[go: up one dir, main page]

GR1009535B - Thermal energy generation via the cavitation effect - Google Patents

Thermal energy generation via the cavitation effect Download PDF

Info

Publication number
GR1009535B
GR1009535B GR20180100045A GR20180100045A GR1009535B GR 1009535 B GR1009535 B GR 1009535B GR 20180100045 A GR20180100045 A GR 20180100045A GR 20180100045 A GR20180100045 A GR 20180100045A GR 1009535 B GR1009535 B GR 1009535B
Authority
GR
Greece
Prior art keywords
section
cylindrical
hourglass
thermal energy
tube
Prior art date
Application number
GR20180100045A
Other languages
Greek (el)
Inventor
Ιωαννης Βασιλειου Χατζησαββας
Αποστολος Βασιλειου Χατζησαββας
Original Assignee
Αποστολος Βασιλειου Χατζησαββας
Ιωαννης Βασιλειου Χατζησαββας
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Αποστολος Βασιλειου Χατζησαββας, Ιωαννης Βασιλειου Χατζησαββας filed Critical Αποστολος Βασιλειου Χατζησαββας
Priority to GR20180100045A priority Critical patent/GR1009535B/en
Publication of GR1009535B publication Critical patent/GR1009535B/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/66Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
    • F04D29/669Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for liquid pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D19/00Details
    • F24D19/10Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24D19/1006Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems
    • F24D19/1009Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D3/00Hot-water central heating systems
    • F24D3/10Feed-line arrangements, e.g. providing for heat-accumulator tanks, expansion tanks ; Hydraulic components of a central heating system
    • F24D3/1058Feed-line arrangements, e.g. providing for heat-accumulator tanks, expansion tanks ; Hydraulic components of a central heating system disposition of pipes and pipe connections

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

The invention takes advantage of the cavitation effect utilized for the generation of heat via thermal bodies 4 (fig.2), by creating a cylindrical hourglass-like tube 10 or an array of plural cylindrical tubes via a cutting device-lathe, which tubes are of precise dimensions and made of teflon PTFE or translucent acrylic plastic or other related material. With regard to the type of the pump 1 and its peculiar curves, the related thermal energy can be generated by using the cylindrical tube 10 which is perforated in the Venturi-type shape and bears precise internal dimensions. A significant quantity of heat can be generated by the properly placed cylindrical tube 10. Advantages: drastic reduction of the pump’s blades destruction caused by the cavitation effect exploited for thermal energy generation. Embodiment: the invention finds application to existing installations operating with one or more water pumps, e.g. pumping stations meant to heat up spaces found inside the installation or in other separate spaces.

Description

Σύστημα παραγωγής θερμικής ενέργειας μέσω φαινομένου σπηλαίωσης Thermal energy production system through cavitation effect

Περιγραφή Ευρεσιτεχνίας. Patent Description.

Η παρούσα εφεύρεση αναφέρεται σε ένα σύστημα παραγωγής θερμότητας μέσω μίας συσκευής τύπου κλεψύδρας - veduri που προτείνουμε, παρέχει δε τη δυνατότητα η συσκευή που προτείνουμε στην παρούσα εφεύρεση να μετατρέπει την κινητική ενέργεια του νερού σε θερμική, μέσω του φαινομένου της σπηλαίωσης. The present invention refers to a heat production system through an hourglass-veduri type device that we propose, and the device that we propose in the present invention provides the possibility to convert the kinetic energy of water into thermal energy, through the cavitation effect.

Η σπηλαίωση θεωρείται από τους κύριους παράγοντες μηχανικής διάβρωσης μεταλλικών στερεών επιφανειών στα βιομηχανικά συστήματα λόγω της θερμότητας που αναπτύσσεται τοπικά, προκαλώντας χημικές αντιδράσεις. Cavitation is considered to be one of the main factors of mechanical corrosion of metal solid surfaces in industrial systems due to the heat developed locally, causing chemical reactions.

Με την παρούσα εφεύρεση εκμεταλλευόμαστε το φαινόμενο της σπηλαίωσης και κυρίως της δυνατότητας αξιοποίησής της για παραγωγή θερμότητας μέσω θερμαντικών σωμάτων, δημιουργώντας ένα κυλινδρικό σωλήνα σε μορφή κλεψύδρας 10 (σχήμα 2) ή συστοιχία από περισσότερους κυλινδρικούς σωλήνες 10 (σχήμα 2) ανάλογα με την θερμική ενέργεια που χρειαζόμαστε, με συγκεκριμένες διαστάσεις από υλικό Teflon PTFE ή διάφανο ακρυλικό πλαστικό ή άλλο συναφές υλικό. Ο σωλήνας μας έχει μορφή Venturi (σχήμα 1). With the present invention we take advantage of the phenomenon of cavitation and above all the possibility of using it for heat production through heating bodies, creating a cylindrical tube in the form of an hourglass 10 (figure 2) or an array of more cylindrical tubes 10 (figure 2) depending on the thermal energy which we need, with specific dimensions of Teflon PTFE material or transparent acrylic plastic or other related material. Our tube has a Venturi shape (figure 1).

Το σύστημα μπορεί να εφαρμοστεί είτε σε οποιοδήποτε χώρο είτε σε ήδη υπάρχουσες εγκαταστάσεις όπου δουλεύουν μια ή περισσότερες αντλίες νερού π.χ. Σε αντλιοστάσια όταν θέλουμε να θερμάνουμε διάφορους χώρους που βρίσκονται μέσα στην εγκατάσταση. The system can be applied either in any space or in existing installations where one or more water pumps work, e.g. In pumping stations when we want to heat various spaces inside the installation.

Με την εφαρμογή αυτού του συστήματος που προτείνουμε έχουμε και το σημαντικό πλεονέκτημα ότι μειώνουμε δραστικά την καταστροφή των πτερυγίων της αντλίας μας 1 (σχήμα 2) από το φαινόμενο της σπηλαίωσης εκμεταλλευόμενη τη θερμική ενέργεια που δημιουργείται από αυτό το φαινόμενο. Δε χρειάζεται να καταναλώσουμε επιπλέον ηλεκτρική ή άλλη μορφή ενέργειας για να ζεστάνουμε τους βοηθητικούς χώρους σε ήδη υπάρχουσες εγκαταστάσεις όπου δουλεύουν μια ή περισσότερες αντλίες νερού π.χ συνεργεία - γραφεία - w.c. Απαιτείται μηδενική συντήρηση. By implementing this system we propose, we also have the important advantage of drastically reducing the destruction of the vanes of our pump 1 (figure 2) from the cavitation phenomenon by taking advantage of the thermal energy created by this phenomenon. We do not need to consume additional electricity or other forms of energy to heat the auxiliary spaces in already existing facilities where one or more water pumps work, e.g. workshops - offices - w.c. Zero maintenance required.

Υπόβαθρο της εφεύρεσης. Δύο είναι οι κλάδοι της μηχανικής ρευστών : η στατική των ρευστών που ασχολείται με τα ρευστά σε ισορροπία και η δυναμική των ρευστών με τα ρευστά εν κινήσει. Η Υδροδυναμική είναι ιδιαίτερος κλάδος της Μηχανικής των ρευστών δηλαδή της Υδρομηχανικής και ειδικότερα της Δυναμικής. Σε ένα σωλήνα που η διατομή του δεν είναι παντού ίδια, η ταχύτητα του υγρού μεταβάλλεται (εξίσωση της συνέχειας). Το φαινόμενο Venturi συνίσταται στη μείωση της πίεσης ρευστού που ρέει σε σωλήνα που εμφανίζει στένωση και η λειτουργία του στηρίζεται στον νόμο Bernoulli. Μέσα σ’ ένα σωλήνα με μεταβλητή διάμετρο η εξίσωση του Bernoulli δίνει τη σχέση ανάμεσα στην ταχύτητα, την πίεση και την ανύψωση ενός ρευστού κατά την κίνηση του. Ο όγκος δε του ρευστού που ρέει στη μονάδα του χρόνου σε τυχαίο σημείο του σωλήνα, δίνεται από το γινόμενο της ταχύτητας και της επιφάνειας της διατομής του σωλήνα. Αν το ρευστό είναι ασυμπίεστο, ίσες ποσότητες ρευστού εισρέουν και εκρέουν από το σωλήνα. Επομένως ισχύει η εξίσωση της συνέχειας : A1*V1 = A2*V2 (σχήμα 1) όπου Α1 και Α2 (σχήμα 1) η διατομή και V1 και V2 (σχήμα 1) είναι η ταχύτητα του ρευστού στο σωλήνα διαφορετικής διαμέτρου. Μονάδα μετρήσεως της παροχής του ρευστού είναι το 1m3 /sec. Background of the invention. There are two branches of fluid mechanics: fluid statics which deals with fluids in equilibrium and fluid dynamics with fluids in motion. Hydrodynamics is a special branch of Fluid Mechanics, i.e. Hydromechanics and especially Dynamics. In a pipe whose cross-section is not the same everywhere, the velocity of the liquid changes (equation of continuity). The Venturi effect consists in reducing the pressure of fluid flowing in a narrowing tube and its operation is based on Bernoulli's law. Inside a pipe of variable diameter, Bernoulli's equation gives the relationship between the velocity, pressure and lift of a fluid as it moves. The volume of the fluid that flows per unit of time at a random point in the pipe is given by the product of the velocity and the cross-sectional area of the pipe. If the fluid is incompressible, equal amounts of fluid flow into and out of the pipe. Therefore the continuity equation applies: A1*V1 = A2*V2 (figure 1) where A1 and A2 (figure 1) are the cross-section and V1 and V2 (figure 1) are the velocity of the fluid in the tube of different diameter. Unit of measurement of the fluid supply is 1m3 /sec.

Σπηλαίωση είναι η δημιουργία φυσαλίδων ατμού σε ένα ρέον υγρό στο σημείο όπου η πίεσή του πέφτει χαμηλότερα από την πίεση του ατμού, αναπτύσσοντας μεγάλη θερμοκρασία. Οι δη μιουργούμενες φυσαλίδες μεταβαίνουν από τη φάση της γέννησης τους 6 (σχήμα 2) στη φάση της κατάρρευσής τους 5 (σχήμα 2) όταν βρεθούν στο πεδίο υψηλής πίεσης. Κατά την κατάρρευση της φυσαλίδας σπηλαίωσης 5 (σχήμα 2), δημιουργείται μια αλληλουχία φαινομένων στον πυρήνα της φυσαλίδας που έχει ως αποτέλεσμα την ανάπτυξη υψηλών θερμοκρασιών και πιέσεων καθώς και την εκπομπή φωτός. Cavitation is the formation of vapor bubbles in a flowing liquid at the point where its pressure drops below the vapor pressure, developing a high temperature. The resulting bubbles pass from their birth phase 6 (figure 2) to their collapse phase 5 (figure 2) when they are in the high pressure field. During the collapse of the cavitation bubble 5 (figure 2), a sequence of phenomena is created in the bubble core that results in the development of high temperatures and pressures as well as the emission of light.

Πότε, που και σε ποια έκταση θα έχουμε σπηλαίωση, εξαρτάται από το είδος της φτερωτής της αντλίας μας, και την ταχύτητα με την οποία αυτή θα κινηθεί μέσα στο νερό. Πάντως, όσο πιο λεπτή είναι η φτερωτή τόσο περισσότερες πιθανότητες έχει να μην παρουσιάσει σπηλαίωση. When, where and to what extent we will have cavitation, depends on the type of impeller of our pump, and the speed with which it will move through the water. However, the thinner the impeller, the more likely it is not to show cavitation.

Στο σχήμα 1 : Βλέπουμε μια κάθετη τομή του κυλινδρικού σωλήνα- κλεψύδρας 10 (σχήμα 2) η οποία χωρίζεται σε πέντε τμήματα, το τμήμα Α, το τμήμα Β, το τμήμα Γ, το τμήμα Δ και το τμήμα Ε με διαφορετικές διαμέτρους Α1 και Α2 ανά τμήμα, με διαφορετικές πιέσεις Ρ1 και Ρ2 ανά τμήμα, και διαφορετικές ταχύτητες ροής του νερού νίκαι V2 ανά τμήμα, τις δυο διαφορετικές κλίσεις από το τμήμα Β προς το τμήμα Γ με 25 μοίρες κλίση και από το τμήμα Γ προς το τμήμα Δ με 40 μοίρες κλίση καθώς και την αρνητική πίεση που δέχεται η ροή του νερού στο τμήμα Γ με ύψος h1. In figure 1: We see a vertical section of the cylindrical tube-hourglass 10 (figure 2) which is divided into five sections, section A, section B, section C, section D and section E with different diameters A1 and A2 per section, with different pressures P1 and P2 per section, and different water flow velocities V2 per section, the two different slopes from section B to section C with a 25 degree slope and from section C to section D with a 40 degree slope as well as the negative pressure received by the water flow in section C with height h1.

Στο σχήμα 2: Βλέπουμε σε καθετή τομή τον κυλινδρικό σωλήνα-κλεψύδρα 10 (σχήμα 2) όπου διακρίνεται το υδραυλικό σπείρωμα 7 και 7α (σχήμα 2), το μέγεθος των φυσαλίδων 6 (σχήμα 2) στη φάση της γέννησης τους το μέγεθος των φυσαλίδων 5 (σχήμα 2) στη φάση της κατάρρευσής τους, καθώς και σε πλήρη εικόνα τον κυλινδρικό σωλήνα-κλεψύδρα 10 (σχήμα 2) όπου διακρίνεται με βέλος 11 (σχήμα 2) η είσοδος ροής νερού και με βέλος 12 (σχήμα 2) η έξοδος ροής νερού από τον κυλινδρικό σωλήνα-κλεψύδρα 10 (σχήμα 2). Διακρίνεται επίσης ολοκληρωμένο το σύστημα παραγωγής θερμικής ενέργειας σε πλήρη διάταξη με τη σωστή σειρά σύνδεσης των εξαρτημάτων, από την αντλία ανακυκλοφορίας 1 (σχήμα 2) και την κατάθλιψη 8 (σχήμα 2) στο σημείο σύνδεσης 7 (σχήμα 2) της κλεψύδρας 10 (σχήμα 2), από το σημείο σύνδεσης 7α (σχήμα 2) της κλεψύδρας 10 (σχήμα 2) στον σωλήνα - αγωγό 2 (σχήμα 2), από τον σωλήνα - αγωγό 2 (σχήμα 2) μέσω επιστόμιου 13 (σχήμα 2) στο επάνω μέρος του θερμαντικού σώματος 4 (σχήμα 2), από το κάτω μέρος του θερμαντικού σώματος 4 (σχήμα 2) μέσω επιστόμιου 13 (σχήμα 2) στο σωλήνα - αγωγό 3 (σχήμα 2) και τέλος στην αναρρόφηση 9 (σχήμα 2) της αντλίας ανακυκλοφορίας 1 (σχήμα 2). In figure 2: We see in a vertical section the cylindrical tube-hourglass 10 (figure 2) where the hydraulic thread 7 and 7a can be distinguished (figure 2), the size of the bubbles 6 (figure 2) in the phase of their birth the size of the bubbles 5 (figure 2) in their collapse phase, as well as a full view of the cylindrical tube-hourglass 10 (figure 2) where arrow 11 (figure 2) indicates the water flow inlet and arrow 12 (figure 2) the water flow outlet from the cylindrical tube-hourglass 10 (figure 2). The complete thermal energy production system can also be seen in a complete arrangement with the correct order of connection of the components, from the recirculation pump 1 (figure 2) and the depression 8 (figure 2) to the connection point 7 (figure 2) of the hourglass 10 (figure 2 ), from the connection point 7a (diagram 2) of the hourglass 10 (diagram 2) to the pipe - duct 2 (diagram 2), from the pipe - duct 2 (diagram 2) through the nozzle 13 (diagram 2) on the upper part of the heater body 4 (diagram 2), from the bottom of the heating body 4 (diagram 2) through mouthpiece 13 (diagram 2) to the pipe - duct 3 (diagram 2) and finally to the suction 9 (diagram 2) of the recirculation pump 1 (diagram 2).

Λεπτομερής περιγραφή της προτεινόμενης εφαρμογής: Στην περίπτωση μας λαμβάνοντας υπόψη τα παραπάνω και σύμφωνα με το (σχήμα 1) και (σχήμα 2) δημιουργήσαμε έναν κυλινδρικό σωλήνα 10 (σχήμα 2) με διαφορετικές μεταβλητές διατομές Α1,Α2 (σχήμα 1) με Α1>Α2, που όταν τον τροφοδοτήσουμε με εξαναγκασμένη ροή νερού παρατηρούμε ότι έχουμε διαφορετικές πιέσεις Ρ1,Ρ2 (σχήμα 1) του νερού με Ρ1>Ρ2 και διαφορετικές ταχύτητες V1, V2 (σχήμα 1) με VKV2, φέρει δε την μορφή κλεψύδρας (σχήμα 1) και 10 (σχήμα 2). Μπορούμε εκτός από έναν κυλινδρικό σωλήνα να χρησιμοποιήσουμε και συστοιχία από περισσότερους κυλινδρικούς σωλήνες ανάλογα την ποσότητα νερού και τη θερμική ισχύ που επιθυμούμε. Detailed description of the proposed application: In our case taking into account the above and according to (figure 1) and (figure 2) we created a cylindrical tube 10 (figure 2) with different variable cross-sections A1,A2 (figure 1) with A1>A2 , which when we supply it with a forced flow of water we notice that we have different water pressures P1, P2 (figure 1) with P1>P2 and different speeds V1, V2 (figure 1) with VKV2, and it has the shape of an hourglass (figure 1) and 10 (figure 2). In addition to one cylindrical tube, we can also use an array of several cylindrical tubes depending on the amount of water and the thermal power we want.

Ο κυλινδρικός σωλήνας μορφής Venturi 10 (σχήμα 2) φέρει συγκεκριμένες διαστάσεις, κατασκευασμένος από διάφανο ακρυλικό πλαστικό ώστε να αποφύγουμε τυχόν διαβρώσεις στα τοιχώματα του. Το βασικότερο όμως στοιχείο της συσκευής αυτής, όπως φαίνεται και στην κάθετη τομή του κυλινδρικού σωλήνα μορφής Venturi (σχήμα 1), είναι οι μεταβλητές διατομές στα τμήματα Α,Β,Γ,Δ,Ε (σχήμα 1) που δείχνουν τη διαφορά μεταξύ της αρχικής διατομής του σωλήνα πριν το στένωμα στο τμήμα Α (σχήμα 1), της στενής διατομής στο τμήμα Γ (σχήμα 1) και της τελικής διατομής στο τμήμα Ε (σχήμα 1). Η διαφορά αυτή είναι ανάλογη του τετραγώνου της παροχής. Οι γωνίες κλίσης από το τμήμα Β (σχήμα 2) στο τμήμα Γ (σχήμα 2) του σωλήνα θα πρέπει να είναι 25 μοίρες και από το τμήμα Γ (σχήμα 2) στο τμήμα Δ (σχήμα 2) του σωλήνα θα πρέπει να είναι 40 μοίρες. Έτσι με την κατάλληλη παροχή μπορούμε να πάρουμε την κατάλληλη σχέση. Βλέπουμε στο (σχήμα 1) την μορφή καμπύλης που κάνει η υδραυλική πίεση καθώς και την αρνητική πίεση στην καμπύλη με ύψος hi (σχήμα 1), οπότε ανάλογα με τις χαρακτηριστικές καμπύλες και τον τύπο της αντλίας, χρησιμοποιούμε τον ανάλογο κυλινδρικό σωλήνα (σχήμα 2) ή παράλληλη συστοιχία αυτών. Το συνολικό μήκος του κυλινδρικού σωλήνα 10 (σχήμα 2) από την άκρη του τμήματος Α μέχρι το τέλος του τμήματος Ε (σχήμα 2) και ανάλογα με τον τύπο της αντλίας θα είναι όχι μεγαλύτερο από 35 cm, με συνολική διάμετρο στις 3" ίντσες ή 7,62 cm (το πόσους κυλινδρικούς σωλήνες θα τοποθετήσουμε παράλληλα εξαρτάται από τα χαρακτηριστικά της αντλίας μας 1 (σχήμα 2) και το χώρο που θέλουμε να θερμάνουμε). The cylindrical Venturi 10 tube (figure 2) has specific dimensions, made of transparent acrylic plastic to avoid any corrosion on its walls. But the most basic element of this device, as can be seen in the vertical section of the Venturi-shaped cylindrical tube (figure 1), are the variable cross-sections in sections A, B, C, D, E (figure 1) that show the difference between the original cross-section of the tube before constriction in section A (figure 1), the narrow cross-section in section C (figure 1) and the final cross-section in section E (figure 1). This difference is proportional to the square of the supply. The angles of inclination from section B (figure 2) to section C (figure 2) of the pipe should be 25 degrees and from section C (figure 2) to section D (figure 2) of the pipe should be 40 degrees . So with the proper supply we can get the proper relationship. We see in (figure 1) the shape of the curve that the hydraulic pressure makes as well as the negative pressure in the curve with height hi (figure 1), so depending on the characteristic curves and the type of pump, we use the corresponding cylindrical pipe (figure 2) or parallel array thereof. The total length of the cylindrical tube 10 (figure 2) from the end of section A to the end of section E (figure 2) and depending on the type of pump will be no more than 35 cm, with an overall diameter of 3" inches or 7.62 cm (how many cylindrical pipes we will place in parallel depends on the characteristics of our pump 1 (figure 2) and the space we want to heat).

Τοποθετούμε τον κυλινδρικό σωλήνα 10 (σχήμα 2) σε ένα κοπτικό μηχάνημα -τόρνο ή (σε CNC μέσω συστήματος CAD/CAM) από την μεριά του τμήματος Α (σχήμα 2) όπου εσωτερικά στο κέντρο και καθ' όλο το μήκος του κυλινδρικού σωλήνα γίνεται διάνοιξη μιας οπής με φ17 αρίδα. Εσωτερικά και από το άκρο του τμήματος Α (σχήμα 2) γίνεται διάνοιξη διαμέτρου φ50 μέσω του κοπτικού μηχανήματος σε μήκος 10cm, συνεχίζουμε τη διάνοιξη με κλίση 25°μοίρες από το τμήμα Β (σχήμα 2) στο τμήμα Γ (σχήμα 2) έως ότου συναντήσουμε την οπή με διάμετρο φ17. Περιστρέφουμε τον κυλινδρικό σωλήνα 10 (σχήμα 2) στο κοπτικό μηχάνημα και από την μεριά του τμήματος Ε (σχήμα 2), γίνεται διάνοιξη μέσου του κοπτικού μηχανήματος διαμέτρου φ50 σε μήκος 10 cm, συνεχίζουμε τη διάνοιξη με κλίση 40° μοίρες από το τμήμα Δ (σχήμα 2) στο τμήμα Γ (σχήμα 2) έως ότου συναντήσουμε την οπή με διάμετρο φ17. Το συνολικό μήκος του τμήματος Γ (σχήμα 2) θα πρέπει να είναι μετά την πλήρη διάνοιξη του κυλινδρικού σωλήνα 9,49cm. Εξωτερικά και στα άκρα του τμήματος Α (σχήμα 2) και Ε (σχήμα 2) του κυλινδρικού σωλήνα - κλεψύδρα 10 (σχήμα 2) δημιουργούμε υδραυλικό σπείρωμα 7 και 7α (σχήμα 2) αντίστοιχα με γωνία σπειρώματος 55 μοίρες και 11 σπείρες ανά ίντσα, μέσω μιας φιλιέρας ή μέσω του κοπτικού μηχανήματος. We place the cylindrical tube 10 (figure 2) on a cutting machine - lathe or (on a CNC through a CAD/CAM system) from the side of section A (figure 2) where an opening is made internally in the center and along the entire length of the cylindrical tube of a hole with a φ17 rim. Internally and from the end of section A (diagram 2) an opening of diameter φ50 is made through the cutting machine in a length of 10cm, we continue the opening with an inclination of 25° degrees from section B (diagram 2) to section C (diagram 2) until we meet the hole with a diameter of φ17. We rotate the cylindrical pipe 10 (fig. 2) in the cutting machine and from the side of section E (fig. 2), a hole is made in the middle of the cutting machine with a diameter of φ50 to a length of 10 cm, we continue the hole with an inclination of 40° degrees from the section D ( figure 2) in section C (figure 2) until we meet the hole with a diameter of φ17. The total length of section C (figure 2) should be 9.49cm after the cylinder tube is fully opened. Externally and at the ends of the section A (figure 2) and E (figure 2) of the cylindrical tube - hourglass 10 (figure 2) we create hydraulic threads 7 and 7a (figure 2) respectively with a thread angle of 55 degrees and 11 turns per inch, through of a die or through the cutting machine.

Ο κυλινδρικός σωλήνας - κλεψύδρα 10 (σχήμα 2) μήκους 35 cm είναι τώρα έτοιμος για χρήση. The 35 cm long hourglass tube 10 (figure 2) is now ready for use.

Σε ένα δίκτυο ενός αντλιοστασίου και σε μια ήδη εγκαταστημένη αντλία ανακυκλοφορίας 1 (σχήμα 2) μέσα στον χώρο μας βρίσκουμε την κατάθλιψη 8 (σχήμα 2) της αντλίας 1 (σχήμα 2), κάνοντας λήψη μέρους της ροής του νερού που εξέρχεται από την κατάθλιψη 8 (σχήμα 2) της αντλίας μας 1 (σχήμα 2) (το σημείο εμείς το επιλέγουμε από την κατάθλιψη μέσω επιστομίου), τοποθετούμε βιδώνοντας στο επιστόμιο κατάθλιψης 8 (σχήμα 2) της αντλίας 1 (σχήμα 2) την κλεψύδρα 10 (σχήμα 2) που εμείς δημιουργήσαμε μέσω του υδραυλικού σπειρώματος 7 (σχήμα 2) που διαθέτει στο τμήμα Α (σχήμα 2). Από το άκρο του τμήματος Ε (σχήμα 2) που διαθέτει επίσης υδραυλικό σπείρωμα 7α (σχήμα 2), συνδέουμε ένα σωλήνα - αγωγό 2 (σχήμα 2) με επιστόμιο 13 (σχήμα 2) το επάνω μέρος ενός θερμαντικού σώματος 4 (σχήμα 2) ή (περισσότερων θερμαντικών σωμάτων και σε παράλληλη συνδεσμολογία μεταξύ τους). Από το κάτω μέρος του θερμαντικού σώματος 4 (σχήμα 2) συνδεόμαστε μέσω ενός επιστόμιου 13 (σχήμα 2) και σωλήνα - αγωγού 3 (σχήμα 2) στην αναρρόφηση 9 (σχήμα 2) της αντλίας 1 (σχήμα 2), η διατομή του σωλήνα - αγωγού 2 (σχήμα 2) και 3 (σχήμα 2) εξαρτάται με τον αριθμό θερμαντικών σωμάτων που θέλουμε να θερμάνουμε. Θέτοντας σε λειτουργία την αντλία 1 (σχήμα 2), βλέπουμε ότι το νερό να εισέρχεται στην κλεψύδρα 10 (σχήμα 2) από την κατάθλιψη 8 (σχήμα 2) με μια δυναμική πίεση Ρ1 στο τμήμα Α (σχήμα 2) μπαίνει στο τμήμα Β (σχήμα 2) όπου και δημιουργείται η στένωση του σωλήνα με κλίση 25° μοίρες, εισέρχεται στο τμήμα Γ με πίεση Ρ2 (σχήμα 2) στο οποίο λόγω της στένωσης αρχίζουν να δημιουργούνται φυσαλίδες 6 (σχήμα 2) και το φαινόμενο της σπηλαίωσης. Στο τμήμα Γ (σχήμα 2) λόγω της στένωσης έχουμε πτώση της πίεσης, όσο αυτή η πίεση γίνεται μικρότερη τόσο περισσότερες φυσαλίδες 5 (σχήμα 2) δημιουργούνται και μεγαλώνει το φαινόμενο της σπηλαίωσης. Επίσης όταν η πίεση στο σημείο στένωσης Γ (σχήμα 2) γίνει μικρότερη της ατμοσφαιρικής πίεσης, τότε εισέρχεται και αέρας στην εγκατάσταση. In a network of a pumping station and an already installed recirculation pump 1 (diagram 2) inside our space we find the depression 8 (diagram 2) of the pump 1 (diagram 2), receiving part of the water flow coming out of the depression 8 (figure 2) of our pump 1 (figure 2) (the point we choose from the pressure mouthpiece), we place by screwing on the pressure mouthpiece 8 (figure 2) of pump 1 (figure 2) the hourglass 10 (figure 2) which we created through the hydraulic thread 7 (figure 2) that it has in section A (figure 2). From the end of section E (figure 2) which also has a hydraulic thread 7a (figure 2), we connect a pipe - conduit 2 (figure 2) with a mouthpiece 13 (figure 2) the upper part of a heating body 4 (figure 2) or (of several heaters and in parallel connection between them). From the bottom of the heating body 4 (fig. 2) we connect through a mouthpiece 13 (fig. 2) and pipe - conduit 3 (fig. 2) to the suction 9 (fig. 2) of the pump 1 (fig. 2), the cross section of the pipe - of pipe 2 (figure 2) and 3 (figure 2) depends on the number of heaters we want to heat. By starting the pump 1 (figure 2), we see that the water entering the hourglass 10 (figure 2) from the depression 8 (figure 2) with a dynamic pressure P1 in the section A (figure 2) enters the section B (figure 2) where the narrowing of the pipe is created with an inclination of 25° degrees, it enters section C with pressure P2 (figure 2) in which, due to the narrowing, bubbles 6 (figure 2) and the phenomenon of cavitation begin to be created. In section C (figure 2) due to the narrowing we have a drop in pressure, the lower this pressure becomes the more bubbles 5 (figure 2) are created and the cavitation phenomenon increases. Also, when the pressure at the constriction point C (figure 2) becomes lower than the atmospheric pressure, then air also enters the installation.

Δημιουργούνται εκατομμύρια μικροσκοπικές φυσαλίδες μέσα στο νερό, χάρη στα θετικά και αρνητικά κύματα πίεσης. Οι φυσαλίδες στην αρχή υπόκεινται σε κύματα εναλλασσόμενης πίεσης έχουν ελάχιστο μέγεθος περίπου d=0,10pm 6 (σχήμα 2) και συνεχίζουν να αυξάνονται μέχρι να φτάσουν σε ένα συγκεκριμένο μέγεθος περίπου d=50μm 5 (σχήμα 2), (1 centimeter [cm] = 10000 micron [μm]). Λίγο πριν την κατάρρευση τους στο τμήμα Δ (σχήμα 2) και Ε (σχήμα 2) έχει συγκεντρωθεί μια πολύ μεγάλη ποσότητα ενέργειας μέσα στην ίδια τη φυσαλίδα. Από το τμήμα Γ (σχήμα 2) η φυσαλίδα περνάει με κλίση 40° μοίρες στο τμήμα Δ (σχήμα 2) και στην συνέχεια στο τμήμα Ε (σχήμα 2) του σωλήνα όπου και δημιουργείται υψηλή κατάρρευση της φυσαλίδας. Κατά τη κατάρρευση της φυσαλίδας σπηλαίωσης 5 (σχήμα 2), δημιουργείται μια αλληλουχία εκρήξεων στον πυρήνα της που έχει ως αποτέλεσμα την ανάπτυξη υψηλών θερμοκρασιών με αποτέλεσμα τη θέρμανση και το νερό αρχίζει να βράζει γιατί επέρχεται η έκρηξη των φυσαλίδων ατμού. Οι φυσαλίδες και ο βρασμός διατηρούνται όσο διατηρείται η ροή του νερού μέσα στην κλεψύδρα 10 (σχήμα 2). Η θερμοκρασία μέσα σε μια φυσαλίδα σπηλαίωσης μπορεί να είναι εξαιρετικά υψηλή μέχρι και 3.000 °C, με πίεση που φτάνει μέχρι τα 10.000 PSI. Millions of tiny bubbles are created in the water, thanks to the positive and negative pressure waves. Bubbles initially subjected to alternating pressure waves have a minimum size of about d=0.10pm 6 (figure 2) and continue to grow until they reach a certain size of about d=50μm 5 (figure 2), (1 centimeter [cm] = 10000 microns [μm]). Just before their collapse in section D (figure 2) and E (figure 2) a very large amount of energy has been collected within the bubble itself. From section C (figure 2) the bubble passes with an inclination of 40° degrees to section D (figure 2) and then to section E (figure 2) of the pipe where a high collapse of the bubble is created. During the collapse of the cavitation bubble 5 (figure 2), a sequence of explosions is created in its core which results in the development of high temperatures resulting in heating and the water begins to boil because the explosion of the steam bubbles occurs. Bubbles and boiling are maintained as long as water flow is maintained within the hourglass 10 (Figure 2). The temperature inside a cavitation bubble can be extremely high up to 3,000 °C, with pressure as high as 10,000 PSI.

Κατά τη κατάρρευσή τους οι φυσαλίδες θα αποδεσμεύσουν την ενέργεια που χρειάστηκε για να δημιουργηθούν με τη μορφή μεγάλης ποσότητας θερμότητας. Αυτή η μετάλλαξη των φυσαλίδων απελευθερώνει ενέργεια που έχει σαν αποτέλεσμα τη θέρμανση του νερού που περνά στην είσοδο του θερμαντικού σώματος 4 (σχήμα 2) που θέλουμε να ζεστάνουμε. Τοποθετώντας τον κυλινδρικό μας σωλήνα 10 (σχήμα 2) σε σειρά με την κατάθλιψη 8 (σχήμα 2) της αντλίας νερού 1 (σχήμα 2) ή παράλληλα σε ήδη εγκατεστημένο δίκτυο ανακυκλοφορίας νερού σε ένα αντλιοστάσιο από κάποιο επιστόμιο μιας αντλίας ανακυκλοφορίας 1 (σχήμα 2) με κατεύθυνση από την κατάθλιψη 8 (σχήμα 2) προς την αναρρόφηση 9 (σχήμα 2) και βάζοντας ένα ή περισσότερα θερμαντικά σώματα 4 (σχήμα 2) μετά την κλεψύδρα 10 (σχήμα 2) έχουμε παραγωγή θερμότητας και μάλιστα σημαντική, φτάνοντας περίπου σε απόδοση 1 προς 1,1 της ενέργειας που δίνουμε. Για παράδειγμα εάν δώσουμε 1 Kw ηλεκτρική ενέργεια θα πάρουμε μέχρι και 1,1 Kw θερμαντική ενέργεια (Watt = Joule/sec). As they collapse the bubbles will release the energy it took to create them in the form of a large amount of heat. This mutation of the bubbles releases energy that has the effect of heating the water that passes to the entrance of the heating body 4 (figure 2) that we want to heat. Placing our cylindrical pipe 10 (figure 2) in series with the discharge 8 (figure 2) of the water pump 1 (figure 2) or in parallel to an already installed water recirculation network in a pumping station from a nozzle of a recirculation pump 1 (figure 2) in the direction from the depression 8 (figure 2) to the suction 9 (figure 2) and putting one or more heating bodies 4 (figure 2) after the hourglass 10 (figure 2) we have heat production and in fact significant, reaching approximately an efficiency of 1 to 1.1 of the energy we give. For example if we give 1 Kw of electricity we will get up to 1.1 Kw of heating energy (Watt = Joule/sec).

Η συνεχής επανακυκλοφορία του νερού το λεγόμενο loop, δημιουργεί τη θέρμανση που επιθυμούμε. Η επιθυμητή θερμοκρασία που θέλουμε στο χώρο μας ελέγχεται μέσω θερμοστάτη χώρου και μιας ηλεκτροβάνας νερού που τοποθετείται πριν το θερμαντικό σώμα 4 (σχήμα 2). The continuous recirculation of water, the so-called loop, creates the heating we desire. The desired temperature we want in our space is controlled through a room thermostat and an electric water valve placed before the radiator 4 (figure 2).

Με το συνδυασμό πίεσης, θερμοκρασίας και ταχύτητας, εξαιτίας του πολύ μικρού μεγέθους και της σχετικά μεγάλης ενέργειας, μπορεί να έχουμε απώλεια νερού για αυτό βάζουμε στο κλειστό κύκλωμα μας και ένα δοχείο διαστολής. With the combination of pressure, temperature and speed, due to the very small size and the relatively high energy, we may have a loss of water, so we put an expansion tank in our closed circuit.

Η συσκευή μας μπορεί να εφαρμοστεί σε ήδη υπάρχουσες εγκαταστάσεις όπου δουλεύουν συστήματα με μια ή περισσότερες αντλίες νερού π.χ αντλιοστάσια όπου θα θέλαμε να θερμάνουμε διάφορους βοηθητικούς χώρους που βρίσκονται στην εγκατάσταση, αλλά και μεμονωμένα σε άλλους χώρους που εμείς επιθυμούμε. Our device can be applied to already existing installations where systems with one or more water pumps work, for example pumping stations where we would like to heat various auxiliary spaces located in the installation, but also individually in other spaces that we wish.

Claims (3)

ΑξιώσειςClaims 1. Σύστημα παραγωγής θερμικής ενέργειας μέσω φαινομένου σπηλαίωσης από μια συσκευή που τοποθετημένη σε αντλία ανακυκλοφορίας νερού 1 (σχήμα 2), μετατρέπει την κινητική ενέργεια σε θερμική, χαρακτηριζόμενη από ότι αποτελείται από κυλινδρικό σωλήνα που φέρει μορφή κλεψύδρας 10 (σχήμα 2) ή συστοιχία από περισσότερους κυλινδρικούς σωλήνες, είναι διάτρητος σε σχήμα Venturi (σχήμα 1), φέρει συγκεκριμένες εσωτερικές διαστάσεις, ανάλογα με τον τύπο της αντλίας 1 (σχήμα 2) και τις χαρακτηριστικές καμπύλες αυτής παίρνουμε και την ανάλογη θερμική ενέργεια, ο κυλινδρικός σωλήνας - κλεψύδρα 10 (σχήμα 2) φέρει διαφορετικές γωνίες κλίσης από το τμήμα Β στο τμήμα Γ (σχήμα 2) και από το τμήμα Γ στο τμήμα Δ (σχήμα 2), είναι κατασκευασμένος από υλικό Teflon PTFE ή διάφανο ανθεκτικό ακρυλικό πλαστικό ή άλλο συναφές υλικό, εξωτερικά στα άκρα του τμήματος Α και Ε (σχήμα2) φέρει υδραυλικό πάσο 7 και 7α (σχήμα 2) αντίστοιχα.1. Thermal energy production system through a cavitation effect from a device mounted on a water recirculation pump 1 (figure 2), converts kinetic energy into thermal energy, characterized by being composed of a cylindrical tube having the shape of an hourglass 10 (figure 2) or an array of several cylindrical tubes, it is perforated in a Venturi shape (figure 1), it has specific internal dimensions, depending on the type of pump 1 (figure 2) and its characteristic curves we get the corresponding thermal energy, the cylindrical tube - hourglass 10 (figure 2) has different angles of inclination from section B to section C (figure 2) and from section C to section D (figure 2), is made of Teflon PTFE material or transparent durable acrylic plastic or other related material, externally at its ends of section A and E (figure 2) has a hydraulic pass 7 and 7a (figure 2) respectively. 2. Σύμφωνα με την αξίωση 1 μπορεί ο σωλήνας - κλεψύδρα 10 (σχήμα 2) να φέρει εξωτερικά και άλλη μορφή πέραν της κυλινδρικής, να έχει διαφορετικές διαστάσεις και να είναι κατασκευασμένος από οποιοδήποτε άλλο υλικό που αντέχει στη διάβρωση.2. According to claim 1, the hourglass tube 10 (figure 2) can have an external shape other than the cylindrical one, have different dimensions and be made of any other corrosion-resistant material. 3. Σύμφωνα με την αξίωση 1 πέραν του ενός κυλινδρικού σωλήνα -κλεψύδρα 10 (σχήμα 2) μπορεί να τοποθετηθεί και συστοιχία κυλινδρικών σωλήνων - κλεψύδρων 10 (σχήμα 2) παράλληλα συνδεδεμένες μεταξύ τους, το προτεινόμενο σύστημα (σχήμα 2) μπορεί να εφαρμοστεί για θέρμανση σε ήδη υπάρχουσες εγκαταστάσεις όπου δουλεύουν μια ή περισσότερες αντλίες νερού 1 (σχήμα 2) ή και μεμονωμένα σε άλλους χώρους.3. According to claim 1, in addition to one cylindrical tube - hourglass 10 (figure 2) an array of cylindrical tubes - hourglasses 10 (figure 2) connected in parallel can be placed, the proposed system (figure 2) can be applied for heating in already existing facilities where one or more water pumps 1 (figure 2) work or individually in other areas.
GR20180100045A 2018-02-09 2018-02-09 Thermal energy generation via the cavitation effect GR1009535B (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GR20180100045A GR1009535B (en) 2018-02-09 2018-02-09 Thermal energy generation via the cavitation effect

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GR20180100045A GR1009535B (en) 2018-02-09 2018-02-09 Thermal energy generation via the cavitation effect

Publications (1)

Publication Number Publication Date
GR1009535B true GR1009535B (en) 2019-05-31

Family

ID=67989182

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
GR20180100045A GR1009535B (en) 2018-02-09 2018-02-09 Thermal energy generation via the cavitation effect

Country Status (1)

Country Link
GR (1) GR1009535B (en)

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB211287A (en) * 1922-12-15 1924-02-21 John Henry Adlam Improvements in or relating to hot-water heating-installations
GB1274514A (en) * 1969-06-14 1972-05-17 Harry Williamson Improvements in central heating systems
US4471907A (en) * 1979-06-01 1984-09-18 Amtrol Inc. Venturi pressurizer for incompressible-liquid circulating systems
US5111660A (en) * 1991-03-11 1992-05-12 Ford Motor Company Parallel flow electronically variable orifice for variable assist power steering system
WO1999031441A1 (en) * 1997-12-15 1999-06-24 Jandy Industries, Inc. Venturi apparatus for flow control
US20020118794A1 (en) * 2000-12-21 2002-08-29 Mccarthy Joseph H. Method and system for cooling heat-generating component in a closed-loop system
US20020121105A1 (en) * 2000-12-21 2002-09-05 Mccarthy Joseph H. Method and system for cooling heat-generating component in a closed-loop system
US20040022362A1 (en) * 2000-12-21 2004-02-05 Mccarthy Joseph H. Method and system for cooling heat-generating component in a closed-loop system
US20060140346A1 (en) * 2000-12-21 2006-06-29 Mccarthy Joseph H Jr Method and system for cooling heat-generating component in a closed-loop system
US20060280292A1 (en) * 2000-12-21 2006-12-14 Tark, Inc. Method and system for cooling heat-generating component in a closed-loop system

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB211287A (en) * 1922-12-15 1924-02-21 John Henry Adlam Improvements in or relating to hot-water heating-installations
GB1274514A (en) * 1969-06-14 1972-05-17 Harry Williamson Improvements in central heating systems
US4471907A (en) * 1979-06-01 1984-09-18 Amtrol Inc. Venturi pressurizer for incompressible-liquid circulating systems
US5111660A (en) * 1991-03-11 1992-05-12 Ford Motor Company Parallel flow electronically variable orifice for variable assist power steering system
WO1999031441A1 (en) * 1997-12-15 1999-06-24 Jandy Industries, Inc. Venturi apparatus for flow control
US20020118794A1 (en) * 2000-12-21 2002-08-29 Mccarthy Joseph H. Method and system for cooling heat-generating component in a closed-loop system
US20020121105A1 (en) * 2000-12-21 2002-09-05 Mccarthy Joseph H. Method and system for cooling heat-generating component in a closed-loop system
US20040022362A1 (en) * 2000-12-21 2004-02-05 Mccarthy Joseph H. Method and system for cooling heat-generating component in a closed-loop system
US20060140346A1 (en) * 2000-12-21 2006-06-29 Mccarthy Joseph H Jr Method and system for cooling heat-generating component in a closed-loop system
US20060280292A1 (en) * 2000-12-21 2006-12-14 Tark, Inc. Method and system for cooling heat-generating component in a closed-loop system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Waghole et al. Experimental investigations on heat transfer and friction factor of silver nanofliud in absorber/receiver of parabolic trough collector with twisted tape inserts
Khetib et al. Influence of using innovative turbulators on the exergy and energy efficacy of flat plate solar collector with DWCNTs-TiO2/water nanofluid
Şahin et al. Investigation of heat transfer enhancement in a new type heat exchanger using solar parabolic trough systems
Diwan et al. Heat transfer enhancement in absorber tube of parabolic trough concentrators using wire-coils inserts
El Jery et al. Numerical simulation and artificial neural network prediction of hydrodynamic and heat transfer in a geothermal heat exchanger to obtain the optimal diameter of tubes with the lowest entropy using water and Al2O3/water nanofluid
CN104828884A (en) Multilayer nested cavitator capable of forming large-range cavitation
Kumar et al. Designing of low cost solar air heater equipped with roughness of streamlined cross-section
RU2019129723A (en) LOCAL HEAT CONSUMPTION UNIT AND LOCAL HEAT GENERATING UNIT FOR DISTRICT HEAT DISTRIBUTION SYSTEM
JP6815039B2 (en) Heat exchanger
NO125510B (en)
GR1009535B (en) Thermal energy generation via the cavitation effect
Khetib et al. Effect of nanoparticles shape on turbulent nanofluids flow within a solar collector by using hexagonal cross-section tubes
Liu et al. Heat‐transfer characteristics of polymer hollow fiber heat exchanger for vaporization application
Kushchev et al. Intensity enhancement of heat exchange in shell-tube heat exchangers with smooth pipes
Napitupulu et al. Design and fabrication of shell and tube heat exchanger with one pass shell and two pass tube as a water heater with hot sulfur water
CN110701592A (en) Multistage pipeline type hysteresis thermal effect thermodynamic generation method and generator
Kupper et al. Combined free and forced convection in a horizontal tube under uniform heat flux
Sitranon et al. Parametric consideration of a thermal water pump and application for agriculture
RU2780439C1 (en) Solar heating and hot water system
Enayatollahi et al. Development of a wastewater heat recovery unit for residential buildings in New Zealand
Jung et al. Heat transfer on grooved high density poly ethylene tube for surface water source heat pump
Boikaego et al. Heat transfer enhancement in solar water heater
RU2568032C1 (en) Steam generating plant
CN216159019U (en) Intelligent heat storage and heat storage steam system
RU2188336C1 (en) Gravitational plant

Legal Events

Date Code Title Description
PG Patent granted

Effective date: 20190620