专利名称：能量转换的方法及实现该方法的涡流管的制作方法
技术领域：
本发明涉及电力工业，并可被用于生产热能和电能和用于改变液流或气流的温度。
背景技术：
法国工程师J.Ranke使用涡流管转换和提取能量的方法已广为人知。最初，涡流管被用以将气流分成热和冷射流。经典的Ranke涡流管[1；2，第108页]包含在其一端具有旋流器的圆柱形管和阻隔装置，该旋流器被连接到管壳的一个端侧，而在其另一个端侧(冷部件)具有一隔板，该阻隔装置是位于相对于旋流器一侧(热部件)的锥形中的调节锥。压缩气体通过旋流器被切向送入该管中，并在涡流中被分成低温(中心)部分和高温(周边)部分，低温气流通过隔板离开该管，而高温气流通过管内表面和调节锥之间的环状间隙离开。
随后，提高Ranke涡流管效率的工作集中在优化结构元件的参数，例如，通过锥形管壳的使用[3]、通过空间关系的优化[4]、通过引入能组织和保持层流和湍流形式的流分离元件[5]、通过元件间的关系-例如通过将热流连接到流出的冷流[6]。
应用已知构造的Ranke气体涡流管效率不够高，特别是因为没有使用在涡流运动过程中产生的加载微粒的运动能量和不同流分割的热动力学参数间的关系的特性。
再后来，在Ranke涡流管中完成了液体分流(特别是水)，但它也还没有分成冷射流和热射流，而只有分成冷液流和暖液流[2，第171页]。用于这样一种对水加热的分流的最简单的涡流管包含在其一端具有旋流器的管壳，该旋流器被连接到管壳的一个端侧[7]。
在这样的管中水加热的效率-当根据经典的热力学定律计算时-超过100％，在管中放置矫正隔断(straightening break)-特别是径向肋-导致效率提高150-200％。此外，额外能量的产生(在实际中已获得证明)可通过冷核合成反应(例如作为气穴现象的结果而产生)，通过涡流运动辐射解释，换句话说，通过将水的内能(分子间相关能量以及核间、核内和核外相关能量)转换成热能[2，第193页]解释。在已知的Ranke涡流管的应用中，加载微粒的运动能量，即作为上述反应的结果而产生的能量，还未被使用。此外，在不同的流动断面中热力学参数关系的特性应用还不充分，尽管已注意到通过提高流出水的温度达到60℃以上[2，第166页](外部加热)，涡流管作用的效率提高。
发明内容
本发明所公开的技术目的是提高应用Ranke效应的涡流管的运转效率，并拓展其功能范围-用它生产电能。
第一个方法是根据Ranke效应从在涡流管内部流动的液流或气流转换能量，它通过另外加热涡流管热部件的液体或气体实现，由此这样加热的效果使温度比初始液体或气体的温度高一些。
推荐通过电点火脉冲放电的方式产生一些额外的热量，例如在阻隔装置和涡流管热部件的内表面之间的间隙中，因此在热流中。加热阻隔装置本身也是可能的。
第二个方法是获得某些额外的电能，该电能是从设置在用绝缘材料制造的涡流管壳上的电磁绕组得到，推荐使涡流管壳与地面分离。
可用激光-优选为UV区域激光-照射液流或气流，推荐使激光束沿涡流管轴从冷部件指向热部件。
通过混合使用两种方法可获得最佳结果通过管壳绕组产生的电能进行另外加热。
用于这种方法的涡流管包含在其一端具有旋流器的管壳，该旋流器被连接到管壳的一个端侧，该管壳不接地且是用具有静电特性的不导电材料制造的。
管壳可被制成横断面为回转抛物面的形状，从旋流器连接侧开始变大。
推荐使管壳垂直定位，而旋流器连接侧向下方设置。推荐使用电介质渗透系数大于涡流管所用的液体或气体的管壳材料。
另一个旋流器端侧可具有隔板，其轴向与管壳一致且其直径开口小于管壳内径。可在管壳外边缘的旋流器侧上另外设置光量子发生器，其光束传播轴与管壳轴一致。推荐使用UV区域光量子发生器，推荐至少在管壳内表面或其一部分使用具有反射由光量子发生器产生的光束的能力的材料。
管壳内表面或其一部分可具有电介质渗透系数大于涡流管所用的流动液体或气体的涂层，在此推荐使用由segneto-electric材料制成的涂层。
至少一个用电介质渗透系数大于涡流管所用的液体或气体的绝缘材料制造的边缘开放的内管，可被同轴设置在管壳的内部并与管壳内壁隔开一段空隙，且内管长度应该比管壳长度短。
内管可用具有磁特性的绝缘材料制造，并使磁力方向与其管轴方向一致。
阻隔装置可被设置在管壳的内部与旋流器相对的一端，它可能是，例如，装配间隙(gap-mounted)调节锥，经特别打孔和/或具有凹入的表面，其轴与管壳和它的朝向旋流器的顶点有关。
推荐使电磁绕组设置在管壳上。
阻隔装置可具有加热器，优选为电加热器。
此外，推荐构造一加热器，它包含至少一对电极，其中之一被设置在阻隔装置上，而另一个被对应地设置在管壳上。可能设置数对电极，使其工作部件位于阻隔装置(调节锥)和管壳内表面之间的间隙中，推荐使电加热器电性连接到电磁绕组上。加热器也可以是非电的，因此它包括燃烧液体或气体燃料的燃烧器，使该燃烧器的喷嘴指向阻隔装置锥腔的内部。
本发明通过热电水发电机图进行说明。
图1为圆柱形热电发电机的基本外观图(箭头表示水流方向)。
图2为圆柱形热电发电机中部的截面图。
图3为锥形热电发电机的基本外观图。
具体实施例方式
本发明将参照根据Gritskevich涡流管的热电水发电机的实施例进行说明。
如图1所示，垂直放置的圆柱形热电发电机包含具有冷部件的管壳1，该冷部件通过一喷射口3转换到蜗形的旋流器2和具有开口4的隔板。热部件包含出口喷嘴5、具有轴调节装置7的调节锥6和在管壳1和调节锥6之间沿间隙的圆周水平伸展的一对电极8。管壳1内部用一薄层的钛酸钡(TiBa)涂覆，而外部具有电磁绕组10。管壳1、蜗形旋流器2、调节锥6和喷嘴3和5用塑料制造且与地面分离。
通过喷嘴3进入冷部件的冷水流在管壳1中通过蜗形旋流器2产生的涡流运动被分成暖(中心)和热(周边)部分，在进行旋转的同时，适应内层9的水流的热的部分向管壳1的热部件移动并通过管壳边缘1和锥6之间的环状间隙流出。而从调节锥6反射的水流的温的部分在旋转的同时向开口4移动并通过它流出。在被部分电离(通过与内层9的摩擦和通过冷核合成的气穴现象过程)后，通过电极8的高压放电水被进一步电离，对水的另外加热也通过这些放电进行。
通过绕组10中的电磁诱生产生电能，绕组10产生的电能的一部分被用于在电极8之间产生放电。为改善水流的温和热的部分的分流及提高水的电离率，如图2所示可在管壳1内设置一塑料内管11，塑料必须具有磁特性，管11的磁力方向必须指向其轴方向，这使得在热电发电机运转过程中管11精确居中。
图3显示锥形热电发电机装置(电磁绕组未显示)的实施例，其构造和细节与上述的圆柱形热电发电机的构造相似。
锥形热电发电机也是垂直放置，并包含具有冷部件的锥形的管壳12，该冷部件转换到构成切向进料喷嘴13的旋流器，具有开口14的隔板和UV区域光量子发生器(未显示)。热部件包含调节锥15。管壳12内表面和调节锥15外部锥形表面由抛物线构成。锥形热电发电机运行方式类似于上述的圆柱形热电发电机，只是在热部件中没有另外加热，同时通过开口14的UV区域激光束提供附加的水电离作用。
参考文献1.专利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.证书SU 1304526，19764.专利US 327728，19945.专利申请RU 5067921，公布日期1995年1月9日6.专利申请RU 95110338，公布日期1997年6月20日7.专利RU 2045715，1995(原型)
权利要求
1.根据Ranke效应从涡流管中的流动的液流或气流转换能量的方法，其中对涡流管的热部件中的液体或气体进行另外加热。
2.如权利要求1所述的方法，其中对阻隔装置进行另外加热。
3.如权利要求1所述的方法，其中另外加热是通过电点火脉冲放电进行。
4.如权利要求3所述的方法，其中所说的电点火脉冲放电是在阻隔装置和涡流管中热部件的内表面之间的间隙中产生的。
5.根据Ranke效应从涡流管中的流动的液流或气流转换能量的方法，其中额外的电能从设置在用绝缘材料制造的涡流管壳上的电磁绕组得到。
6.如权利要求5所述的方法，其中该管壳与地面分离。
7.如权利要求5所述的方法，其中该液流或气流用激光照射。
8.如权利要求5所述的方法，其中该液流用UV区域的激光束照射。
9.如权利要求8所述的方法，其中该激光束沿涡流管轴定向。
10.如权利要求9所述的方法，其中该激光束从涡流管冷部件指向其热部件。
11.如权利要求1和5所述的方法，其中另外加热是通过从管壳电磁绕组得到的电力进行。
12.包含在其一端具有旋流器的管壳的涡流管，该旋流器通过它的一边侧面连接到管壳上，其中该管壳不接地且是用不导电的具有静电特性的材料制造的。
13.如权利要求12所述的涡流管，其中该管壳被制成旋转的抛物面形，该抛物面形的横截面从旋流器连接侧开始变大。
14.如权利要求12所述的涡流管，其中当旋流器连接侧被设置向下时该管壳垂直定位。
15.如权利要求12所述的涡流管，其中该管壳的材料具有比涡流管所用的液体或气体大的电介质渗透系数。
16.如权利要求12所述的涡流管，其中旋流器的相对侧包含一隔板，该隔板的轴向与管壳一致且其直径开口小于管壳的内径。
17.如权利要求12所述的涡流管，其中管壳的内表面或其一部分具有涂层，该涂层具有比涡流管所用的液体或气体大的电介质渗透系数。
18.如权利要求12所述的涡流管，其中至少一个用电介质渗透系数大于涡流管所用的液体或气体的绝缘材料制造的边缘开放的内管，被同轴设置在管壳的内部并与管壳内壁隔开一段空隙，且内管长度应该比管壳长度短。
19.如权利要求12所述的涡流管，其中该阻隔装置被设置在管壳的内部与旋流器相对的一端。
20.如权利要求12所述的涡流管，其中该电磁绕组被设置在管壳上。
21.如权利要求16所述的涡流管，其中所说的涡流管在管壳外边缘的旋流器侧上另外包含光量子发生器，其光束传播轴与管壳轴一致。
22.如权利要求17所述的涡流管，其中segneto-electric材料被用作涂层。
23.如权利要求18所述的涡流管，其中内管是用不导电的具有磁特性的材料制造的，且使磁力方向与其管轴方向一致。
24.如权利要求19所述的涡流管，其中该阻隔装置被制作成装配间隙调节锥，其轴与管壳和它的朝向旋流器的顶点有关。
25.如权利要求19所述的涡流管，其中该阻隔装置配备有加热器。
26.如权利要求21所述的涡流管，其中使用的是UV区域的光量子发生器。
27.如权利要求21所述的涡流管，其中至少管壳内表面或其一部分的材料具有反射由光量子发生器产生的光束的能力。
28.如权利要求24所述的涡流管，其中该调节锥被打孔。
29.如权利要求24所述的涡流管，其中该调节锥表面是凹的。
30.如权利要求25所述的涡流管，其中该阻隔装置配备有电加热器。
31.如权利要求30所述的涡流管，其中该加热器是由至少一对电极制成的，其中一个电极被设置在阻隔装置上，而另一个被设置在管壳上相对的位置。
32.如权利要求20和30所述的涡流管，其中该加热器被电性连接到电磁绕组上。
33.如权利要求25和28所述的涡流管，其中该加热器包含用于燃烧液体或气体燃料的燃烧器，且使燃烧器的喷嘴指向锥腔的内部。
34.如权利要求24和31所述的涡流管，其中所说的涡流管包含数对其工作部件位于调节锥和管壳内表面之间的间隙中的电极。
全文摘要
本发明涉及电力工业，并可被用于生产热能和电能和用于测量液流或气流的温度。本发明的目的是在Ranke效应的基础上提高涡流管的性能并拓展其功能以产生电能。本发明的方法是应用Ranke效应转换涡流管中的流动的液流或气流的能量，该方法通过另外加热涡流管热部件中的液体或气体和/或从设置在涡流管壳(1)上的绕组(10)产生额外的电能而实现，所说的管壳用绝缘材料制造。本发明的实现所说的方法的涡流管包括在其端侧具有一旋流器(3)的管壳(1)。尽管如此，所说的管壳不接地且是用不导电的具静电特性的材料制造的。
文档编号H02N3/00GK1491338SQ01822792
公开日2004年4月21日 申请日期2001年11月22日 优先权日2001年2月21日
发明者奥列格·维亚切斯拉沃维奇·格里茨科维奇, 鲍里斯·奥列格维奇·格里茨科维奇, 维克托·瓦西里耶维奇·伊里因, 斯坦尼斯拉夫·阿法那西耶维奇·里森亚克, 奥列格维奇 格里茨科维奇, 瓦西里耶维奇 伊里因, 奥列格 维亚切斯拉沃维奇 格里茨科维奇, 斯拉夫 阿法那西耶维奇 里森亚克 申请人:辛托斯系统公司