Вихревая паромеханическая камера

(51) 23 11/10 (2011.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ насыщение водородом и кислородом и снижение расхода топлива - достигается тем, что у вихревой паромеханической камеры, содержащей корпус,имеющий тангенциальные каналы подачи пара,каналы для жидкого топлива, форсунку и излучатель, согласно изобретению, корпус снабжен вставкой с зубьями, каналы для жидкого топлива установлены тангенциально,а излучатель расположен в верхней части корпуса над вставкой. Излучатель образован магнетроном,радиоизлучателем или ультразвуковым преобразователем. Вихревая паромеханическая камера включает дополнительный излучатель, установленный в канале подачи пара, который снабжен змеевиком.(76) Нусупбекова Дина Акаевна Нурмамбетов Куаныш Эмилевич Нурмамбетова Дамиля Эмилевна(56) Предварительный патент РК 4333, МПК 23 11/34, 1997(57) Изобретение относится к энергетике, а именно к устройствам для диспергирования и сжигания топлива. Технический результат повышение эффективности распыления топлива, расщепление его молекул на более мелкие частицы и их Изобретение относится к энергетике, а именно к устройствам для диспергирования и сжигания топлива. Известно устройство для сжигания, содержащее горелку, имеющую трубопровод для приема текучего углеродистого горючего, подаваемого для его сжигания, причем трубопровод размещен в корпусе, окружающем его, и проходит в продольном направлении корпуса, и между внутренней поверхностью корпуса и наружной поверхностью трубопровода образована кольцеобразная полость, в стенках трубопровода выполнены сопла, которые соединяют внутреннюю полость трубопровода с кольцеобразной полостью между трубопроводом и корпусом и расположены тангенциально к внутренней поверхности трубопровода,а кольцеобразная полость между трубопроводом и корпусом соединена с источником газообразного вещества, имеющим высокое давление. Сопла расположены на выходной части трубопровода,выполнены наклонными к продольной оси трубопровода и направлены в сторону выходного отверстия трубопровода. Корпус выполнен цилиндрическим (патент РК 11669,кл. А 23 11/10, 2002). Недостатком данного устройства является низкая эффективность сжигания топлива и его большой расход. Известна паромеханическая акустическая форсунка, содержащая распылитель жидкости,вихревую камеру с тангенциальными каналами подачи распыливающего агента в виде пара,выходное сопло и возбудители ультразвуковых колебаний, выполненных в виде резонаторов,которые образуют вместе с тангенциальными каналами акустические излучатели Гартмана,причем продольная ось резонатора направлена параллельно продольной оси тангенциального канала или повернута относительно ее в сторону,противоположную закрутке потока(предварительный патент РК 4333, кл. 23 11/34, 1997). Указанное устройство не обеспечивает эффективного распыления топлива и снижения его расхода за счет расщепления его молекул на более мелкие частицы и их насыщения водородом и кислородом. Задачей изобретения является разработка конструкции паромеханической камеры для вихревой подачи, диспергирования жидкого топлива и изменения его структуры. Технический результат повышение эффективности распыления топлива, расщепление его молекул на более мелкие частицы и их насыщение водородом и кислородом и снижение расхода топлива - достигается тем, что у вихревой паромеханической камеры, содержащей корпус,имеющий тангенциальные каналы подачи пара,каналы для жидкого топлива, форсунку и излучатель, согласно изобретению, корпус снабжен вставкой с зубьями, каналы для жидкого топлива установлены тангенциально,а излучатель расположен в верхней части корпуса над вставкой. 2 Излучатель образован магнетроном,радиоизлучателем или ультразвуковым преобразователем. Вихревая паромеханическая камера включает дополнительный излучатель, установленный в канале подачи пара, который снабжен змеевиком. Установка в корпусе вставки с зубьями повышает эффективность диспергирования, так как подаваемый тангенциально поток топлива распыляется паром и закручивается в виде вихря,проходящего вдоль внутренних стенок вставки. Зубья вставки разбивают поток на отдельные струи,которые завихряются у концов зубьев. Создание турбулентных микровихрей у каждого из зубьев способствует эффективному диспергированию частиц топлива и образованию мелкодисперсной смеси топлива и пара. Магнетрон или радиоизлучатель, установленный в верхней части корпуса над вставкой, генерирует СВЧ - излучение или излучение в диапазоне радиочастот, под действием которого происходит разложение молекул воды на водород и кислород. Таким образом,распыленные частицы топлива обогащаются дополнительным топливным компонентом в виде водорода и окислителем,которым является кислород. Это повышает энергетическую ценность топлива и обеспечивает его полное сгорание. При установке ультразвукового преобразователя происходит структурирование молекул воды и их деструкция в вихревой камере в результате резонансного воздействия. При этом образуется водород и кислород. Расход топлива снижается в 1,2 - 2 раза. Изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлен продольный разрез устройства на фиг. 2 - поперечный разрез. Вихревая паромеханическая камера содержит корпус 1, имеющий тангенциальные каналы 2 подачи пара, каналы 3 для жидкого топлива,форсунку 4 и излучатель 5. В корпусе 1 установлена вставка 6 с зубьями 7, которая выполнена из неэлектропроводного материала. Каналы для жидкого топлива установлены тангенциально, а излучатель 5 расположен в верхней части корпуса над вставкой и образован магнетроном,радиоизлучателем или ультразвуковым преобразователем. Вихревая паромеханическая камера включает дополнительный излучатель 8, установленный в канале 2 подачи пара, который снабжен змеевиком 9. Излучателем 8 служит магнетрон или ультразвуковой преобразователь. В том случае,когда излучателем 5,расположенным в верхней части корпуса над вставкой 6, служит магнетрон, вставку выполняют из неэлектропроводного материала. Работа устройства осуществляется следующим образом. Пример 1. Топливо, например, мазут, подают тангенциально через канал 3, а пар - через канал 2. За счет тангенциальной подачи компонентов поток топлива распыляется паром и закручивается в виде вихря, проходящего вдоль внутренних стенок вставки 6. Зубья 7 вставки 6 разбивают поток смеси топлива с паром на отдельные струи, которые завихряются у концов зубьев, что способствует эффективному диспергированию частиц топлива и образованию мелкодисперсной смеси топлива и пара. Вставка 6 с зубьями 7 выполнена из пластика,керамики,стекла или любого другого неэлектропроводного материала. Магнетрон 5 генерирует СВЧ - излучение частотой 7 ГГц, под действием которого происходит разложение молекул воды, содержащихся в паре, на водород и кислород. Распыленные частицы топлива обогащаются водородом. Одновременно под действием СВЧ - излучения происходит разложение тяжелых молекул углеводородного топлива на более простые с получением свободных радикалов,которые взаимодействуют с водородом, образуя молекулы светлых нефтепродуктов. Таким образом,исходное топливо обогащается водородом, который сам по себе является ценным энергетическим компонентом, а также светлыми фракциями нефти. Кислород, образующийся из пара, способствует полному сгоранию топлива, которое выходит через форсунку 4. Полученное топливо имеет высокую энергетическую ценность, поэтому его расход снижается в 2 раза. Пример 2. Работа устройства осуществляется по примеру 1, но пар перед подачей в корпус 1 предварительно пропускают через змеевик 9 и подвергают воздействию СВЧ - излучения частотой до 7 ГГц с помощью магнетрона 8 или ультразвуковых волн частотой 5-20 кГц с помощью ультразвукового преобразователя. Змеевик выполняют из материала,пропускающего электромагнитные волны, например, фторопласта. За счет пропускания пара через змеевик 9 повышается эффективность обработки, так как одни и те же молекулы воды подвергаются неоднократному резонансному воздействию акустических или электромагнитных волн, степень разложения молекул возрастает и соответственно увеличивается концентрация водорода и кислорода в топливе. В камеру 1 поступает уже насыщенная водородом и кислородом смесь,которая диспергируется вместе с топливом и подвергается дальнейшему разложению, обогащая топливо водородом и кислородом. Пример 3. Работа устройства осуществляется по примеру 1, но пар перед подачей в корпус 1 пропускают через змеевик 9 и подвергают воздействию радиоизлучения частотой 14 МГц с помощью радиоизлучателя 8. Второй радиоизлучатель 5 генерирует излучение частотой 14 МГц, под действием которого происходит разложение молекул воды,содержащихся в паре, на водород и кислород. Дальнейший процесс происходит аналогично примеру 1. Расход топлива снижается в 1,5 раза. Эффективная работа предлагаемого устройства обеспечивается и при комбинировании различных излучателей, например дополнительный излучатель 8, установленный в канале подачи пара, может быть ультразвуковым преобразователем, а излучатель 5 в верхней части корпуса над вставкой - магнетроном,и наоборот. Или излучатель 5 выполнен в виде магнетрона, генерирующего излучение частотой 610 ГГц, а излучателем 8 является радиоизлучатель,генерирующий волны частотой 10-15 МГц. Обязательным условием является создание резонансного режима при обработке пара и топлива в пределах указанных частот. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Вихревая паромеханическая камера,содержащая корпус, имеющий тангенциальные каналы подачи пара, каналы для жидкого топлива,форсунку и излучатель, отличающаяся тем, что корпус снабжен вставкой с зубьями, каналы для жидкого топлива установлены тангенциально, а излучатель расположен в верхней части корпуса над вставкой. 2. Вихревая паромеханическая камера по п. 1,отличающаяся тем, что излучатель образован магнетроном,радиоизлучателем или ультразвуковым преобразователем. 3. Вихревая паромеханическая камера по п.п. 1 или 2, отличающаяся тем, что она включает дополнительный излучатель, установленный в канале подачи пара, который снабжен змеевиком.