[发明专利]使流体变热的方法和体现该方法的装置

说明书

发明背景

本发明涉及到除作为燃烧的结果以外的产生和利用热的方法，以及藉助于机械作用处置流体而使之变热的方法和装置。

在技术领域中通常认为，流体变热的效应是一些作用力引起的机械作用的必然的或伴随的结果。这些作用力尤其如，在与装载工具接触时产生的摩擦力，在流体紊流流动期间产生的内摩擦力，以及流体急剧滞止或发生涡凹期间产生的作用力。在这些情况下，使流体变热所消耗的能量，被认为是自然能损失。

在技术领域中也已众所周知的是，流体变热效应是声波或超声波范围内机械振动的结果，这种结果是考虑到的，但并非以寻求加热为目的。在此情况下，使流体变热所消耗的能量也被传统地认作为自然能损失。尤其是，从技术状况而言(弗·埃·别格勒[V.I.Bigler]等所著的“在流体多孔发声型装置中某些材料的分散现象”一文，发表在由“冶金”出版社于1997年发行的莫斯科钢铁和合金研究院论文集第90卷第73-76页，该论文集的刊名为“超声波在冶金中的应用”)在通常称之为流体动力学多孔发声型装置中的流体快速变热效应是已知的。此种装置包括一个运转轮，它具有一个带有输入开孔的空间，该入口开孔用于供应流体，它还具有一系列沿着圆周线等距离分布的出口开孔，这些出口开孔被设置在具有锥形外表面的运转轮外周壁中，该装置还包括具有一个空间的定子，它带有一个用于流体流出的排放开孔，和沿着圆周线等距离分布的一系列入口开孔，这些入口开孔被设置在与运转轮相邻而与之有较小间隙的定子壁中，运转轮和定子的一系列开孔都位于相同的旋转平面中。在运转轮旋转过程中，从运转轮的出口开孔流向定子的入口开孔的流体，受到具有固定频率的强制机械振荡的作用，机械振荡的固定频率取决于运转轮的旋转频率和其出口开孔的个数。在上述论文所给定的情况下，采取在流体中激发所说的振荡，其目的仅在于使流体中包含的材料分散。虽然如此，论文的作者们还是注意到了流体反常地很快变热这一事实。对此现象，他们解释为是由于在流体从运转轮的空间泄入定子空间的过程中增大了流体的阻力，而并未对此现象的定量方面予以重视。

现有技术也已知一种藉助机械振荡处置液体使之变热的方法(国际专利申请号：PCT/RU92/00194，1992)，包括“把要被处置的流体提供到旋转的运转轮的空间中；促使流体随着运转轮一起旋转；使流体通过设置在运转轮外周圆筒形表面上的一系列出口开孔，从运转轮的空间排出；使流体通过至少一个入口开孔流入定子空间，入口开孔被设置在与运转轮的外周圆筒形表面相邻而与之有极小间隙的定子同轴表面中；由此，实现了对流体流的周期性的、不连续的干扰，并在流体流中激发起机械振荡。正如已被作者们确定的那样，这样处置被输送到定子空间中的流体的结果，是使流体变热到大大超过用流体压力损失总量可以解释变热的程度。但是，这些初步显露出的非正常的流体变热的效果既不足以，也不能稳定地确保能把它成功地应用于实际用途。其原因在于对工艺参数的选择不正确，即对运转轮旋转频率，以及它与运转轮出口开孔的数目和形状尺寸的相互关系等参数的选择不正确。

考虑到上述这些情况，本发明的发明人按照美国专利申请号08/218620(1994年3月申请)，创立了较早的改进了的用于使流体变热的方法和装置。按照该专利申请，该方法包括：把要被处置的流体提供到旋转的运转轮空间中；促使被处置的流体与运转轮一起旋转；通过设置在运转轮外周圆筒形表面上的一系列出口开孔，把流体从运转轮的空间中排出；使流体通过至少一个入口开孔进入定子空间中，入口开孔设置在邻近运转轮外周圆筒形表面并与之有极小间距的定子同轴表面上；由此，实现了对流体流的周期性的、不连续的干扰，并在其中激发起机械振荡。按照该可利用的信息，首次试图用数字方式表达流体沿着具有确定半径的圆周线运动的直线速率和该半径之间的从属关系，如下列经验公式所示：

RV²＝253.264(米³/秒²)

体现所描述的使流体变热方法的装置，包括装有一根在轴承中旋转的轴的转子；一个与轴连接的运转轮，它被做成如同一个具有外周环形壁的圆盘，该环形壁有圆筒形的内、外表面，在其中设置有一系列用于流体通过的开孔，这些开孔沿着圆周线等距离分布；一个容纳着运转轮的定子，所说的定子具有一个用于提供流体的输入开孔和一个用于排出流体的排放孔，所说的定子还具有两个同轴壁，它们邻近运转轮的外周环形壁，在其两侧留有极小的间隙；在定子的两个同轴壁中都至少设置有一个用作流体通道的开孔，这些开孔处在运转轮的一系列开孔的所在平面中。