Пристрій для нагрівання рідин

1 Пристрій для нагрівання рідин, який складається із статора, що має у своєму корпусі порожнину, через яку прокачують рідину, що нагрівають, а також із вставленого з зазором у цю порожнину ротора, що має на його циліндричній поверхні множину поглиблень і закріплений на валу, що приводиться в обертання, який відрізняється тим, що ротор складається з декількох (не менше двох) дисків, насаджених на вал з інтервалами між периферійними частинами цих дисків, при цьому по периферії дисків у їх торцях є множина отворів, розташованих по окружності та вихідних у простір інтервалів між дисками, а в інтервалах між дисками ротора розміщені дис ки або пластини статора, які мають множину отворів, СПІВВІСНИХЗ отворами і/або поглибленнями в торцях дисків ротора, при цьому або між дисками статора встановлені чопи або проміжні пластини з круглими отворами для ротора в них, або замість дисків і чопів статора встановлені стакани, які мають у їх денцях множину отворів, СПІВВІСНИХ з отворами і/або поглибленнями в торцях дисків ротора, а пакет із стаканів або дисків і чопів, або пластин статора є закріплений у порожнині корпусу статора, причому зазори між торцями дисків ротора і плоскими поверхнями дисків або пластин, або стаканів статора приблизно рівні зазорам між циліндричними поверхнями дисків ротора і чопів або пластин, або стаканів статора 2 Пристрій за п 1, який відрізняється тим, що в чопах статора або в циліндричних стінках стаканів статора є множина радіальних отворів, СПІВВІСНИХ ІЗ поглибленнями на циліндричних поверхнях дисків ротора Винахід належить до теплотехніки, зокрема до способів і пристроїв для одержання тепла, що утворюється інакше, ніж у результаті спалювання палив, і може оми використаним в системах водяного опалення виробничих і житлових помешкань ВІДОМІ пристрої 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 ставиться, наприклад, пристрій, описаний в А С СРСР №1627790 (МКВ F24J3/00), публ у Бюл №6,1991 р Хибою цих пристроїв є те, що через втрати енергії ефективність нагрівання (відношення КІЛЬКОСТІ вироблюваної теплової енергії, виносимої рідиною, яку нагрівають, до механічної або електричної енергії, споживаної пристроєм) менше одиниці Але ВІДОМІ й пристрої для нагрівання рідин, у яких ефективність нагрівання перевищує одиницю Одним із перших таких пристроїв явився насоснагрівач текучих середовищ, описаний у патенті СРСР №1329629 (МКВ F24J3/00), що публ у Бюл №29, 1987 р Він складається з встановленого в корпусі статора нерухомого диска з виконаним у ньому каналом, жорстко пов'язаного з корпусом, і порожнистого обертового барабана ротора, який розміщується в корпусі статора навколо диска Барабан ротора з'єднаний з приводом обертання і має ребра, які розташовані в його порожнині з інтервалами одне щодо одного У диску статора є нагарний канал для відводу нагрітої рідини Крім того, на периферійній поверхні диска встановлена голівка з вхідною горловиною, що пдравлично сполучується з направляючим каналом диска, приєднаним до напірного каналу Під час обертання барабана ротора рідина, що підлягає нагріванню, засмоктується в описаний пристрій, потрапляє в порожнину барабана і чинить у ньому обертання по колу, тому, що захоплюється ребрами барабана При цьому рідина піддається поперемінному впливу розрідження і стиску, обумовленому формою і розташуванням ребер у барабані і голівки на диску Через карбю СО о Ю 54703 раторний канал в обертову рідину засмоктується повітря бульки якого підвищують стискальність середовища й ефективність його нагрівання за рахунок кавітаційних процесів у ній Хибою цього пристрою є його складність, що подорожчує виготовлення цього пристрою і знижує надійність йот роботи Більш простим і найбільше близькім до що заявляється відомим технічним рішенням (прототипом) є пристрій для нагрівання води, описаний у патенті США №5 188 090 (МКВ F24C9/00), опублікованому 23 02 1993 Він складається із дзвіноподібного металевого статора, що має циліндричну порожнину, закриту плоскою кришкою, яка притиснута до корпуса статора болтами У центрі кришки й у протилежній їй стороні корпуса статора є осьовий отвір, у якому на підшипниках установлений вал, що приєднується до електродвигуна, який приводить його в обертання На валі усередині дзвіноподібного статора закріплен монолітний циліндричний алюмінієвий ротор, зовнішня циліндрична поверхня котрого рівномірно усіяна множиною поглиблень, що мають діаметр ~10мм і висвердлені на глибину, приблизно рівну діаметру цих поглиблень Зазор між циліндричними поверхнями ротора і статора складає ~0,5мм, зазор між торцевими поверхнями ротора і статора або кришки декілька більше Вал в отворах статора і його кришки ущільнен сальниками, що перешкоджують витіканню з пристрою води, яку нагрівають, і влученню її у підшипники У торці корпуса статора й у його кришці є отвори, у які вгвинчують штуцери для подачі в пристрій води, яку, нагрівають, з однієї його сторони і відводу її з іншої сторони Описаний пристрій працює так Через вхідний отвір у торці дзвіноподібного статора подають від насоса в усередину пристрою початкову (холодну або теплу) воду, що підлягає нагріванню Вона протікає в зазорі між статором і ротором і виходить з протилежної сторони через отвір із штуцером у торцевой кришці пристрою, до котрого приєднують трубопровід для відводу нагрітої води до споживача або в теплообмінник-бойлер У останньому випадку вона, віддавши частину свого тепла рідині або повітрю другого контуру теплообмінника, повертається по замкнутому контурі в судинунакопичувач води, ВІДКІЛЯ її знову подають в описаний пристрій Ротор пристрою приводять в обертання за допомогою електродвигуна, який приєднують до валу ротора При швидкому обертанні ротора відбувається завихрення води в поглибленнях на його поверхні майже так само, як завихрюється повітря в перфорації обертового барабана звукової сирени При цьому в поглибленнях ротора й у зазорі між його циліндричною поверхнею і корпусом відбувається кавітація, що веде до нагрівання води Описаний пристрій може нагрівати воду до 80-88° при початковій її температурі 20-60°С При цьому температура води, що виходить з пристрою, тим вище, чим менше витрата води через нього, яка регулюється вентилем на трубопроводі відводу води з пристрою Автор вищевказаного патенту США стверджує в його описі, що КІЛЬКІСТЬ тепла, яке генерується в описаному пристрої і выноситься з нього нагрітою водою до споживача, у 1,17-1,7 разів більша тої КІЛЬКОСТІ електроенергії, що споживає електродвигун, який приводить в обертання ротор цього пристрою Цей результат (перевищення одержуваної енергії над тією, що затрачається), який, на перший погляд, суперечить закону зберігання енергії, був підтвердженим у публікаціях інших авторів Наприклад, у патенті РФ № 2 054 604 (МКВ F24J3/00) від 20 02 1996 автора Кпадова А Ф , у якому пропонується спосіб одержання енергії в пристрої, що віддаленно нагадує вищеописаний У ньому також працює кавітація при обертанні рідини, яка нагрівається в багатосекцшному циліндричному корпусі статора, у якому обертаються закріплені на валі робітничі колеса відцентрових насосів із перфорованими каблучками, закріпленими на їхній периферії В експериментах, описаних у патенті РФ № 2 054 604, досягнута ефективність (відношення теплової енергії, уносимої з пристрою рідиною, до електричної енергії, споживаної електродвигуном, що призводить вал пристрою в обертання), 2 - 4 і навіть 11,6 В описі патенту РФ № 2 054 604 була висловлена думка, що надлишкова енергія тут з'являється в результаті протікання в кавітаційних бульках ядерних реакцій синтезу ядер атомів дейтерия і ядер атомів інших ХІМІЧНИХ елементів, із ядер атомів водню (протонів), що входять до складу води Підтвердженням цьому автор зазначеного патенту вважає виявлене їм деяке перевищення дози іонізуючого випромінювання з нагрітої в такому пристрої рідний над дозою фонового іонізуючого випромінювання Цей висновок підтверджується у книзі [Л П Фоминський, "Як працює вихровий теплогенератор Потапова" Черкаси "ОКО-Плюс", 2001, - с 112], у якій розповідається про роботу іншого відомого пристрою, описаного в патенті РФ № 2 045 715 У ньому теж використовують кавітацію, що виникає при завихренні води у вихровій трубі, і теж досягнуте перевищення одержуваної теплової енергії над електричною, що затрачається, в 1,5 - 2 рази Ці ВІДОМОСТІ підтверджують достовірність даних, приведених в описі патенту США № 5 188 090 Хибою пристрою, описаного в патенті США № 5 188 090, є недостатня технологічність виготовлення і ремонту цього пристрою Це обумовлено тим, що як монолітний статор, так і монолітний ротор цього пристрою необхідно виготовляти з великогабаритних заготівель При механічній обробці їх утворюється багато ВІДХОДІВ (стружки), а сама обробка сполучена з необхідністю кріпити на верстатах громіздкі заготівлі, що підвищує трудовитрати, Крім того, з'ясувалося, що при тривалій експлуатації описаного пристрою зовнішня циліндрична поверхня ротора підвержена кавітаційному зносу нерівномірно, а смугами, які відповідають, очевидно, пучностям стоячих звукових хвиль, що виникають усередині порожничого статора цього пристрою при його роботі як у резонаторі Після такого нерівномірного зносу ротор при ремонті пристрою припадає цілком відправляти на переплавлення або наплавлення, хоча ті частини його поверхні, що не потрапили в "смугу зносу", могли б ще довго працювати Хибою відомого пристрою-прототіпту є і "низь 54703 ка ефективність його роботи Це обумовлено тим, що поглиблення й отвори, у яких здійснюється завихрення рідини, яку нагрівають, є тільки на poTops, а на сполучених з ним деталях статора їх немає Крім того, вузький (-0,5мм) і довгий зазор між циліндричними поверхнями ротора і статора створює великий гідродинамічний опір для прокачування рідини, яку нагрівають, через описаний пристрій Це потребує часі осування насоса великої потужності і знижує сумарну ефективність робот нагрівальної системи У основу винаходу поставлено задачу в пристрої для нагрівання рідин, шляхом зміни його конструкції і введення додаткових конструктивних елементів, підвищити технологічність виготовлення і ремонту цього пристрою, а також підвищити ефективність його роботи Поставлена задача досягається тим, що у відомому пристрої для нагрівання рідин, який складається із статора, що мас у свойому корпусі порожнину, через яку прокачують рідину, що нагрівають, а також із уставленого з зазором у цю порожнину ротора, що має на його циліндричній поверхні множину поглиблень і закреплений на валі, приводимому в обертання, ротор складається з декількох (не менше двох) дисків, насаджених на вал з інтервалами між периферійними частинами цих дисків, при цьому по периферії дисків у їхніх торцях є множина отворів, розташованих по окружності та виходячих у простір інтервалів між дисками, а в інтервалах між дисками ротора розміщені диски або пластини статора, sad мають множину отворів, СПІВВІСНИХ з отворами і/або поглибленнями в торцях дисків ротора, при цьому або між дисками статора встановлені чопи або проміжні пластини з круглими отворами для ротора в них, або замість дисків і чопів статора встановлені стакани, які мають у їхніх денцях множину отворів, СПІВВІСНИХ з отворами і/або поглибленнями в торцях дисків ротора, а пакет із стаканів або дисків і чопів, або пластин статора є закріплений у порожнині корпуса статора, при цьому зазори між торцями дисків ротора і плоскими поверхнями дисків або пластин, або стаканів статора приблизно рівні зазорам між циліндричними поверхнями дисків ротора і чопів або пластин, або стаканів статора Поставлена задача досягається також тим, що в чопах статора або в циліндричних стінках стаканів статора є множіна радіальних отворів, СПІВВІСНИХ ІЗ поглибленнями на циліндричних поверхнях дисків ротора Використання ротора з декількох дисків, насаджених на вал, дозволяє використовувати для виготовлення ротора вже не великогабаритні, а невеличкі заготівлі, які багато дешевші і доступніші перших і які легше обробляти на звичайних металорізних верстатах Це спрощує й здешевлює виготовлення ротора Крім того, при ремонті запропонованого пристрою для нагріву рідини, у якого робоча (периферійна) поверхня ротора піддалася нерівномірному кавітаційному зносу, при запропонованій конструкції ротора вже немає необхідності заміняти його цілком на новий, а можна замінити тільки окремі диски, які зазнали найбільшого зносу, і залишити працювати далі ІНШІ ДИСКИ Це спрощує и здешевлює ремонт, а також продовжує ресурс роботи деталей устаткування Отвори, пророблені в торцях дисків ротора в їхньої периферії, і інтервали між дисками, запропоновані винаходом, дозволяють рідині, яку прокачують насосом через пристрій, протікати не тільки по зазорах між циліндричними поверхнями статора і ротора, але і через ці отвори в дисках Це зменшує гідравлічний опір потокові рідини і полегшує роботу насоса, що веде до зменшення необхідної потужності насоса і зменшення сумарних енерговитрат Крім того, при наявності між дисками інтервалів, ширина яких сумірна з діаметром отворів, розташованих у периферії дисків, в останніх при швидкому обертанні дисків відбувається завихрення рідини майже так само, як у поглибленнях на циліндричній поверхні диска, і теж починає працювати кавітація, що призводить до виділення додаткового тепла Це підвищує ефективність роботи запропонованого пристрою Останній результат не був очевидний заздалегідь, тому що існували побоювання, що протікання частини рідини повз зазор між циліндричними поверхнями ротора і статора, де відбувається основний нагрів рідини, не підвищить, а зменшить ефективність роботи * пристрою Але іспити запропонованого пристрою для нагріву рідини довели протилежне Успіх, обумовлений, очевидно, тим, що при роботі запропонованого пристрою відбувається перетікання частини рідини з простору інтервалів між дисками ротора в зазор між внутрішньою поверхнею корпуса статора і зовнішньою циліндричною поверхнею дисків ротора з одного їхнього торця, і обернено з протилежного торця Мінімальна КІЛЬКІСТЬ ДИСКІВ у роторі запропонованого пристрою рівна двом, обумовлена тим, що коли КІЛЬКІСТЬ дисків менше двох, то губиться зміст усього задуму, тому що ротор, який складається з одного диска, с монолітним ротором відомого пристрою-прототипу Розміщення в просторі інтервалів між дисками ротора додаткових дисків або пласти статора, або металевих стаканів, що мають множину отворів, СПІВВІСНИХ з отворам і/або поглибленнями у торцях дисків ротора, дозволяє підсилити кавітацію в отворах і поглибленнях дисків ротора, а також веде до появи кавітації в отворах дисків або пластин, або стаканів статора Це веде до росту виробітки теплової енергії і до підвищення ефективності нагрівання рідини Встановлення між дисками або пластинами статора чопів або проміжних пластин із круглими отворами для ротора в них або наявність замість них і дисків або пластин статора металевих стаканів охороняє стінки корпуса статора від кавітаційного зносу, що продовжує термін служби корпуса статора Наявність радіальних отворів у чопах статора або в циліндричних стінках стаканів при використання їх замість дисків і чопів статора веде до появи додаткових завихрень і кавітації в цих отворах і до росту виробітки теплової енергії, що підвищує ефективність нагрівання рідини Запропоноване технічне рішення (використання чопів або стаканів із радіальними отворами в них) близько до відомого технічного рішення, опи 54703 саного в згаданому вище патенті РФ №2054604 (МКВ F24J3/00), у котрому теж використовують закреплені в корпусі статора чопи з радіальними отворами в них, СПІВВІСНИМИ з радіальними отворами в чопах ротора, закріплених на периферії робітничих колес відцентрових насосів Але запропоноване технічне рішення відрізняється від вказаного відомого тем, що в нашому випадку радіальні отвори в чопах або стаканах статора заглушені з зовнішньої сторони стінкою циліндричної порожнини в корпусі статора, у якій уставлені чопи або стакани Це посилює кавітацію в цих отворах як у майже замкнутих резонаторах і підвищує ефективність нагрівання рідини На фіг 1 приведено креслення запропонованого пристрою для нагрівання рідни із циліндричним корпусом статора, виконаним із металевої труби На фіг 2 приведена інша проекція пристрою, зображеного на фіг 1 У лівому нижньому секторі креслення торцева кришка пристрою знята У лівому верхньому секторі показаний розтин із перетином по чопам статора цього пристрою На фіг 3 приведено креслення іншого варіанта виконання запропонованого пристрою для нагрівання рідин, у якому замість дисків і чопів статора встановлені стакани На фіг 4 приведено креслення варіанта виконання запропонованого пристрою для нагрівання рідин, у якому корпус статора виконаний у виді прямокутного ящика, а замість дисків і чопів статора встановлені прямокутні пластини з круглими отворами в них для ротора Запропонований пристрій для нагрівання рідин, зображений на фіг 1 і 2, складається з циліндричного корпуса 1 статора, виконаного з відрізка металевої труби, до якого знизу приварені ніжкирозпірки з плитою 2, що має отвори під болти для кріплення всього пристрою до фундаменту 3 торців циліндричний корпус статора 1 закритий металевими кришками 3, притиснутими до гумового або тефлонового джгута ущільнення 4 за допомогою стягуючих шпильок 5 У центральні отвори кришок 3 вставлені і приварені герметичним швом чопи 6, які служать опорами для ПІДШИПНИКІВ 7, на яких установлений сталевий вал 8 Він ущільнений сальниками 9, що притискуються стаканами 10 і пружинами 11 На вал 8 зі шпонкою 12 насаджені металеві диски ротора 13 з однаковими інтервалами між ними (5 - 25мм), забезпечуваними чопами 14 Диски 13 і чопи 14 стиснуті в пакет за допомогою гайки 15 і шайби 16 Зовні підшипники 7 закриті кришками 17, 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 Діаметр дисків 13 вибирають у залежності від роду металу, із якого виготовлені диски, і від максимальної швидкості обертання вала 8, що розвивається використовуваним двигуном, із тим, щоб максимальні напруги розтягу, що виникають у металі диска 13 від дії відцентрових сил, не перевищували б припустимих умовами тривкості для даного матеріалу диска У тон же мас рекомендується досягати при роботі пристрою 8 гранично припустимих напруг для даного матеріалу дисків ротора 13 Тоді робота пристрою найбільш ефективна КІЛЬКІСТЬ ДИСКІВ 13 у пакеті залежить від потужності двигуна, що приводить вал 8 в обертання, і береться тім більшою, чим потужніше двигун Зазор між дисками ротора 13 і внутрішньою циліндричною поверхнею деталей статора, які сполучаються з ними, складає 0,3 - 0,7мм На ЗОВНІШНІЙ циліндричній поверхні дисків ротора 13 є множина циліндричних поглиблень 18 із діаметром від 5 до 20мм, виконаних на глибину від 0,5 до 1 їхнього діаметра свердлінням або електроерозійною обробкою Вони розташовані рівномірно по окружності кожного диска 13 із кроком між поглибленнями, що складає 2,5-3 діаметра поглиблення У проміжках між цими поглибленнями пророблені (свердлінням або електроерозійною обробкою) наскрізні отвори 19, розташовані паралельно валу 8 і віддалені від краю диска 13 на відстаю до центру отвору, рівній 2-2,5 діаметрам цього отвору Діаметр отворів 19 вибирають у рекомендуюємих межах від 5 до 25мм У верхній частині кришок 3 є різьбові отвори 20, у які вгвинчують штуцери трубопроводів для подачі і відводу рідини, яку нагрівають в запропонованому пристрої В інтервалах між дисками ротора 13 розміщені металеві диски статора 2 1 , а також металеві чопи 22, установлені між дисками 21 У дисках статора 21 є множина отворів 23, СПІВВІСНИХ з отворами 19 у дисках ротора 13 і рівних їм по діаметру У чопах статора 22 ВІДПОВІДНО ДО пункту 2 формули винаходу може бути виконана множина радіальних отворів 24, СПІВВІСНИХ із поглибленнями 18 у дисках ротора 13 і рівних їм по діаметру Тоді товщину чопів 22 (піврізницю їх зовнішнього і внутрішнього діаметрів) вибирають рівній від 0,5 до 1 діаметра отворів 24 учопах Зазори між дисками ротора 13 і дисками статора 2 1 , також як і зазори між дисками ротора 13 і чопами с статора 22, складають 0,3 - 0 7мм Зазори між дисками статора 21 і чопами 14 ротора складають 0,5 - 1 мм Диски 21 і чопи 22 статора зібрані в пакет, що вставлений одночасно з шкетом дисків 13 і чопів 14 ротора в циліндричну порожнину корпуса статора 1 Пакет із дисків 21 і чопів 22 утримується в ній від прокручування штифтами 25, вставленими в штифтові отвори, просвердлені крізь цей пакет паралельно валу 8, а вхідними своїми кінцями вставленими в поглиблення, висвердлені під штифти в кришках 3 зсередини Зовні корпус статора 1 обмотаній прошарком теплоізоляції 26 Частіша отворів у торцях дисків ротора 13, розташованих у периферії цих дисків і паралельних валу 8, можуть бути виконані не наскрізними, а на глибину від 0,5 до 1 діаметра цих отворів При цьому наскрізні отвори 19 і ненаскрізні отвори (поглиблення) 27 чергуються (Наприклад, наскрізні отвори - непарні а поглиблення - парні) Чергування можна здійснювати і через два або три, або більше число поглиблень Тобто після кожного наскрізного отвору 19 розташувати два або три, або більше поглиблень 27 Співвідношення наскрізних отворів і ненаскрізних поглиблень підбирають експериментальне для забезпечення опти 54703 мального гідродинамічного опору потокові рідини, яку прокачують через описаний пристрій при зберіганні високої ефективності нагрівання цієї рідини в ньому При варіанті виконання пристрою для нагрівання рідин, зображеному на фіг 3, чопи між дисками ротора 13 замінені ступицями цих дисків, що спрощує складання ротора, але декілька подорожчує виготовлення змінних дисків 13, тому що потребує використання більших заготівель для їхнього виготовлення А диски і чопи статора в пристрої зображеному на фіг 3, замінені стаканами 28, які мають такі ж отвори 23 і 24, як і в дисках 21 і чопах 22 статора на фіг 1 Стакани 28 зібрані в пакет і утримуються від прокручування штифтами точно так само, як в пристрої, зображеному на фіг 1 і 2 В усьому іншому конструкція пристрою, зображеного на фіг 3, така ж, як і пристрою, зображеного на фіг 1 і 2 При варіанті виконання пристрою для нагрівання рідин, зображеному на фіг 4 корпус статора виконаний не з труби, а у виді прямокутного ящика (короба) 29 на ніжках, приварених до плити 2 Плоскі кришки 3 теж прямокутні і притиснуті до торців ящика з гумовими або фторопластовими ущільненнями за допомогою стягуючих шпильок 5 У цих кришках є такі ж ПІДШИПНИКОВІ вузли, як і в пристрої, зображеному на фіг 1 у яких утримується вал 8 На вал 8 із шпилькою насаджений такни же пакет із дисків 13 і чопів 14 - ротора, як і в пристрої, зображеному на фіг 1 Але замість дисків статора 23 в інтервалах між дисками 13 ротора встановлені плоскі прямокутні пластини ЗО, такої ж товщини, як диски 23, із круглим отвором у центрі кожної пластини ЗО, на 1мм більшим зовнішнього діаметра чопів 14 Розміри пластин ЗО на 0,2 -1мм менше внутрішніх розмірів прямокутної порожнини в коробчатому корпусі статора 29 У кожній пластині ЗО є множина отворів 23, розташованих на окружності і СПІВВІСНИХ з отворами 19 і/або поглибленнями 27 у торцях дисків 13 ротора Замість чопів 22 у даній конструкції встановлені проміжні пластини 31, що мають таку ж товщину, як у чопів 22 У центрі кожної пластини 31 є круглий отвір, на 0,5 - 1,5мм більше зовнішнього діаметра дисків ротора 13 На відміну від пристрою, зображеного на фіг1, при коробчатому виконанні корпуса статора в пластинах 31 відсутні радіальні отвори 24 ЗОВНІШНІ розміри прямокутних пластин 31 такі ж, як і пластин ЗО Пакет із пластин ЗО і 31 статора встановлений одночасно з ротором у прямокутну порожнину корпуса статора (усередину ящика) 29 і зафіксований від зсувів штифтами 25 В іншому пристрій, зображений на фіг 4, виконано так само, ж і пристрій, зображений на фіг 1 і 2 Коробчате виконання корпуса статора може здійснюватися в тому випадку, коли немає в наявності труби, необхідної для виготовлення з неї циліндричного корпуса статора 1, зображеного на фіг 1 і 2 Запропонований пристрій для нагрівання рідин працює так У один з отворів 20 у кришці 3 корпуса статора подають від насоса по трубопроводу, приєднаному до цього отвору, рідину, що підлягає нагріванню (Воду, нафту, трансформаторну олію, тосол або ш ) Заповнивши пристрій, вона витікає з нього по трубопроводу, що приєднується до про 10 тилежного отвору 20 в ІНШІЙ кришці 3, і надходить або до споживача тепла, або в судинунакопичувач рідини яку нагрівають ВІДТІЛЯ її знову подають насосом по замкнутому контуру на вхід описаного пристрою, прокачувая цю рідину через нього доти поки її температура в судинінакопичувачі в результаті поступовою нагрівання не підніметься до необхідної величини Після заповнення внутрішньої порожнини запропонованого пристрою рідиною, яку нагрівають, включають двигун (електромотор, дизель або ш ), приєднаний до вала 8, який приводить його в обертання Чим вище швидкість обертання, тим вище ефективність роботи запропонованого пристрою і тім швидше здійснюється нагрів рідини в ньому Максимальна швидкість обертання обмежена не тільки можливостями використовуваного двигуна, але і тривкістю дисків ротора 13, схильних при його обертанні впливу відцентрових сил, які розривають їх Рідина, подавана через отвір 20 в усередину описаного пристрою, надходить у зазори між поверхнею дрюків ротора 13 і дисків 21 і каблучок 22 статора (див фіг1) або в зазори між дисками ротора 13 і поверхнями стаканів 28 статора (див фігЗ), або в зазори між дисками ротора 13 і поверхнями пластин ЗО і 31 статора (див фіг 4) При цьому частіша потоку рідини протікає по зазору між поверхнями деталей ротора і статора, а інша частина - через наскрізні отвори 19 і 23 При обертанні ротора відбувається завихрення рідини в цих отворах, а також у поглибленнях 18, 27 і отворах 24 у чопах 22 або стаканах 28 статора, які теж фактично є майже глухими поглибленнями завдяки тому, що вони закрити з однієї сторони циліндричною поверхнею корпуса статора 1 У цих отворах і поглибленнях виникають ультразвукові коливання, 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 Особливо інтенсивна кавітація з'являється при резонансному посиленні звукових коливань рідини в майже замкнутих об'ємах поглиблень і отворів у дисках ротора, коли останні періодично перетинають потік рідини, що проходить через СПІВВІСНІ з ними отвори 23 у дисках або стаканах, або пластинах статора, При періодичному швидкому стиску і розширенні кавітаційних парогазових бульок відбувається, ВІДПОВІДНО ДО законів термодинаміки, трансформація механічної енергії в теплову, що і призводить до нагрівання рідини Крім того, у кавітаційних бульках при резонансному посиленні їхніх ультразвукових коливань відбуваються періодичні сплескання парогазовой суміші, що веде до локального нагрівання її у центрі бульок до температур, які досягають, по вимірах багатьох ДОСЛІДНИКІВ (див, наприклад, [Семенов А , Стоянов П Звукосвічення або світло, вирване із вакууму - "Техніка - молоді", 1997, №3, С 4-5] і [Маргуліс М А Звукохімичні реакції і сонолюмінесценція -М "ХІМІЯ", 1986, - с 288]), багатьох тисяч градусів по Цельсію Це призводить, як відомо, до сонолюминесцентного СВІТІННЯ рідин в ультразвуковому полі При цьому в робочій рідині пристрою, що описується, починають, очевидно, 11 54703 12 йти ядерні реакції синтезу з легких ядер атомів рідини, і результатами вимірів термопарами тем(протонів) більш важких ядер (дейтронів, тритонів, ператури цієї рідини на вході і виході пристрою) ядер атомів гелию-3 і ш ), які стимулюються торсіДля порівняння відзначимо, що за допомогою онними полями, що виникають у результаті швидвідомого пристрою, описаного в патенті США № кого обертання ротора Докладніше-ці процеси (прототипі), досягається величина ефективності описані в книгах [Потапов Ю С , Фоминский Л П нагрівання води усього 1,17-1,7 Вихревая енергетика и холодний ядерний синтез с При використанні замість води трансформатопозиций теории движения Кишинев Черкассы рної олії досягають ефективності його нагрівання ОКО-Плюс", 2000, - с 387] і [Фоминский Л П Как за допомогою запропонованого пристрою 2,8 - 2,9 работает вихровой теплогенератор Потапова При використанні замість води тосола (суміші Черкассы "ОКО-Плюс", 2001, - с 112] Ядерні реа40% етиленгліколю з водою) досягається ефектикції супроводжуються виділенням тепла цих реаквність нагрівання 2,9 - 3,0 цій, яке теж йде на нагрів рідини в запропоноваПриклад 2 Пристрій для нагрівання рідин має ному пристрої Енергія цих ядерних реакцій є таку ж конструкцію, як і описаний в прикладі 1, із додаткової до тієї енергії, яку вкладає ЗОВНІШНІЙ тою ВІДМІННІСТЮ, що в чопах 22 статора відсутні двигун, що призводить вал 8 в обертання Тому радіальні отвори 24 ефективність нагрівання рідини в запропонованоПри роботі пристрою досягається ефективму пристрої (відношення одержуваної теплової ність нагрівання води 2,65 енергії до механічної, що затрачається) перевищує Приклад 3 Пристрій для нагрівання рідин, зоодиницю бражений на фіг 3, має ротор, що складається з 5 дисків 13, виконаних з алюмінієвого сплаву Д16Т Приклад 1 Пристрій для нагрівання рідин, зоШирина ступиць диска 13 складає 36мм, їх діаметр браженій на фіг 1 і 2, має ротор, що складається з - 224мм, а ширина периферійної частини диска 7 дисків 13 із титанового сплаву ВТЗ-1, які мають 25мм У ЗОВНІШНІЙ циліндричній поверхні кожного товщину 25мм і ЗОВНІШНІЙ діаметр 369мм Між дисдиска 13, що має діаметр 369мм, висвердлено 48 ками 13 установлені 4 чопи 14 з алюмінію А1, що поглиблень 18, які мають діаметр 10мм і глибину 7 мають ширину 11 мм і ЗОВНІШНІЙ діаметр 224мм На мм Між НИМИ З торців диска 13 висвердлено 16 циліндричній поверхні дисків 13 виконано електотворів 19 і 32 поглиблення 27, що мають діаметр роерозійною обробкою 48 поглиблень 18, які ма10мм і рівномірно розташовані на діаметрі 245мм ють діаметр 10мм при глибині 7мм і розташованих При цьому поглиблення 27 висвердлені на глибирівномірно по окружності диска Між ними з торців ну 8мм із кожної сторони диска 13 Після кожного дисків 13 теж електроерозійного обробкою проронаскрізного отвору 19 розташовуються два ненасблені 24 отвори і 48 поглиблень, що мають діакрізні поглиблення 27 При цьому з кожної сторони метр 10мм і розташовані рівномірно по окружності, диска 13 знаходиться 32 ненаскрізних поглиблень, яка має діаметр 245мм При цьому 24 отвори 19 розташованих навпроти таких же, що знаходяться наскрізні, а 48 поглиблень 27 виконані на глибину з протилежної сторони диска Сталеві стакани 28 8мм із двох протилежних сторін кожного диска 13 статора мають ЗОВНІШНІЙ діаметр 385огмм, а внуНаскрізні отвори і ненаскрізні поглиблення розтатрішній - 325мм при товщині денця стакана 10мм і шовані почергово (Усього на кожній стороні диска товщині циліндричної стінки стакана 7,5мм У ден13 с 24 ненаскрізних поглиблень 27) У просторі ці кожного стакана 28 просвердлено 48 наскрізних інтервалів між дисками ротора 13 установлені дисотворів 23, співвтсних з отворами 19 у торцях диски статора 21, виконані зі сталі Ст 3 їхня товщина ків 13 ротора У циліндричних стінках стаканів 28 складає 10мм, ЗОВНІШНІЙ діаметр - 385огмм, а відсутні радіальні отвори 24 У всьому іншому привнутрішній - 225мм У дисках 21 просвердлено 48 стрій виконано так само, як описане в прикладі 1 наскрізних отворів 23, що мають діаметр 10мм і СПІВВІСНИХ з отворами і поглибленнями в торцях При обертанні ротора зі швидкістю 3000об/хв дисків ротора 13 Між дисками 21 статора встаноописаний пристрій нагріває воду з ефективністю влені чопи 22, виконані зі сталі Ст 3, які мають ЗОW3/(W1 +W2) = 2,55 ВНІШНІЙ діаметр 385о2мм, а внутрішній - 370мм Приклад 4 Пристрій для нагрівання рідин має при ширині чопів 26мм У кожному чопу 22 просветаку ж конструкцію, як і описаний в прикладі 3, із рдлено 48 наскрізних радіальних отворів 24, що тою ВІДМІННІСТЮ, що в циліндричних стінках стакамають діаметр 10мм і розташовани рівномірно по нів 28 статора просвердлено 48 наскрізних радіокружності чопа альних отворів 24, які мають діаметр 10мм і СПІВВІсні з поглибленнями 1-8 на циліндричній поверхні До вала 8 приєднують за допомогою муфти дисків 13 ротора електродвигун, що споживає електричну потужність W-1 до 55кВт і приводить ротор до обертанПри обертанні ротора зі швидкістю 3000об/хв ня зі швидкість 3000об/хв Через один з отворів 20 описаний пристрій нагріває воду з ефективністю в описаний пристрій за допомогою відцентрового W3/(W1 +W2) = 2,7 насоса, що споживає електричну потужність Приклад 5 Пристрій для нагрівання рідин має W2«1KBT, подають воду, що нагрівають, так само, конструкцію, зображену на фіг 4 Ротор цього прияк у прикладі 1 При цьому досягається ефективстрою має таку ж конструкцію, як у прикладі 1 Коність нагрівання води W3/(W1 + W2) = 2,8 (Тут W3 рпус статора виконаний із сталевих листів товщи- теплова потужність, що генерується запропононою 10мм у виді звареного короба 29 із розмірами ваним пристроєм, и обчислюють за результатами перетину порожнини в ньому 385х385мм А завимірів виграш через цей пристрій рідини, яку намість дисків і чопів статора встановлені сталеві грівають, за допомогою вимірювача розхіду (лічиквадратні пластини ЗО товщиною 10мм, що мають льника), установленого на трубопроводі подачі ЗОВНІШНІ розміри 384х384мм із 48 наскрізними 13 54703 14 отворами 23 з діаметром 10мм у кожній із них, і При обертанні ротора зі швидкістю 3000об/хв сталеві пластини 31, що мають ті ж ЗОВНІШНІ розописаний пристрій нагріває воду з ефективністю міри 384х384мм, але без радіальних отворів 24 у W3/(W1 +W2) = 2,6 них З 4- і 13 tS23 19 2і 4 = 27 22 24-25 5 54703 15 3 if і аб і$ ІЗ 27 16 23 24 26 Фіг.З в 17