УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ

Полезная модель относится к энергомашиностроению и может быть использована для получения тепловой энергии в различных областях техники.
Известен теплогенератор гидродинамического типа (RU 2045715, F25B 29/00, публ. 10.10.1995), содержащий корпус (камеру, в которой выделяется тепловая энергия), узлы для разгона жидкости и получения кавитации, тормозящие узлы. Здесь в качестве рабочего тела используется вода, которая закручивается и ускоряется. При движении к выходному патрубку движение воды замедляется, и она нагревается. Конструкция теплогенератора сложна и содержит подвижные части, эксплуатация которых снижает надежность. Кроме того, в нем жидкость находится в движении, создание которого требует энергетических затрат и приводит к потерям энергоресурсов.
Известно устройство для нагрева жидкости с помощью ультразвука (заявка на изобретение RU 97106275, F24J 3/00, публ. 27.03.1999), содержащее корпус, кавитаторы, узел торможения жидкости, циклон на входе. Конструкция устройства очень сложна, поэтому имеет низкие показатели надежности, эффективности и управляемости.
Ближайшим к заявляемому техническому решению является устройство для получения тепловой энергии (RU 105414, F24J 3/00, опубл. 10.06.2011), содержащее замкнутый корпус, размещенные на его стенках активные ультразвуковые элементы и размещенные вне корпуса источники электрических и магнитных полей. Кавитационный режим жидкости, находящейся внутри корпуса, достигается ультразвуковым воздействием, которое усиливается ортогональными электрическими и магнитными полями. Кавитация сопровождается появлением электрических зарядов, токов и напряжений с выделением тепловой энергии. Создание магнитных и электрических полей может либо усилить, либо уменьшить тепловой эффект.
Недостатками ближайшего устройства являются его низкая эффективность и управляемость, а также сложность конструкции. Низкая эффективность работы устройства объясняется тем, что лишь часть жидкости находится в ортогональных магнитном и электрическом полях, а низкая управляемость является следствием отсутствия синхронизации воздействия ультразвукового, магнитного и электрического полей. Кроме того, необходимость использования отдельных источников (одного для создания магнитного поля, а другого для создания электрического поля) усложняет конструкцию устройства.
Полезная модель решает задачу повышения эффективности и управляемости устройства при одновременном упрощении конструкции.
Это достигается тем, что в устройстве для получения тепловой энергии, содержащем замкнутый корпус с размещенными на его торцах активными ультразвуковыми элементами и размещенными вне корпуса источниками электрических и магнитных полей, замкнутый корпус с активными ультразвуковыми элементами размещен внутри катушки индуктивности, являющейся источником электромагнитного поля и соединенной гальванической связью с источником электромагнитных колебаний, обеспечивающим равенство частот ультразвукового и электромагнитного воздействия.
Подвергаемая ультразвуковому воздействию жидкость, заполняющая корпус, полностью находится в зоне электромагнитного поля, что повышает эффективность работы устройства. Кроме того, наличие одного источника электромагнитного поля вместо двух упрощает конструкцию устройства, обеспечивает равенство частот ультразвукового и электромагнитного воздействия, существенно повышает управляемость процессом выделения тепловой энергии, что приводит к повышению эффективности работы устройства.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где представлено схематичное изображение устройства.
Устройство содержит замкнутый корпус 1 с размещенными на его торцах активными ультразвуковыми элементами 2, помещенный внутрь катушки индуктивности 3, соединенной с источником электромагнитных колебаний 4.
Устройство работает следующим образом. В замкнутый корпус 1 помещена жидкость, в частности, вода. Воздействие на жидкость активных ультразвуковых элементов 2, расположенных на торцах замкнутого корпуса 1, приводит к возникновению кавитационного режима. Кавитация сопровождается появлением электрических зарядов, токов и напряжений с выделением тепловой энергии. Электромагнитное поле, создаваемое катушкой индуктивности 3, воздействует на всю жидкость, заполняющую замкнутый корпус 1. Частота колебаний электромагнитного поля задается частотой источника электромагнитных колебаний 4, регулировка которой позволяет либо усилить (при равенстве частот ультразвукового и электромагнитного воздействия), либо уменьшить тепловой эффект. В качестве активных ультразвуковых элементов 2 могут быть использованы, например, пьезоэлементы из цирконата титаната свинца, и диапазон частот источника электромагнитных колебаний 4 тогда будет от 10 кГц до 1 МГц.
Таким образом, достигается повышение эффективности и управляемости устройства для получения тепловой энергии при одновременном упрощении его конструкции.