УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕПЛОВОЙ И ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ Российский патент 2010 года по МПК H02N3/00 H02N11/00 

Изобретение относится к области машиностроения, где используются тепловые генераторы, и представляет гидравлический кавитационный аппарат, построенный на базе статора электродвигателя переменного 3-х фазного тока.

Известно множество конструкций тепловых генераторов с высоким, близким к 1% КПД.

В заявке на изобретение RU №2005108073 (опубликована 27.09.2006) описывается кавитационный аппарат, работающий в режиме теплогенератора с применением электрогидроудара с пробоем наносекундными импульсами тока со сложными кавитационными препятствиями на пути основного потока жидкости.

Главный недостаток - сложность кинематической схемы и источников наносекундных высоковольтных импульсов.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является магнитоплазменный генератор (RU №2005104536, опубл. 27.07.2006). Здесь, кроме наносекундной техники электроудара, в одном из вариантов предусмотрено применение магнитной жидкости.

Недостатки описанных аналогов:

- сложность кинематических и электрических схем и устройств,

- слабое использование электромагнитного поля бегущей волны при раскрутке жидкости, например магнитной, с использованием регуляторов частоты электрического напряжения, создающее электромагнитное поле бегущей волны, которые значительно расширяют диапазон скоростей движения жидкости (раскрутки), снижают непроизводительные затраты мощности, увеличивают КПД.

Основным недостатком всех схем тепловых генераторов является низкий диапазон регулирования скорости движения рабочей среды, наличие сложных механизмов для создания давления жидкости, необходимого для обеспечения ее движения.

Технический результат заключается в расширении диапазона регулирования скорости движения жидкости, не связанного с ограничениями из-за пределов прочности материалов вращающихся частей.

Технический результат достигается тем, что в качестве среды используется магнитная суспензия, например водная, применяемая в магнитной дефектоскопии. В виде магнитопровода используется статор электродвигателя с подводимым к нему электрическим напряжением переменной частоты многофазного, например 3-х фазного, тока, что позволяет регулировать скорость движения жидкости в широком диапазоне, в том числе в безинерционном реверсирвовании.

Выступы пазов магнитопровода статора электродвигателя служат дополнительным источником кавитации.

На чертеже изображена схема устройства генератора тепловой и электрической энергии, где

1 - пазы статора;

2, 7 - оси змеевика;

3 - уровень неподвижной жидкости;

4 - уровень жидкости при вращении;

5 - обмотки генератора;

6 - питающая обмотка.

Техническое решение получают в результате применения статора электродвигателя в качестве кавитационного объема для создания электромагнитного поля бегущей волны переменной регулируемой частоты, создаваемого многофазным, например 3-х фазным, током с базовой частотой 50 Гц с помощью питающей обмотки 6, которое наводится в магнитной жидкости в виде суспензии (уровень жидкости указан в схеме 3, 4) магнитного крокуса, например водной, применяемой в магнитной дефектоскопии. При этом выступы пазов магнитопровода статора и возможность безинерционного реверсирования поля служат дополнительным источником кавитации. Отвод тепла осуществляется через змеевик 2, 7, выведение электроэнергии - через дополнительную обмотку генератора с самовозбуждением, защита магнитопровода и обмоток - пропиткой лаком.

Предлагаемое устройство исключает все вращающиеся части, ограничивающие скорости движения жидкости, вследствие ограниченных возможностей и пределов прочности металлов и материалов, сохраняя достаточное количество очагов кавитации, т.е. не снижая КПД, в сравнении с описанными ранее вариантами.

Устройство предназначено для использования в машиностроении в качестве источника тепловой и электрической энергии. Устройство содержит гидродинамический кавитационный аппарат на базе статора электродвигателя переменного трехфазного тока, выполненный в виде цилиндра с вмонтированными в его стенки питающими обмотками и обмотками генератора; в качестве среды используют магнитную суспензию, например водную, применяемую в магнитной дефектоскопии. При этом выступы пазов магнитопровода статора и возможность безинерционного реверсирования поля служат дополнительным источником кавитации. Отвод тепла осуществляется через змеевик, выведение электроэнергии - через отводы в обмотках, защита магнитопровода и обмоток - пропиткой лаком. Изобретение обеспечивает расширение диапазона регулирования скорости движения жидкости и повышение КПД. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для получения тепловой и электрической энергии посредством движения среды в бегущем электромагнитном поле, включающее в себя гидродинамический кавитационный аппарат в виде цилиндра с вмонтированным в его стенки источником электромагнитного поля, отличающееся тем, что в качестве среды используют магнитную суспензию, например водную, применяемую в магнитной дефектоскопии.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве магнитопровода используют статор электродвигателя с подводимым к нему электрическим напряжением переменной частоты, многофазного, например 3-фазного тока, что позволяет регулировать скорость движения жидкости в широком диапазоне, в том числе безинерционном реверсировании.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что выступы пазов магнитопровода статора электродвигателя служат дополнительным источником кавитации.