідину з насосу випускають. Генератор набуває самостійного руху. А рідина циркулює через перемичку 23, минаючи насос. Рушійною силою для її циркуляції стає відцентрова кавітація та створюваний нею вакуум. Відбір тепла здійснюється через змійовик 20, що розміщується всередині резервуару 1. Ніяких теплообмінників у тракті циркуляції не використовується. Це дає можливість без втрат на подолання опору теплообмінників максимально використати як напір насоса, так і напір ротора в режимі розгону. Висновки Енергогенератор І.М. Федоткіна. Прототип - двигун Ричарда Клема. Співпадаючі ознаки: 1. Конічний ротор; 2. Гвинтові канавки; 3. Сопла. Відмінні ознаки: 1. Зубчаті вінці коаксіальні з соплами ротора з зазором до 1мм. 7 34259 2. Відбійні площадки з утопленими соплами для затоплених струменів, що виходять із гвинтових канавок. 3. Розміщення насоса з електромотором на спільному валу з ротором генератора. 4. Ротори ІІ-ої, III-ої та інших ступеней, які працюють на внутрішній циркуляції без використання напору насоса. 5. Вмонтований у резервуар змійовик для відбору тепла. 6. Виконання багатозаходних гвинтових спіральних каналів у конічному роторі з кутом нахилу до горизонту, що визначається за формулою: h j = atctg , pD де h=const - крок гвинта, D - змінний по висоті діаметр конічного ротора. 7. Різні кути входу і виходу гвинтових каналів: вхід j=30¸40°, вихід j=10¸12°. 8. В роторах ІІ-ої, III-ої і т.д. ступеней - виконується конічний шнековий насос. 9. Багатозаходність гвинтових каналів. 10. Зниження опору в циркуляційному контурі за рахунок виключення з нього теплообмінника. 11. Підсос кавітаційної пари з резервуару в контур. Джерела інформації: 1. Роберт Кунц. Мотор Ричарда Клема и конический насос. «Новая энергетика», №2, 2003г., - с. 61-64. 2. Фоминский Л.П. Роторные генераторы дарового тепла. Черкассы, «ОКО-Плюс», 2003 г. 346с. 3. Фоминский Л.П. Сверхединичные теплогенераторы против Римского клуба. Черкассы, «ОКО-Плюс», 2003г. - 424с. 8 4. Патент США №3697190 от 10.10.1972г. Асфальтовый насос. 5. Патент США №5188090 кл. 126/247 // Griggs J.L. // от 23.02.93. 6. Патент СССР №1329629 МПК F 24 J 3/00. Насос нагреватель текучей среды / Махмет Р. Гексен // Бюл. №29, 1987. 7. Патент РФ №2054604 МПК F 24 J 3/00. Способ получения энергии / Кладов А.Ф. // приор, от 02.07.93. 8. Патент РФ №2085273 МПК В 01 Р 7/00 / Кладов А. Ф. Бюл. №21, 1997г. 9. Патент РФ №2116583 МПК F 24 J 3/00. Способ нагрева жидкости / Порсев Е.Г. // приор, от 29.06.96. Внесен в Госреестр 27.07.98. 10. Патент РФ №2061195 МПК F 24 J 3/00 / Способ тепловыделения в жидкости / Душкин А.П. и др. // Приор, от 21.06.95. Внесен в Госреестр 27.05.96. 11. Патент РФ №2142604 МПК F 24 J 3/00. Способ получения энергии и резонансный насостеплогенератор / Петраков А.Д. // Бюлл. №34,1998. 12. Патент РФ №2159901 МПК F 24 J 3/00. Роторный насос-теплогенератор / Петраков А.Д. // Бюл. №33, 2000. 13. Патент України №50608А МПК F 24 J 3/00. Нагрівач рідини / Потапов Ю.С, Фомінський Л.П., Потапов С.Ю. // Бюл. №6, 2000. 14. Патент України №47535 МПК F 24 J 3/00. Спосіб одержання тепла / Потапов Ю.С, Фомінський Л.П. // Бюл. №7, 2002, пріор, від 18.05.2000. 15. Патент РФ №2165054 МПК F 24 J 3/00. Способ получения тепла / Потапов Ю.С, Фоминский Л.П., Талмачев Г.Ф. // Бюл. №10, 2001. 16. Патент України №50605А. Спосіб і пристрій для нагрівання рідини. / Фомінський Л.П., Потапов Ю.С, Потапов С.Ю. // Бюл. №10, 2002. 9 34259 10 11 34259 12 13 34259 14 15 Комп’ютерна в ерстка Л. Купенко 34259 Підписне 16 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