ТЕПЛОГЕНЕРАТОР

Полезная модель относится к комбинированным нагревательным системам и, в частности, к тепловым нагревательным насосам и может быть использована в системах бесконтактного подогрева газовых смесей, отопления зданий и сооружений.
Известны устройства тепловых насосов, использующие изменения физико-механических параметров воды, в частности давления, объема и скорости для получения тепловой энергии (А.с.СССР №458691, МКИ F 25 B 29/00, 1972).
Недостатком их является очень высокое рабочее давление до 1000 атм., развиваемое в корпусе теплового насоса, которое требует повышенной прочности корпусных деталей установки, запорной арматуры и т.п., что приводит к значительным материальным затратам и опасно для отопления жилых помещений.
Существующие источники обогрева используют нагревательные элементы либо с высокой рабочей температурой, что приводит к сжиганию кислорода воздуха и появлению запаха гари в помещении, либо низкотемпературные теплоносители, такие как, например, масляные обогреватели, не способные быстро вывести устройство на расчетный режим.
Наиболее близким по технической сущности и достигнутому результату является теплогенератор, состоящий из корпуса, поршня с отверстием для перепуска газа, выходных патрубков для подвода холодного и отвода горячего газа, штока, механизма, преобразующего вращательное движение в возвратно-поступательное, и двигателя (Патент РФ на полезную модель №42663, МКИ F 25 B 29/00, опубл. 2004.12.10).
Недостатками данного технического решения являются наличие преобразователя вращательного движения в возвратно-поступательное, существенно усложняющего конструкцию, наличие двух отдельных агрегатов - нагревательного блока и двигателя, а также низкая надежность работы конструкции за счет интенсивного износа трущихся поверхностей.
Техническим результатом является упрощение конструкции устройства, повышение надежности и долговечности.
Технический результат достигается тем, что в теплогенераторе, содержащем корпус с входными и выходными патрубками и движителем, корпус выполнен из немагнитного материала, в котором поперек него размещена и жестко закреплена мембрана с центральным отверстием, в которой жестко закреплена шайба из магнитного материала, а движитель выполнен в виде электромагнита с сердечником, который своим концом входит в корпус и расположен вблизи шайбы с мембраной. Магнитная шайба может быть выполнена в виде сопла из равных между собой профилированных сегментов. Исключение нагревательного блока и двигателя упрощает конструкцию, а исключение преобразователя вращательного движения в возвратно-поступательное повышает надежность работы конструкции.
На фиг.1 показана принципиальная схема теплогенератора.
Теплогенератор состоит из немагнитного корпуса 1, (фиг.1) входных и выходных патрубков 2 для подвода холодного и отвода горячего газа, жестко размещенной поперек корпуса эластичной мембраны 3, и расположенной в ее центре металлической шайбы с отверстием 4 для перепуска газа, электромагнита 5, создающего переменное магнитное поле, с сердечником 6. Конец сердечника 6 расположен вблизи магнитной шайбы 4. Шайба 4 может быть выполнена, например, в виде сопла, состоящего из равных между собой спрофилированных сегментов, образующих канал для прохода газа.
Теплогенератор работает следующим образом.
При подаче переменного напряжения на обмотку электромагнита 5 возникает усиливаемое сердечником 6 переменное магнитное поле, энергия которого преобразуется в энергию механических колебаний магнитной шайбы 4. Холодный газ из атмосферы, поступающий из подводящего патрубка 2 в корпус 1, под действием избыточного давления перетекает через отверстие в магнитной шайбе 4.
При этом, согласно известному явлению, имеющему место при неизоэнтропических процессах, газ разогревается - происходит преобразование энергии магнитного поля в тепло [Шмелев В.М., Марголин А.Д., Василик Н.Я., Крупкин В.Г., Волов В.Т., Волов Д. Б. Неэлектрический метод накачки твердотельных лазеров // Журнал технической физики, т.68, №9, 1998, с.67-70]. Это приводит к разогреву газа до 60°С и выше в момент выхода его из патрубков 2.
Проходя через патрубки 2 (открытую торцевую часть корпуса 1), горячий газ может поступать в помещение, изолированную систему теплоснабжения или отопления без смешения.
Мощность теплогенератора можно изменять варьированием частоты тока, подбором величины зазора между сердечником 6 электромагнита 5 и шайбой 4, материала сердечника, изменением характеристик электромагнита, диаметра критического сечения отверстия в шайбе 4.
Создаваемое в корпусе избыточное давление позволяет теплогенератору выполнять функции прокачивающего устройства.
Использование предлагаемого теплогенератора позволит обеспечить эффективный нагрев газа без применения электродвигателя и возвратно-поступательного механизма, улучшить эксплуатационные характеристики в быту и промышленных помещениях.