ЭЛЕКТРОГИДРОУДАРНЫЙ ТЕПЛОГЕНЕРАТОР

Полезная модель относится к теплоэнергетике, а конкретнее к кавитационным теплогенераторам и может быть полезно использована для получения тепловой энергии из внутренней химической энергии воды посредством кавитации и электрогидроударного эффекта Юткина.
Наиболее близким устройством (прототипом) по конструкции и того же назначения к заявленной полезной модели по совокупности признаков является кавитационный водяной теплогенератор, содержащий полую камеру с водой, кавитационное устройство, размещенное в воде, и электрический водяной насос, нагнетающий воду в полую камеру через вводной тангенциальный патрубок (патент РФ №2132517)
Сущность работы прототипа - известного кавитационного водяного теплогенератора состоит в том, что при вихревом вращении воды в ней, благодаря наличию кавитаторов в воде возникают многочисленные кавитационные пузырьки воздуха, по-иному, в более строгой терминологии, возникает кавитация воды, которая и позволяет получать тепловую энергию непосредственно из воды, воздействуя на нее механическим способом. В данном случае механическое воздействие - это кавитация воды и приведение воды в вихревое движение.
При всех достоинствах прототипа, (простота и эффективность работы) сфера его применения достаточно узкая и он предназначен только для получения тепловой энергии при ее активной кавитации при перекачки воды под давлением и ее вихревом вращении, причем для его работы требуется гонный электродвигатель, необходимый для принудительного вращения кавитатора и воды Поэтому без использования энергозатратного стандартного электронасоса известный кавитационный теплогенератор неработоспособен
Целью данного изобретения является модернизация и улучшение энергетической эффективности известного кавитационного теплогенератора,
Технический результат, данной полезной модели состоит в техническом и энергетическом усовершенствовании известного устройства, необходимом для достижения поставленной цели.
Указанный технический результат достигается тем, что известное устройство кавитационного теплогенератора, содержащее полую камеру с водой, кавитационное устройство, и электрический водяной насос, существенно модернизировано, а именно в нем электроводяной насос и кавитатор конструктивно совмещены и выполнены в виде электрогидроударной камеры, содержащей корпус в виде полого цилиндра, по краям которого размещены два дисковых кавитатора, и два конических выходными соплами, размещенные по ее торцам, а также и два отводных патрубка, механически присоединенными к торцам сопел, причем в корпус ввернута электроискровая свеча с центральным электродом, кольцевым электродом,. электрически и механически соединенным с ее ввертной частью, и электрическом изолятором между ними, и кольцевым магнитом размещенном на этом электрическом изоляторе, причем данный теплогенератор дополнен электрическим устройством, содержащим повышающий управляемый электрический преобразователь напряжения, с выходным накопительным высоковольтным электрическим конденсатором, и первичный источник электроэнергии, электрически присоединенный по входу к упомянутому преобразователю напряжения, причем первый выходной высоковольтный электрический потенциал преобразователя заземлен на корпус камеры, а второй его выходной электрический потенциал присоединен через высоковольтный коммутатор, к центральному электроду электроискровой свечи, причем этот повышающий преобразователь напряжения может быть выполнен в виде обычного повышающего индуктивного трансформатора, первичная обмотка которого присоединена к стандартной электросети переменного тока, а вторичная высоковольтная обмотка присоединена через выпрямитель к накопительному электролитическому конденсатора, с рабочим напряжением, согласованном с выходным напряжением, причем отводные патрубки камеры, механически присоединены через отводные водотрубопроводы и обратные водотрубопроводы к внешним кавитаторам, гидравлически присоединенным к тепловой водяной батарее, причем регулятор интенсивности вырабатываемой тепловой энергии выполнен в виде регулятора частоты и скважности управляемого и бесконтактного высоковольтного коммутатора с изменяемой частотой и длительностью включения, зависимости от температуры воды,, причем внутренние кавитаторы, размещенные в полой электрогидроударной камере, по ее торцам выполнены в виде дисков со сквозной перфорацией- в виде фасонных отверстий с конфигурацией отверстий в виде сопел Лаваля, а внешние кавитаторы данного устройства выполнены виде в виде сопел Лаваля, причем конструктивные параметры устройства и их соотношения выбирают из условия требуемой производительности тепловой энергии.
Описание устройства в статике Электрогидроударный (ЭГД) кавитационный теплогенератор, показанный упрощенно на рис.1, содержит электрогидроударную(ЭГД) - камеру 1, состоящую из корпуса 2, в виде полого цилиндра, по краям которого два кавитатора 3, 4 и два конических выходными соплами 5, 6, размещенные прочно по ее торцам, и два отводных патрубка 7, 8, механически присоединенными к торцам сопел 2.3, причем в корпус 2 ввернута электроискровая свеча 9 с центральным электродом 10, кольцевым электродом 11. электрически и механически соединенным с ее ввертной частью (не показана), электроизолятором 12, между ними, и кольцевым магнитом 13, размещенном на электрическом изоляторе 12, причем данный теплогенератор дополнен электрическим устройством, содержащим повышающий импульсный управляемый электрический преобразователь напряжения 13, с выходным высоковольтным электрическим конденсатором 14, и первичный источник электроэнергии 15, электрически присоединенный по входу к упомянутому преобразователю напряжения 13, причем первый выходной высоковольтный электрический потенциал преобразователя 13 заземлен на корпус 2, а второй его выходной электрический потенциал присоединен через высоковольтный коммутатор (ключ) 16 к центральному электроду 10 электроискровой свечи 9, причем отводные патрубки 7, 8 механически присоединены через отводные водотрубопроводы 17, 18 и обратные водотрубопроводы 19, 20 к кавитаторам 21, 22, гидравлически присоединенный к центральной оребренной тепловой водяной батарее 23.
Описание работы устройства
Вначале заливают воду в эту замкнутую гидросистему, содержащую полую камеру 2, сопла 5.6, отводные патрубки 5,8 и прочее, причем неполностью, оставляя и небольшой воздушный промежуток в них. который служит демпфером при гидроударах в ЭГД камере 1 Затем электрически подключают первичный источник электроэнергии 15 к повышающему преобразователю напряжения 13 и от него заряжают накопительный электрический конденсатор с величиной емкости, достаточной для возникновения гилдроударного эффекта Юткина в воде в камере 2. Конкретно, осуществляют этот циклический электрогидроудар в камере 2 путем быстрого замыкания накопительного электрического конденсатора 14 через ключ 16 на центральный электрод 10 и кольцевой электрод 11 в электроискровой свече 9 для возникновения между ними вращающейся кратковременно электрической дуги в в воде.
В результате этого электрического разряда в воде, в месте этого разряда, образуется парогазовая полость от импульсного локального перегрева вводы и, как следствие,
развивается прямая волна давления в многие сотни атмосфер, которая передается всему объему воды в камере 2.
В результате возникновения этого мощного электрогидроудара в воде в таком достаточно простом однокаскадном кавитационном теплогенераторе с замкнутым водоводом, в момент возникновения электрогидравлического удара в воде в камере 2, возникает мощная ударная волна давления в воде и интенсивная кавитация воды при ее скоростном выталкивании из камеры 2 благодаря кавитационным решеткам 3.4. Далее два противоположно направленные кавитирующие поток воды выталкиваются из выходных вихревых конических сопел 5.6 камеры 2. и, далее,. получив ускорение и вращение в них, устремляется по отводным патрубкам 7.8 из камеры 2 и конических сопел 5.6 по отводным трубопроводам 17.18 и обратным трубопроводом 19, 20 и через два внешних сопла Лаваля 21. 22, навстречу друг другу, встречно сталкиваясь в водяном тепловом радиаторе 23, и после выделения тепла от кавитации в нем и в трубопроводах и самой камере 2 - потом эти два встречных потока воды снова стремительно возвращаются в камеру 1 обратной волной давления в воде, образованной вследствие схлопывания парогазовой полости в воде, исходно образованной от первого электрогидро удара. После чего процесс циклически повторяется Частота электрических разрядов и электрогидроударов регулируеся частотой Важное условие надежности устройства ЭГД камеры 1, состоит в наличии в нем хотя бы одного упругого элемента ее конструкции. К примеру, для осуществления этого условия внутренняя поверхность ЭГД- камеры 1 должна быть упругой, чтобы не треснуть ее корпусу 2 при мощных цикличных гидроударах в воде. Отметим, что поскольку вода заливается в эту простую замкнутую гидравлическую систему не полностью, то и воздух. содержащийся внутри этой замкнутой гидросистемы при электроударах в ЭГД камере 1 тоже служит отличным демпфером при ударных нагрузках в ней. Причем, благодаря наличию прямой и обратной волн давления при одном электрогидроударе в камере 2, в такой простейшей конструкции кавитационного теплогенератора, дополнительного водяного насоса, обратных гидроклапанов и системы долива воды не требуется, поскольку данная гидросистема герметизирована, а возвратно - поступательное движение кавитирующнй воды в камере 2 обеспечивают прямая и обратная волны давления в ней. Таким образом предложении простой кавитационный водяной теплогенератор на основе эффекта Юткина, который обладает существенными отличиями от прототипа и полезным эффектом - устранения затратного водяного насоса и тем самым, упрощения устройства и повышения эффективности выработки тепловой энергии при минимуме потребления электроэнергии.