專利名稱：能量轉(zhuǎn)換的方法及實(shí)現(xiàn)該方法的渦流管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力工業(yè)，并可被用于生產(chǎn)熱能和電能和用于改變液流或氣流的溫度。
背景技術(shù)：
法國(guó)工程師J.Ranke使用渦流管轉(zhuǎn)換和提取能量的方法已廣為人知。最初，渦流管被用以將氣流分成熱和冷射流。經(jīng)典的Ranke渦流管[1；2，第108頁]包含在其一端具有旋流器的圓柱形管和阻隔裝置，該旋流器被連接到管殼的一個(gè)端側(cè)，而在其另一個(gè)端側(cè)(冷部件)具有一隔板，該阻隔裝置是位于相對(duì)于旋流器一側(cè)(熱部件)的錐形中的調(diào)節(jié)錐。壓縮氣體通過旋流器被切向送入該管中，并在渦流中被分成低溫(中心)部分和高溫(周邊)部分，低溫氣流通過隔板離開該管，而高溫氣流通過管內(nèi)表面和調(diào)節(jié)錐之間的環(huán)狀間隙離開。
隨后，提高Ranke渦流管效率的工作集中在優(yōu)化結(jié)構(gòu)元件的參數(shù)，例如，通過錐形管殼的使用[3]、通過空間關(guān)系的優(yōu)化[4]、通過引入能組織和保持層流和湍流形式的流分離元件[5]、通過元件間的關(guān)系-例如通過將熱流連接到流出的冷流[6]。
應(yīng)用已知構(gòu)造的Ranke氣體渦流管效率不夠高，特別是因?yàn)闆]有使用在渦流運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的加載微粒的運(yùn)動(dòng)能量和不同流分割的熱動(dòng)力學(xué)參數(shù)間的關(guān)系的特性。
再后來，在Ranke渦流管中完成了液體分流(特別是水)，但它也還沒有分成冷射流和熱射流，而只有分成冷液流和暖液流[2，第171頁]。用于這樣一種對(duì)水加熱的分流的最簡(jiǎn)單的渦流管包含在其一端具有旋流器的管殼，該旋流器被連接到管殼的一個(gè)端側(cè)[7]。
在這樣的管中水加熱的效率-當(dāng)根據(jù)經(jīng)典的熱力學(xué)定律計(jì)算時(shí)-超過100％，在管中放置矯正隔斷(straightening break)-特別是徑向肋-導(dǎo)致效率提高150-200％。此外，額外能量的產(chǎn)生(在實(shí)際中已獲得證明)可通過冷核合成反應(yīng)(例如作為氣穴現(xiàn)象的結(jié)果而產(chǎn)生)，通過渦流運(yùn)動(dòng)輻射解釋，換句話說，通過將水的內(nèi)能(分子間相關(guān)能量以及核間、核內(nèi)和核外相關(guān)能量)轉(zhuǎn)換成熱能[2，第193頁]解釋。在已知的Ranke渦流管的應(yīng)用中，加載微粒的運(yùn)動(dòng)能量，即作為上述反應(yīng)的結(jié)果而產(chǎn)生的能量，還未被使用。此外，在不同的流動(dòng)斷面中熱力學(xué)參數(shù)關(guān)系的特性應(yīng)用還不充分，盡管已注意到通過提高流出水的溫度達(dá)到60℃以上[2，第166頁](外部加熱)，渦流管作用的效率提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所公開的技術(shù)目的是提高應(yīng)用Ranke效應(yīng)的渦流管的運(yùn)轉(zhuǎn)效率，并拓展其功能范圍-用它生產(chǎn)電能。
第一個(gè)方法是根據(jù)Ranke效應(yīng)從在渦流管內(nèi)部流動(dòng)的液流或氣流轉(zhuǎn)換能量，它通過另外加熱渦流管熱部件的液體或氣體實(shí)現(xiàn)，由此這樣加熱的效果使溫度比初始液體或氣體的溫度高一些。
推薦通過電點(diǎn)火脈沖放電的方式產(chǎn)生一些額外的熱量，例如在阻隔裝置和渦流管熱部件的內(nèi)表面之間的間隙中，因此在熱流中。加熱阻隔裝置本身也是可能的。
第二個(gè)方法是獲得某些額外的電能，該電能是從設(shè)置在用絕緣材料制造的渦流管殼上的電磁繞組得到，推薦使渦流管殼與地面分離。
可用激光-優(yōu)選為UV區(qū)域激光-照射液流或氣流，推薦使激光束沿渦流管軸從冷部件指向熱部件。
通過混合使用兩種方法可獲得最佳結(jié)果通過管殼繞組產(chǎn)生的電能進(jìn)行另外加熱。
用于這種方法的渦流管包含在其一端具有旋流器的管殼，該旋流器被連接到管殼的一個(gè)端側(cè)，該管殼不接地且是用具有靜電特性的不導(dǎo)電材料制造的。
管殼可被制成橫斷面為回轉(zhuǎn)拋物面的形狀，從旋流器連接側(cè)開始變大。
推薦使管殼垂直定位，而旋流器連接側(cè)向下方設(shè)置。推薦使用電介質(zhì)滲透系數(shù)大于渦流管所用的液體或氣體的管殼材料。
另一個(gè)旋流器端側(cè)可具有隔板，其軸向與管殼一致且其直徑開口小于管殼內(nèi)徑?？稍诠軞ね膺吘壍男髌鱾?cè)上另外設(shè)置光量子發(fā)生器，其光束傳播軸與管殼軸一致。推薦使用UV區(qū)域光量子發(fā)生器，推薦至少在管殼內(nèi)表面或其一部分使用具有反射由光量子發(fā)生器產(chǎn)生的光束的能力的材料。
管殼內(nèi)表面或其一部分可具有電介質(zhì)滲透系數(shù)大于渦流管所用的流動(dòng)液體或氣體的涂層，在此推薦使用由segneto-electric材料制成的涂層。
至少一個(gè)用電介質(zhì)滲透系數(shù)大于渦流管所用的液體或氣體的絕緣材料制造的邊緣開放的內(nèi)管，可被同軸設(shè)置在管殼的內(nèi)部并與管殼內(nèi)壁隔開一段空隙，且內(nèi)管長(zhǎng)度應(yīng)該比管殼長(zhǎng)度短。
內(nèi)管可用具有磁特性的絕緣材料制造，并使磁力方向與其管軸方向一致。
阻隔裝置可被設(shè)置在管殼的內(nèi)部與旋流器相對(duì)的一端，它可能是，例如，裝配間隙(gap-mounted)調(diào)節(jié)錐，經(jīng)特別打孔和/或具有凹入的表面，其軸與管殼和它的朝向旋流器的頂點(diǎn)有關(guān)。
推薦使電磁繞組設(shè)置在管殼上。
阻隔裝置可具有加熱器，優(yōu)選為電加熱器。
此外，推薦構(gòu)造一加熱器，它包含至少一對(duì)電極，其中之一被設(shè)置在阻隔裝置上，而另一個(gè)被對(duì)應(yīng)地設(shè)置在管殼上。可能設(shè)置數(shù)對(duì)電極，使其工作部件位于阻隔裝置(調(diào)節(jié)錐)和管殼內(nèi)表面之間的間隙中，推薦使電加熱器電性連接到電磁繞組上。加熱器也可以是非電的，因此它包括燃燒液體或氣體燃料的燃燒器，使該燃燒器的噴嘴指向阻隔裝置錐腔的內(nèi)部。


本發(fā)明通過熱電水發(fā)電機(jī)圖進(jìn)行說明。
圖1為圓柱形熱電發(fā)電機(jī)的基本外觀圖(箭頭表示水流方向)。
圖2為圓柱形熱電發(fā)電機(jī)中部的截面圖。
圖3為錐形熱電發(fā)電機(jī)的基本外觀圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明將參照根據(jù)Gritskevich渦流管的熱電水發(fā)電機(jī)的實(shí)施例進(jìn)行說明。
如圖1所示，垂直放置的圓柱形熱電發(fā)電機(jī)包含具有冷部件的管殼1，該冷部件通過一噴射口3轉(zhuǎn)換到蝸形的旋流器2和具有開口4的隔板。熱部件包含出口噴嘴5、具有軸調(diào)節(jié)裝置7的調(diào)節(jié)錐6和在管殼1和調(diào)節(jié)錐6之間沿間隙的圓周水平伸展的一對(duì)電極8。管殼1內(nèi)部用一薄層的鈦酸鋇(TiBa)涂覆，而外部具有電磁繞組10。管殼1、蝸形旋流器2、調(diào)節(jié)錐6和噴嘴3和5用塑料制造且與地面分離。
通過噴嘴3進(jìn)入冷部件的冷水流在管殼1中通過蝸形旋流器2產(chǎn)生的渦流運(yùn)動(dòng)被分成暖(中心)和熱(周邊)部分，在進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，適應(yīng)內(nèi)層9的水流的熱的部分向管殼1的熱部件移動(dòng)并通過管殼邊緣1和錐6之間的環(huán)狀間隙流出。而從調(diào)節(jié)錐6反射的水流的溫的部分在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)向開口4移動(dòng)并通過它流出。在被部分電離(通過與內(nèi)層9的摩擦和通過冷核合成的氣穴現(xiàn)象過程)后，通過電極8的高壓放電水被進(jìn)一步電離，對(duì)水的另外加熱也通過這些放電進(jìn)行。
通過繞組10中的電磁誘生產(chǎn)生電能，繞組10產(chǎn)生的電能的一部分被用于在電極8之間產(chǎn)生放電。為改善水流的溫和熱的部分的分流及提高水的電離率，如圖2所示可在管殼1內(nèi)設(shè)置一塑料內(nèi)管11，塑料必須具有磁特性，管11的磁力方向必須指向其軸方向，這使得在熱電發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中管11精確居中。
圖3顯示錐形熱電發(fā)電機(jī)裝置(電磁繞組未顯示)的實(shí)施例，其構(gòu)造和細(xì)節(jié)與上述的圓柱形熱電發(fā)電機(jī)的構(gòu)造相似。
錐形熱電發(fā)電機(jī)也是垂直放置，并包含具有冷部件的錐形的管殼12，該冷部件轉(zhuǎn)換到構(gòu)成切向進(jìn)料噴嘴13的旋流器，具有開口14的隔板和UV區(qū)域光量子發(fā)生器(未顯示)。熱部件包含調(diào)節(jié)錐15。管殼12內(nèi)表面和調(diào)節(jié)錐15外部錐形表面由拋物線構(gòu)成。錐形熱電發(fā)電機(jī)運(yùn)行方式類似于上述的圓柱形熱電發(fā)電機(jī)，只是在熱部件中沒有另外加熱，同時(shí)通過開口14的UV區(qū)域激光束提供附加的水電離作用。
參考文獻(xiàn)1.專利US 1952281，19342.Ju.S.Potapov，L.P.Fomiskiy，“Vortex power engineering and coldnuclear synthesis from the position of the movement theory”，-Kishinew-Cherkassy“OKO-Plus”，20003.證書SU 1304526，19764.專利US 327728，19945.專利申請(qǐng)RU 5067921，公布日期1995年1月9日6.專利申請(qǐng)RU 95110338，公布日期1997年6月20日7.專利RU 2045715，1995(原型)
權(quán)利要求
1.根據(jù)Ranke效應(yīng)從渦流管中的流動(dòng)的液流或氣流轉(zhuǎn)換能量的方法，其中對(duì)渦流管的熱部件中的液體或氣體進(jìn)行另外加熱。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中對(duì)阻隔裝置進(jìn)行另外加熱。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中另外加熱是通過電點(diǎn)火脈沖放電進(jìn)行。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中所說的電點(diǎn)火脈沖放電是在阻隔裝置和渦流管中熱部件的內(nèi)表面之間的間隙中產(chǎn)生的。
5.根據(jù)Ranke效應(yīng)從渦流管中的流動(dòng)的液流或氣流轉(zhuǎn)換能量的方法，其中額外的電能從設(shè)置在用絕緣材料制造的渦流管殼上的電磁繞組得到。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中該管殼與地面分離。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其中該液流或氣流用激光照射。
8.如權(quán)利要求5所述的方法，其中該液流用UV區(qū)域的激光束照射。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中該激光束沿渦流管軸定向。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中該激光束從渦流管冷部件指向其熱部件。
11.如權(quán)利要求1和5所述的方法，其中另外加熱是通過從管殼電磁繞組得到的電力進(jìn)行。
12.包含在其一端具有旋流器的管殼的渦流管，該旋流器通過它的一邊側(cè)面連接到管殼上，其中該管殼不接地且是用不導(dǎo)電的具有靜電特性的材料制造的。
13.如權(quán)利要求12所述的渦流管，其中該管殼被制成旋轉(zhuǎn)的拋物面形，該拋物面形的橫截面從旋流器連接側(cè)開始變大。
14.如權(quán)利要求12所述的渦流管，其中當(dāng)旋流器連接側(cè)被設(shè)置向下時(shí)該管殼垂直定位。
15.如權(quán)利要求12所述的渦流管，其中該管殼的材料具有比渦流管所用的液體或氣體大的電介質(zhì)滲透系數(shù)。
16.如權(quán)利要求12所述的渦流管，其中旋流器的相對(duì)側(cè)包含一隔板，該隔板的軸向與管殼一致且其直徑開口小于管殼的內(nèi)徑。
17.如權(quán)利要求12所述的渦流管，其中管殼的內(nèi)表面或其一部分具有涂層，該涂層具有比渦流管所用的液體或氣體大的電介質(zhì)滲透系數(shù)。
18.如權(quán)利要求12所述的渦流管，其中至少一個(gè)用電介質(zhì)滲透系數(shù)大于渦流管所用的液體或氣體的絕緣材料制造的邊緣開放的內(nèi)管，被同軸設(shè)置在管殼的內(nèi)部并與管殼內(nèi)壁隔開一段空隙，且內(nèi)管長(zhǎng)度應(yīng)該比管殼長(zhǎng)度短。
19.如權(quán)利要求12所述的渦流管，其中該阻隔裝置被設(shè)置在管殼的內(nèi)部與旋流器相對(duì)的一端。
20.如權(quán)利要求12所述的渦流管，其中該電磁繞組被設(shè)置在管殼上。
21.如權(quán)利要求16所述的渦流管，其中所說的渦流管在管殼外邊緣的旋流器側(cè)上另外包含光量子發(fā)生器，其光束傳播軸與管殼軸一致。
22.如權(quán)利要求17所述的渦流管，其中segneto-electric材料被用作涂層。
23.如權(quán)利要求18所述的渦流管，其中內(nèi)管是用不導(dǎo)電的具有磁特性的材料制造的，且使磁力方向與其管軸方向一致。
24.如權(quán)利要求19所述的渦流管，其中該阻隔裝置被制作成裝配間隙調(diào)節(jié)錐，其軸與管殼和它的朝向旋流器的頂點(diǎn)有關(guān)。
25.如權(quán)利要求19所述的渦流管，其中該阻隔裝置配備有加熱器。
26.如權(quán)利要求21所述的渦流管，其中使用的是UV區(qū)域的光量子發(fā)生器。
27.如權(quán)利要求21所述的渦流管，其中至少管殼內(nèi)表面或其一部分的材料具有反射由光量子發(fā)生器產(chǎn)生的光束的能力。
28.如權(quán)利要求24所述的渦流管，其中該調(diào)節(jié)錐被打孔。
29.如權(quán)利要求24所述的渦流管，其中該調(diào)節(jié)錐表面是凹的。
30.如權(quán)利要求25所述的渦流管，其中該阻隔裝置配備有電加熱器。
31.如權(quán)利要求30所述的渦流管，其中該加熱器是由至少一對(duì)電極制成的，其中一個(gè)電極被設(shè)置在阻隔裝置上，而另一個(gè)被設(shè)置在管殼上相對(duì)的位置。
32.如權(quán)利要求20和30所述的渦流管，其中該加熱器被電性連接到電磁繞組上。
33.如權(quán)利要求25和28所述的渦流管，其中該加熱器包含用于燃燒液體或氣體燃料的燃燒器，且使燃燒器的噴嘴指向錐腔的內(nèi)部。
34.如權(quán)利要求24和31所述的渦流管，其中所說的渦流管包含數(shù)對(duì)其工作部件位于調(diào)節(jié)錐和管殼內(nèi)表面之間的間隙中的電極。
全文摘要
本發(fā)明涉及電力工業(yè)，并可被用于生產(chǎn)熱能和電能和用于測(cè)量液流或氣流的溫度。本發(fā)明的目的是在Ranke效應(yīng)的基礎(chǔ)上提高渦流管的性能并拓展其功能以產(chǎn)生電能。本發(fā)明的方法是應(yīng)用Ranke效應(yīng)轉(zhuǎn)換渦流管中的流動(dòng)的液流或氣流的能量，該方法通過另外加熱渦流管熱部件中的液體或氣體和/或從設(shè)置在渦流管殼(1)上的繞組(10)產(chǎn)生額外的電能而實(shí)現(xiàn)，所說的管殼用絕緣材料制造。本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)所說的方法的渦流管包括在其端側(cè)具有一旋流器(3)的管殼(1)。盡管如此，所說的管殼不接地且是用不導(dǎo)電的具靜電特性的材料制造的。
文檔編號(hào)H02N3/00GK1491338SQ01822792
公開日2004年4月21日 申請(qǐng)日期2001年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月21日
發(fā)明者奧列格·維亞切斯拉沃維奇·格里茨科維奇, 鮑里斯·奧列格維奇·格里茨科維奇, 維克托·瓦西里耶維奇·伊里因, 斯坦尼斯拉夫·阿法那西耶維奇·里森亞克, 奧列格維奇 格里茨科維奇, 瓦西里耶維奇 伊里因, 奧列格 維亞切斯拉沃維奇 格里茨科維奇, 斯拉夫 阿法那西耶維奇 里森亞克 申請(qǐng)人:辛托斯系統(tǒng)公司