Трансформатор потенційної енергії потоку у теплову енергію

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Трансформатор потенційної енергії потоку у теплову енергію, що містить нагрівальні елементи та теплообмінник, причому теплообмінник має патрубок виходу підігрітого газу, який відрізняється тим, що він додатково містить другий теплообмінник, який має патрубки входу та виходу, при цьому патрубок виходу першого теплообмінника з'єднується зі входом другого теплообмінника, а другий теплообмінник виконаний у вигляді труби U-подібної форми і розташований нижче поверхні землі, причому нижча частина теплообмінника розташована у місці знаходження ґрунтових вод.

2. Трансформатор за п. 1, який відрізняється тим, що другий теплообмінник оснащений тепловими трубками, які розташовані на його зовнішній поверхні у місці знаходження ґрунтових вод, та заповнений кульками до рівня ґрунтових вод.

3. Трансформатор за пп. 1 та 2, який відрізняється тим, що навколо другого теплообмінника розташовані обсадні кільця.

Текст

1. Трансформатор потенційної енергії потоку у теплову енергію, що містить нагрівальні елементи та теплообмінник, причому теплообмінник має патрубок виходу підігрітого газу, який відрізняється тим, що він додатково містить другий теплообмінник, який має патрубки входу та виходу, при цьому патрубок виходу першого теплообмін 3 розташовані усередині вихрової труби, а магнітні котушки встановлені на зовнішній поверхні труби, патрубки вихрової труби трубопроводами з'єднані з теплообмінником, а теплообмінник має патрубок виходу підігрітого газу. Трансформатор відрізняється від відомих тим, що у конфузорі встановлюють ребра, що завихрюють потік газу, а патрубок теплообмінника має ребра, які спрямляють потік газу (див. патент України на корисну модель № 32349). Однак це технічне рішення не забезпечує стабільний підігрів газу. Це технічне рішення обрано як прототип. В основу корисної моделі поставлено завдання розробити трансформатор потенціальної енергії потоку у теплову енергію шляхом уведення нових конструктивних елементів та їхнього взаємозв'язку дозволить оптимізувати енергобаланс газотранспортної системи, підвищити підігрів газу за рахунок ґрунтових вод. Поставлена задача у запропонованому технічному рішенні вирішується тим, що трансформатор потенційної енергії потоку, що містить нагрівальні елементи та теплообмінник, при цьому теплообмінник має патрубок виходу підігрітого газу, додатково містить другий теплообмінник. Другий теплообмінник має патрубки входу та виходу газу, при цьому патрубок виходу першого теплообмінника з'єднується зі входом другого теплообмінника, а другий теплообмінник виконаний у вигляді труби U-форми і розташований нижче поверхні землі. Другий теплообмінник постачений тепловими трубками, які розташовані на його зовнішній поверхні у місці находження ґрунтових вод. Навколо другого теплообмінника розташовані обсадні кільця. У середині другого теплообмінника знаходяться кульки. Трансформатор пояснюється кресленням. На фіг. 1 показана схема трансформатора. На фіг. 2 представлена схема розташування другого теплообмінника. Вихрова труба 1 має патрубок (конфузор) 2 входу газу, патрубок 3 гарячого потоку та патрубок 4 холодного потоку. Усередині вихрової труби 1 розташовані магнітні ролики 5, які утворюють з електромагнітними котушками 6 магнітне гальмо. Магнітне гальмо підігріває теплообмінник 7, в якому підігрівається холодна частина потоку газу. У конфузорі 2 встановлюють ребра 9, що завихрюють потік газу. У дифузорі 8 встановлюють ребра 10, які спрямляють потік газу. Тепла частина потоку змішується з підігрітою холодною частиною потоку та через патрубок (дифузор) 8 подається з підвищеною температурою. З патрубка 8 газу подається до патрубку 11 другого теплообмінника 12, який виконано у вигляді труби U-форми і розташований нижче поверхні землі 13. Теплообмінник 12 постачений тепловими трубками, які розташовані на його зовнішній поверхні у місці знаходження ґрунтових вод. Теплообмінник 12 заповнений кульками 14 до рівня ґрунтових вод. Приклад промислового використання. 43208 4 Газ з температурою 10 °С подається у вихрову трубу 1, де розподіляється на два потоки - холодний та гарячий. Магнітні ролики виконані у вигляді циліндричної болванки, а магнітна котушка 6 (шина) виконана з міді з поперечним перерізом 152 мм2. Магнітні ролики 5 та магнітна шина утворюють магнітне гальмо. Магнітне гальмо підігріває теплообмінник, де підогрівається холодний потік газу. Підігрів замкнутих електромагнітних котушок доповнюється ефектом нагрівання стінок вихрової труби 1 блукаючими струмами, що генеруються електромагнітними полями обертових магнітних роликів, а також блукаючими струмами від МГДефекту вологого газу, що іонізується. Волога завжди присутня в газі (метані), що транспортується, у вигляді газового конденсату й невеликої кількості звичайної води, оскільки ідеально очистити метан від вищих вуглеводнів і парів води на газових промислах або підземних сховищах газу неможливо. Від ступеня іонізації метану у вихровій трубі буде залежати рівень МГД-ефекту, тобто сили блукаючих струмів у корпусі вихрової труби. Це у свою чергу визначає ступінь розігріву металу стінок вихрової труби блукаючими струмами. Значно підвищити ефективність перетворення блукаючих струмів у теплову енергію також можливо шляхом використання для покриття внутрішньої порожнини вихрової труби спеціальних сталей і вибором малюнка сталевого внутрішнього покриття, що наноситься. Електромагнітні котушки 6, які знаходяться зовні вихрової труби й покривають більше 90 % її поверхні, уловлюють і перетворюють у тепло високочастотні поля усіх типів поляризації. Такі поля неминуче виникають на поверхні закритого металевого циліндра від гармонік високочастотного сигналу на виході іонізатора, а також гармонік електромагнітних полів блукаючих струмів на крайках і нерівностях металевих деталей конструкції. При зворотному омиванні вихрової труби 1 газом у теплообмінних трубках, які одночасно є замкнутими електромагнітними обмотками, відбувається розширення газу за рахунок збільшеного прохідного перетину трубного теплообмінного пучка у порівнянні з перетином виходу газу з вихрової труби. Оскільки трубний теплообмінний пучок є одночасно серією замкнутих електромагнітних котушок, то його варто покривати мідним або срібним покриттям для збільшення електропровідності котушок. Збільшення електропровідності котушок необхідно у свою чергу для максимальної ефективності використання енергії паразитних (наведених) полів високої частоти (ВЧ). Тепло, що виділяє нагріваний метал магнітних роликів, вихрової труби 1 й трубок теплообмінника, утримується від виходу у зовнішнє середовище теплоізоляцією, якою бажано закрити всю поверхню пристрою, включаючи вхідний конфузор і вихідний дифузор. При такому конструктивному рішенні практично все тепло з деталей, що нагрівають, тепловий насос викачує у потік газу. Ефект теплового насоса утворюється за 5 43208 рахунок поетапного фізичного збільшення прохідного перетину від вихрової труби до теплообмінника й від теплообмінника до дифузора. У конфузорі встановлюють ребра, що завихрюють потік газу, а у дифузорі -ребра, які спрямляють потік газу, що поліпшує початкове вихроутворювання у вихровій трубі та її пропускну здатність. Для можливості використання додатково тепла ґрунтових вод патрубок 8 з'єднаний з патрубком 11 теплообмінника 12. Теплообмінник виконаний у вигляді труби U-форми D = 159 мм та Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 6 заповнений кульками 14 з нержавіючої сталі D = 25 mm до рівня ґрунтових вод 15. Навколо теплообмінника 12 розташовані обсадні кільця 16. Теплообмінник 12 також постачений тепловими трубками 17. Для чищення брухту, який може бути у теплообміннику 12, передбачені спеціальні люки (на кресленні не показано). Теплові трубки 17 передбачені для можливості підвищення передачі тепла від ґрунтових вод до теплообмінника 12. Кульки 14 накопичують тепло від ґрунтових вод, а потім віддають тепло газу, який проходить скрізь теплообмінник 12. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Converter of potential energy of flow to thermal energy

Автори англійською

Fyk Illia Mykhailovych, Sobchuk Mykhailo Petrovych, Fik Mykhailo Illich

Назва патенту російською

Трансформатор потенциальной энергии потока в тепловую энергию

Автори російською

Фик Илья Михайлович, Собчук Михаил Петрович, Фик Михаил Ильич

МПК / Мітки

МПК: F17D 1/00, F16L 53/00

Мітки: трансформатор, потенційно, потоку, енергію, теплову, енергії

Код посилання

<a href="http://uapatents.com/3-43208-transformator-potencijjno-energi-potoku-u-teplovu-energiyu.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Трансформатор потенційної енергії потоку у теплову енергію</a>

Подібні патенти