Вихровий генератор своїми руками креслення та схеми. Вихровий теплогенератор. Статичний кавітаційний теплогенератор

Для опалення приміщень або нагрівання рідин найчастіше застосовуються класичні пристрої – тени, камери згоряння, нитки розжарювання тощо. Але поряд з ними використовуються пристрої з іншим типом впливу на теплоносій. До таких пристроїв належить кавітаційний теплогенераторробота якого полягає у формуванні бульбашок газу, за рахунок яких і виникає виділення тепла.

Пристрій та принцип роботи

Принцип дії кавітаційного теплогенератора полягає в ефекті нагрівання за рахунок перетворення механічної енергії на теплову. Тепер детальніше розглянемо саме кавітаційне явище. При створенні надлишкового тиску в рідині виникають завихрення, через те, що тиск рідини більше ніж у газу, що міститься в ній, молекули газу виділяються в окремі включення - схлопування бульбашок. За рахунок різниці тиску вода прагне стиснути газовий міхур, що акумулює на його поверхні велика кількістьенергії, а температура всередині досягає близько 1000 - 1200 ºС.

При переході кавітаційних порожнин у зону нормального тиску бульбашки руйнуються, і енергія від їхнього руйнування виділяється в навколишній простір. За рахунок чого відбувається виділення теплової енергії, а рідина нагрівається від потоку вихрового. На цьому принципі засновано роботу теплових генераторів, далі розгляньте принцип роботи найпростішого варіанту кавітаційного обігрівача.

Найпростіша модель

Мал. 1: Принцип роботи кавітаційного теплогенератора

Подивіться на рисунок 1, тут представлено пристрій найпростішого кавітаційного теплогенератора, який полягає в нагнітанні води насосом до місця звуження трубопроводу. При досягненні водяним потоком сопла тиск рідини значно зростає і починається утворення кавітаційних бульбашок. При виході із сопла бульбашки виділяють теплову потужність, а тиск після проходження сопла значно знижується. Насправді може встановлюватися кілька сопел чи трубок підвищення ефективності.

Ідеальний теплогенератор Потапова

Ідеальним варіантом установки вважається теплогенератор Потапова, який має диск, що обертається (1), встановлений навпроти стаціонарного (6). Подача холодної води здійснюється з труби розташованої внизу (4) кавітаційної камери (3), а відведення вже нагрітої з верхньої точки (5) тієї ж камери. Приклад такого пристрою наведено на малюнку 2 нижче:

Мал. 2: кавітаційний теплогенератор Потапова

Але широкого поширенняпристрій не отримав через відсутність практичного обґрунтування його роботи.

Види

Основне завдання кавітаційного теплогенератора – освіта газових включень, а від їх кількості та інтенсивності залежатиме якість нагріву. У сучасної промисловостііснує кілька видів таких теплогенераторів, що відрізняються принципом вироблення бульбашок у рідині. Найбільш поширеними є три види:

• Роторні теплогенератори– робочий елемент обертається за рахунок електроприводу та виробляє завихрення рідини;
• Трубчасті– змінюють тиск за рахунок системи труб, якими рухається вода;
• Ультразвукові– неоднорідність рідини у таких теплогенераторах створюється за рахунок звукових коливаньнизька частота.

Крім перелічених вище видів існує лазерна кавітація, але промислової реалізації цей метод ще не знайшов. Тепер розглянемо кожен із видів детальніше.

Роторний теплогенератор

Складається з електричного двигунавал якого з'єднаний з роторним механізмом, призначеним для створення завихрень в рідині. Особливістю роторної конструкції є герметичний статор, в якому відбувається нагрівання. Сам статор має циліндричну порожнину усередині – вихрову камеру, у якій відбувається обертання ротора. Ротор кавітаційного теплогенератора є циліндром з набором заглиблень на поверхні, при обертанні циліндра всередині статора ці поглиблення створюють неоднорідність у воді і зумовлюють протікання кавітаційних процесів.

Мал. 3: конструкція генератора роторного типу

Кількість заглиблень та його геометричні параметри визначаються залежно від моделі. Для оптимальних параметрів нагрівання відстань між ротором та статором становить близько 1,5 мм. Дана конструкціяє не єдиною у своєму роді, за довгу історію модернізацій та покращень робочий елемент роторного типу зазнав маси перетворень.

Однією з перших ефективних моделей кавітаційних перетворювачів був генератор Гріггса, в якому використовувався дисковий ротор з ненаскрізними отворами на поверхні. Один із сучасних аналогів дискових кавітаційних теплогенераторів наведено на малюнку 4 нижче:

Мал. 4: дисковий теплогенератор

Незважаючи на простоту конструкції, агрегати роторного типу досить складні у застосуванні, тому що вимагають точного калібрування, надійних ущільнень та дотримання. геометричних параметріву процесі роботи, що зумовлює труднощі їх експлуатації. Такі кавітаційні теплогенератори характеризуються досить низьким терміном служби – 2 – 4 роки через кавітаційну ерозію корпусу та деталей. Крім цього вони створюють досить велике шумове навантаження при роботі елемента, що обертається. До переваг такої моделі відноситься висока продуктивність - на 25% вище, ніж у класичних нагрівачів.

Трубчасті

Статичний теплогенератор не має елементів, що обертаються. Нагрівальний процес в них відбувається за рахунок руху води трубами, що звужуються по довжині або за рахунок установки сопел Лаваля. Подача води на робочий орган здійснюється гідродинамічним насосом, який створює механічне зусилля рідини в просторі, що звужується, а при її переході в ширшу порожнину виникають кавітаційні завихрення.

На відміну від попередньої моделі, трубчасте опалювальне обладнання не робить великого шуму і не зношується так швидко. При встановленні та експлуатації не потрібно дбати про точне балансування, а при руйнуванні нагрівальних елементів їх заміна та ремонт обійдуться набагато дешевше, ніж у роторних моделей. До недоліків трубчастих теплогенераторів відносять значно меншу продуктивність та громіздкі габарити.

Ультразвукові

Цей тип пристрою має камеру-резонатор, налаштовану на певну частоту звукових коливань. На її вході встановлюється кварцова пластина, яка виробляє коливання під час подачі електричних сигналів. Вібрація пластини створює хвильовий ефект усередині рідини, що досягає стінок камери-резонатора і відбивається. При зворотному русі хвилі зустрічаються з прямими коливаннями та утворюють гідродинамічну кавітацію.

Мал. 5: принцип роботи ультразвукового теплогенератора

Далі бульбашки відносяться водним потоком вузькими вхідними патрубками теплової установки. При переході в широку область бульбашки руйнуються, виділяючи теплову енергію. Ультразвукові кавітаційні генератори також мають хороші експлуатаційні показники, так як не мають елементів, що обертаються.

Застосування

У промисловості та в побуті кавітаційні теплогенератори знайшли реалізацію в самих різних сферахдіяльності. Залежно від поставлених завдань вони використовуються для:

• Опалення– всередині установок відбувається перетворення механічної енергії на теплову, завдяки чому нагріта рідина рухається системою опалення. Слід зазначити, що кавітаційні теплогенератори можуть опалювати не тільки промислові об'єкти, а й цілі селища.
• Нагрівання проточної води- Кавітаційна установка здатна швидко нагрівати рідину, за рахунок чого може легко замінювати газову або електричну колонку.
• Змішання рідких речовин - за рахунок розрідження в шарах з отриманням дрібних порожнин такі агрегати дозволяють досягти належної якості перемішування рідин, які природно не поєднуються через різну щільність.

Плюси та мінуси

У порівнянні з іншими теплогенераторами, кавітаційні агрегати відрізняються рядом переваг та недоліків.

До плюсів таких пристроїв слід зарахувати:

• Куди ефективніший механізм отримання теплової енергії;
• Витрачає значно менше ресурсів, ніж паливні генератори;
• Може застосовуватися для обігріву як малопотужних, і великих споживачів;
• Повністю екологічний - не виділяє в довкілля шкідливих речовинпід час роботи.

До недоліків кавітаційних теплогенераторів слід віднести:

• Порівняно великі габарити – електричні та паливні моделі мають куди менші розміри, що важливо при встановленні у вже експлуатованому приміщенні;
• Велика шумність за рахунок роботи водяного насоса і кавітаційного елемента, що ускладнює його установку в побутових приміщеннях;
• Неефективне співвідношення потужності та продуктивності для приміщень з малою квадратурою (до 60м 2 вигідніше використовувати установку на газі, рідкому паливі або еквівалентній електричній потужності з нагрівальним теном).\

КТГ своїми руками

Найбільш простим варіантомдля реалізації в домашніх умовах є кавітаційний генератор трубчастого типу з одним або декількома соплами для нагрівання води. Тому розберемо приклад виготовлення саме такого пристрою, для цього вам знадобиться:

• Насос – для нагрівання обов'язково вибирайте тепловий насос, який не боїться постійного впливувисокі температури. Він має забезпечувати робочий тискна виході 4 – 12атм.
• 2 манометри та гільзи для їх встановлення – розміщуються з двох сторін від сопла для вимірювання тиску на вході та виході з кавітаційного елемента.
• Термометр для вимірювання величини нагрівання теплоносія у системі.
• Клапан для видалення зайвого повітря із кавітаційного теплогенератора. Встановлюється у верхній точці системи.
• Сопло - повинно мати діаметр прохідного отвору від 9 до 16мм, робити менше не рекомендується, тому що кавітація може виникнути вже в насосі, що значно зменшить термін його експлуатації. За формою сопло може бути циліндричним, конічним чи овальним, з практичного погляду вам підійде будь-яке.
• Труби та сполучні елементи(радіатори опалення за їх відсутності) – вибираються відповідно до поставленого завдання, але найпростішим варіантом є пластикові трубипід паяння.
• Автоматика включення/відключення кавітаційного теплогенератора - як правило, підв'язується під температурний режим, встановлюється на відключення приблизно при 80ºС і включення при зниженні менше 60ºС. Але режим роботи кавітаційного теплогенератора ви можете обрати самостійно.

Мал. 6: схема кавітаційного теплогенератора

Перед з'єднанням всіх елементів бажано намалювати схему розташування на папері, стінах або на підлозі. Місця розташування необхідно розміщувати далеко від легкозаймистих елементів або останні потрібно прибрати на безпечна відстаньвід системи опалення.

Зберіть усі елементи, як ви зобразили на схемі, та перевірте герметичність без увімкнення генератора. Потім випробуйте в робочому режимі кавітаційного теплогенератора, нормальним наростанням температури рідини вважається 3-5ºС за одну хвилину.

Висока вартість опалювального обладнання змушує багатьох замислитися над тим, чи варто купувати промислову модель чи краще зібрати самому. По суті теплогенератор – це дещо змінений відцентровий насос. Зібрати такий агрегат самостійно під силу тому, хто має мінімальні знання у цій галузі. Якщо немає власних розробок, то готові схемизавжди можна знайти у мережі. Головне вибрати таку, за якою буде нескладно зібрати теплогенератор своїми руками. Але спочатку не завадить дізнатися про цей прилад якомога більше.

Що являє собою теплогенератор

Обладнання цього класу представлено двома основними видами приладів:

• Статорний;
• Hоторним (вихровим).

Однак нещодавно з'явилися і кавітаційні моделі, які, можливо, в найближчому майбутньому стануть гідною заміною агрегатам, що працюють на звичних видах палива.

Відмінність між статорними та роторними приладами полягає в тому, що в першому рідина нагрівається за допомогою сопел, розташованих на вхідному та вихідному отворах агрегату. У другого типу генераторів тепло утворюється в процесі обертів насоса, що призводять до завихрення води.

Дивимося відео, генератор у роботі, виміри:

за експлуатаційним якостямвихровий теплогенератор зібраний своїми руками дещо перевершує статорний. У нього тепловіддача на 30% більша. І хоча сьогодні на ринку таке обладнання представлене різними модифікаціями, що відрізняються роторами та соплами, суть їхньої роботи від цього не змінюється. Виходячи з цих параметрів збирати теплогенератор самотужки краще все ж таки вихрового типу. Як це зробити буде розглянуто нижче.

Комплектація та принцип роботи

Найпростіший конструкцією має прилад, що складається з наступних елементів:

1. Ротора, виконаного з вуглецевої сталі;
2. Статора (зварного чи монолітного);
3. Притискна втулка з внутрішнім діаметром 28 мм;
4. Сталеві кільця.

Принцип роботи генератора розглянемо з прикладу кавітаційної моделі. У ньому вода надходить у кавітатор, після чого він розкручується двигуном. У процесі роботи вузла відбувається схлопування бульбашок повітря теплоносії. При цьому рідина, що потрапила в кавітатор, розігрівається.

Для роботи, зібраного своїми руками, використовуючи знайдені в мережі креслення пристрої слід пам'ятати, що йому потрібна енергія, яка витрачається на подолання сили тертя у пристрої, утворення звукових коливань, нагрівання рідини. Крім того, прилад має практично 100% ККД.

Інструмент, необхідний для збирання агрегату

З нуля зібрати такий агрегат самостійно неможливо, тому що для його виготовлення потрібно задіяти технологічне обладнання, якого у домашнього майстрапросто ні. Тому своїми руками зазвичай збирають лише агрегат, який до певної міри повторює. Його називають приладом Потапова.

Однак навіть для збирання цього пристрою необхідне обладнання:

1. Дриль та набір свердел для неї;
2. Зварювальний апарат;
3. Машинка для шліфування;
4. Ключі;
5. Кріплення;
6. Грунтовка та малярська кисть.

Крім цього буде потрібно придбання двигуна, що працює від мережі 220 В і нерухома основа для встановлення на ній самого приладу.

Етапи виготовлення генератора

Складання пристрою починається з підключення до насоса, бажаного напірного типу, патрубка змішування. Його приєднують, використовуючи спеціальний фланець. У центрі денця патрубка виконується отвір, яким виводитиметься гаряча вода. Щоб контролювати її потік використовується пристосування, що гальмує. Воно знаходиться перед денцем.

Але оскільки в системі циркулює і холодна вода, то її перебіг має також регулюватися. Для цього використовують дисковий випрямляч. При охолодженні рідини вона прямує до гарячого кінця, де у спеціальному змішувачі відбувається її змішування з нагрітим теплоносієм.

Далі переходять до збирання конструкції вихрового теплогенератора своїми руками. Для цього використовую шліфувальну машинку нарізають косинці з яких збирається основна конструкція. Як це зробити видно на розташованому нижче кресленні.

Збирати конструкцію можна двома способами:

• Використовуючи болти та гайки;
• За допомогою зварювального апарату.

У першому випадку приготуйтеся до того, що доведеться виконати отвори під кріплення. Для цього потрібний дриль. У процесі збирання необхідно враховувати всі розміри – це допоможе отримати агрегат із заданими параметрами.

Найперший етап – це створення станини, де встановлюється двигун. Її збирають із залізних куточків. Розміри конструкції залежить від розмірів двигуна. Вони можуть відрізнятися та підбираються під конкретний пристрій.

Щоб закріпити двигун на зібраній станині, потрібно ще один косинець. Він виконуватиме роль поперечки в конструкції. При виборі двигуна фахівці рекомендують звертати увагу на його потужність. Від цього параметра залежить кількість теплоносія, що нагрівається.

Дивимося відео, етапи збирання теплогенератора:

Останній етап складання – це фарбування рами та підготовка отворів для встановлення агрегату. Але перш, ніж приступати до монтажу насоса, слід розрахувати його потужність. Інакше двигун може не впоратися із запуском установки.

Після того, як всі комплектуючі підготовлені насос приєднується до отвору, з якого надходить під тиском вода і агрегат готовий до роботи. Тепер, використовуючи другий патрубок, його приєднують до опалювальної системи.

Ця модель одна із найпростіших. Але якщо є бажання регулювати температуру теплоносія, то встановлюють замикаючий пристрій. Також можуть використовуватись електронні пристроїконтролю, але слід враховувати, що коштують вони досить дорого.

Підключення приладу до системи відбувається так. Спочатку його приєднують до отвору, яким надходить вода. Вона при цьому перебуває під тиском. Другий патрубок використовується для безпосереднього підключення до системи опалення. Щоб змінювати температуру теплоносія за патрубком знаходиться пристрій, що замикає. При його перекритті температура у системі поступово збільшується.

Можуть використовуватись і додаткові вузли. Однак вартість такого обладнання досить висока.

Дивимося відео, конструкція після виготовлення:

Корпус майбутнього генератора можна виконати звареним. А деталі до нього за вашими кресленнями виточить будь-який токар. Зазвичай він має форму циліндра, закритого з обох боків. По сторонах корпусу виконуються наскрізні отвори. Вони необхідні для підключення агрегату до системи опалення. Усередині корпусу розміщують жиклер.

Зовнішню кришку генератора зазвичай виготовляють із сталі. Потім у ній виконуються отвори під болти та центральне, до якого згодом приварюється штуцер для подачі рідини.

На перший погляд здається, що нічого складного у збиранні теплогенератора своїми руками на дровах немає. Але насправді це завдання не таке вже й легке. Звичайно, якщо не поспішати і добре вивчити питання, то можна впоратися. Але при цьому дуже важлива точність розмірів виточених деталей. І особливої ​​увагипотребує виготовлення ротора. Адже у випадку, якщо він буде виточений неправильно, агрегат стане працювати з високим рівнем вібрації, що негативно позначиться на всіх деталях. Але найбільше в такій ситуації страждають підшипники. Вони дуже швидко розбиватимуться.

Тільки правильно зібраний теплогенератор працюватиме ефективно. При цьому ККД може досягати 93%. Тож фахівці радять.

Призначення вихрового теплогенератора Потапова (ВТГ), зробленого своїми руками, полягає в тому, щоб отримати тепло лише за допомогою електродвигуна та насоса. В основному цей пристрій використовують як економічний нагрівник.

Схема влаштування вихрової теплосистеми.

Так як немає досліджень щодо визначення параметрів виробу в залежності від потужності насоса, то будуть освітлені зразкові розміри.

Найпростіше робити вихровий теплогенератор із стандартних деталей. Для цього підійде будь-якийелектродвигун. Чим він буде потужнішим, тим більший об'єм води нагріє до заданої температури.

Головне це двигун

Вибирати двигун потрібно в залежності від того, яка напруга є. Є багато схем, за допомогою яких можна підключити до мережі 220 Вольт двигун на 380 Вольт і навпаки. Але це інша тема.

Починають складання теплового генератораз електродвигуном. Його треба буде закріпити на станині. Конструкція цього пристрою є металевий каркас, який найпростіше зробити з косинця. Розміри треба буде підбирати на місці для тих пристроїв, які будуть у наявності.

Креслення вихрового теплогенератора.

Список інструментів та матеріалів:

• кутова шліфувальна машинка;
• зварювальний апарат;
• електродриль;
• набір свердел;
• ріжкові або накидні ключіна 12 та на 13;
• болти, гайки, шайби;
• металевий куточок;
• ґрунтовка, фарба, кисть малярська.

1. Наріжте за допомогою кутової шліфувальної машинки косинці. Використовуючи зварювальний апарат, зберіть прямокутну конструкцію. Як варіант - збирання можете зробити за допомогою болтів і гайок. На кінцевому варіанті конструкції це не позначиться. Довжину та ширину підберіть так, щоб усі деталі оптимально розмістились.
2. Виріжте ще один шматочок косинця. Прикріпіть його як поперечку з таким розрахунком, щоб можна було закріпити двигун.
3. Зробіть фарбування рами.
4. Просвердліть отвори в каркасі під болти та встановіть двигун.

Встановлення насосу

Тепер потрібно буде підібрати водяний насос. Зараз у спеціалізованих магазинах можна придбати агрегат будь-якої модифікації та потужності. На що слід звернути увагу?

1. Насос має бути відцентровим.
2. Ваш двигун зможе його розкрутити.

Встановіть на рамі насос, якщо треба буде зробити ще поперечки, то виготовте їх або з куточка або смугового заліза такої ж товщини, як і куточок. Сполучну муфту навряд чи можна зробити без токарного верстата. Тому доведеться її десь замовляти.

Схема гідровихрового теплогенератора.

Вихровий теплогенератор Потапова складається з корпусу, виготовленого у вигляді закритого циліндра. На його кінцях мають бути наскрізні отвори та патрубки для приєднання до системи опалення. Секрет конструкції знаходиться усередині циліндра. За вхідним отвором повинен розташовуватись жиклер. Його отвір підбирається для даного пристрою індивідуально, але бажано, щоб воно було вдвічі менше четвертої частини діаметра корпусу труби. Якщо робити менше, насос не зможе пропускати воду через цей отвір і почне сам нагріватися. Крім того, інтенсивно почнуть за рахунок явища кавітації руйнуватися внутрішні деталі.

Інструменти: кутова шліфувальна машинка або ножівка по металу, зварювальний апарат, електродриль, розвідний ключ.

Матеріали: товста металева труба, електроди, свердла, 2 патрубки з різьбленням, сполучні муфти.

1. Відріжте шматок товстої труби діаметром 100 мм і завдовжки 500-600 мм. Зробіть на ній зовнішнє проточування приблизно 20-25 мм і в половину товщини труби. Наріжте різьблення.
2. Зробіть з такого ж діаметра труби два кільця завдовжки 50 мм. Наріжте внутрішнє різьбленняз одного боку кожного півкільця.
3. З такої ж товщини плоского металу, як і труба, зробіть кришки і приваріть їх з того боку кілець, де немає різьблення.
4. Зробіть у кришках центральний отвір: в однієї діаметром жиклера, а в інший діаметром патрубка. З внутрішньої стороникришки, де стоїть жиклер, свердлом більшого діаметра зробіть фаску. В результаті має вийти форсунка.
5. Підключіть теплогенератор до системи. Патрубок, де стоїть форсунка, приєднайте до насоса в отвір, з якого подається вода під тиском. До другого патрубка підключіть вхід системи опалення. Вихід із системи з'єднайте з входом насоса.

Вода під тиском, який створить насос, проходитиме через форсунку вихрового теплогенератора, який ви робите своїми руками. У камері вона почне нагріватись за рахунок інтенсивного перемішування. Потім її подайте в систему для обігріву. Щоб регулювати температуру, поставте за патрубком кульовий пристрій. Прикрийте його, і вихровий теплогенератор довше ганятиме воду всередині корпусу, а значить, температура в ньому почне підніматися. Приблизно працює цей нагрівач.

Шляхи підвищення продуктивності

Схема теплового насосу

У насосі відбуваються втрати тепла. Так що вихровий теплогенератор Потапова в такому варіанті має значний недолік. Тому логічно занурений насос оточити водяною сорочкою, щоб його тепло теж йшло на корисне нагрівання.

Зовнішній корпус всього пристрою зробіть трохи більше діаметра наявного насоса. Це може бути або готова труба, що бажано, або зроблений з листового матеріалупаралелепіпед. Його розміри повинні бути такими, щоб усередину входив насос, сполучна муфта та сам генератор. Товщина стінок має витримувати тиск у системі.

Щоб втрати тепла знизилися, зробіть навколо корпусу пристрою теплоізоляцію. Захистити її можна кожухом, зробленим із жерсті. Як ізолятор використовуйте будь-який теплоізоляційний матеріал, який витримує температуру кипіння рідини.

1. Зберіть компактний пристрій, що складається з занурювального насоса, сполучного патрубка та теплогенератора, який ви зібрали своїми руками.
2. Визначтеся в його габаритах і підберіть трубу такого діаметру, всередині якої всі ці механізми легко розмістилися б.
3. Зробіть кришки з одного та з іншого боку.
4. Забезпечте жорсткість кріплення внутрішніх механізмів та можливість насосу качати через себе воду з отриманого резервуару.
5. Зробіть вхідний отвір та закріпіть на ньому патрубок. Насос повинен своїм забором води розташовуватися всередині якомога ближче до цього отвору.

На протилежному кінці труби приваріть фланець. З його допомогою кріпитиметься через гумову прокладку кришка. Щоб простіше монтувати начинки, зробіть нескладний легкий каркасчи скелет. Зберіть пристрій усередині нього. Перевірте припасування та герметичність всіх вузлів. Вставте в корпус та закрийте кришкою.

Підключіть до споживачів та перевірте все на герметичність. Якщо протікання немає, увімкніть насос. Відкриваючи та закриваючи кран, що знаходиться на виході з генератора, відрегулюйте температуру.

Утеплення генератора

Схема підключення теплогенератора до системи опалення.

Спершу треба зробити кожух утеплювача. Візьміть для цього лист оцинкованої жерсті або тонкого алюмінію. Виріжте з нього два прямокутники, якщо робитимете кожух із двох половинок. Або один прямокутник, але з таким розрахунком, що у ньому після виготовлення повністю поміститься вихровий теплогенератор Потапова, який зібрали своїми руками.

Гнути лист найкраще на трубі великого діаметраабо використовувати поперечку. Покладіть на неї вирізаний лист і притисніть зверху рукою дерев'яний брусок. Другою рукою натисніть на лист жерсті так, щоб утворився по всій довжині невеликий вигин. Посуньте трохи заготівлю і знову повторіть операцію. Робіть так доти, доки не вийде циліндр.

1. З'єднайте його за допомогою замка, який використовують бляхарі для водостічних труб.
2. Зробіть кришки для кожуха, передбачивши отвори для підключення генератора.
3. Обмотайте теплоізоляційним матеріаломпристрій. За допомогою дроту або тонких смужок жерсті зафіксуйте ізоляцію.
4. Помістіть пристрій у кожух, закрийте кришками.

Є ще один спосіб збільшити виробництво тепла: для цього треба розібратися, як працює вихровий генератор Потапова, коефіцієнт корисної діїякого може наближатися до 100% і вище (немає єдиної думки чому так відбувається).

Під час проходження води через сопло або жиклер на виході створюється потужний потік, який ударяється протилежний кінець пристрою. Він закручується і за рахунок тертя молекул відбувається нагрівання. Отже, помістивши всередину цього потоку додаткову перешкоду можна збільшити перемішування рідини у пристрої.

Знаючи, як це працює, можна конструювати додаткове вдосконалення. Це буде гасник вихорів, зроблений із поздовжніх пластин, розташованих усередині двох кілець у вигляді стабілізатора авіаційної бомби.

Схема стаціонарного теплогенератора.

Інструменти: зварювальний апарат, кутова шліфувальна машинка.

Матеріали: листовий металабо смугове залізо, труба товстостінна.

Зробіть із труби меншого діаметру, ніж вихровий теплогенератор Потапова, два кільця шириною 4-5 см. Зі смужного металу наріжте однакові смужки. Довжина їх повинна дорівнювати четвертій частині довжини корпусу теплового генератора. Ширину підберіть з таким розрахунком, щоб після збирання всередині залишався вільний отвір.

1. Закріпіть пластину в лещатах. Повісьте на неї з одного та з іншого боку кільця. Приваріть до них пластину.
2. Вийміть із затискача заготовку та переверніть її на 180 градусів. Помістіть всередину кілець пластину і закріпіть у затискачі так, щоб пластини знаходилися один навпроти одного. Закріпіть таким чином на рівному відстані 6 пластин.
3. Зберіть вихровий теплогенератор, вставивши описаний пристрій навпроти сопла.

Напевно, можна й надалі удосконалити цей виріб. Наприклад, замість паралельних пластин використовувати сталевий дрітзмотавши її в повітряний клубок. Або на пластинах зробити отвори різного діаметра. Про це вдосконалення ніде нічого не сказано, але це не означає, що цього робити не варто.

Схема влаштування теплової гармати.

1. Обов'язково захистіть за допомогою фарбування всіх поверхонь вихровий теплогенератор Потапова.
2. Внутрішні його частини під час роботи будуть перебувати в дуже агресивному середовищівикликаної процесами кавітації. Тому і корпус, і все, що в ньому знаходиться, постарайтеся зробити із товстого матеріалу. Не заощаджуйте на залозі.
3. Зробіть кілька варіантів кришок із різними вхідними отворами. Потім простіше буде підбирати їхній діаметр, щоб отримати високу продуктивність.
4. Це саме стосується і гасителя коливань. Його також можна видозмінювати.

Зберіть невеликий лабораторний стенд, де обкатуватимете всі характеристики. Для цього не підключайте споживачі, а закольцуйте трубопровід на генератор. Це спростить його випробування та підбір необхідних параметрів. Так як складні прилади визначення коефіцієнта корисної діяльності в домашніх умовах навряд чи можна знайти, то пропонується наступний тест.

Увімкніть вихровий теплогенератор і засікайте час, коли він розігріє воду до певної температури. Градусник краще мати електронний, він точніший. Потім внесіть зміни в конструкцію та знову проведіть досвід, стежачи за підвищенням температури. Чим сильніша водабуде нагріватися за той самий час, тим більше переваг треба буде віддавати остаточному варіанту встановленого удосконалення в конструкції.

Готовий тепловий генератор.

Залежно від типу пристрою змінюється та методика його виготовлення. Варто ознайомитись з кожним типом приладу, вивчити особливості виробництва, перш ніж братися до роботи. Простий спосіб виготовити вихрову трубу Ранке своїми руками – використовувати готові елементи. Для цього знадобиться будь-який двигун. При цьому пристрій більшої потужності здатний підігріти більше теплоносія, що збільшить продуктивність системи.

Для успішної споруди слід знайти готові рішення. Створити вихровий теплогенератор своїми руками, креслення та схеми якого будуть у наявності, можна без особливих складнощів. Для проведення робіт із спорудження знадобиться наступний інструментарій:

• болгарка;
• залізні куточки;
• зварювання;
• дриль та набір з декількох свердел;
• фурнітура та набір ключів;
• грунтовка, барвник і пензлики.

Вихровий двигун – це одне із джерел альтернативної енергії для опалення будинку.

Варто розуміти, що прилади роторні видають досить сильний шум при роботі. Але, порівняно з іншими пристроями, вони характеризуються більшою продуктивністю. Креслення та схеми для виготовлення вихрового теплогенератора своїми руками можна знайти повсюдно. Варто розуміти, що роботу буде виконано успішно виключно за повної відповідності технології виробництва.

Установка насоса вихрового генератора теплоти та спорудження корпусу

Кожух даного пристрою виготовляється у вигляді циліндра, який повинен закриватися зі сторони кожної основи. На кожному боці розташовані наскрізні отвори. Використовуючи їх, можна підключити вихровий теплогенератор своїми руками до системи обігріву будинку. Основна особливість такого виробу полягає в тому, що всередині кожуха біля вхідного отвору встановлюється жиклер. Даний пристрій повинен підбиратися індивідуально для кожного окремо взятого випадку.

Схема вихрового двигуна.

Процес виробництва включає такі пункти:

• відрізання труби необхідного розміру(близько 50-60 см);
• нарізка різьблення;
• виготовлення пари кілець із труби того ж діаметра з довжиною приблизно 50 мм;
• приварювання кришок до місць, де не нарізалося різьблення;
• вирізання двох отворів у центрі кожної кришки (одне для підключення патрубка, друге – для жиклера);
• свердління фаски поруч із жиклером для отримання форсунки.

Установка насоса вихрового двигуна проводиться після підбору агрегату необхідної потужності. При покупці варто дотримуватись двох правил. Перше – пристрій має бути відцентровим. Друге – вибір буде доцільним лише у випадку, коли пристрій оптимально функціонуватиме в парі зі встановленим електродвигуном.

Утеплення вихрового двигуна

Перед тим, як запускати в роботу пристрій, слід його утеплити. Робиться це після спорудження кожуха. Конструкцію рекомендується обмотати тепловою ізоляцією. Як правило, у цих цілях використовується стійкий до високим температурамматеріал. Шар утеплення кріпиться до кожуха приладу дротом. Як теплова ізоляція варто використовувати один з наступних матеріалів:

Готовий тепловий генератор.

• скловата;
• мінеральна вата;
• базальтова вата.

Як видно зі списку, підійде практично будь-яка волокниста теплоізоляція. Вихровий індукційний нагрівач, відгуки про який можна знайти по всьому рунета, повинен утеплюватися якісно. В іншому випадку є ризик, що прилад віддаватиме більше теплоти в приміщення, де він встановлений. Корисно знати: «.

Наприкінці слід дати кілька порад. Перше – поверхня виробу рекомендується пофарбувати. Це захистить його від корозії. Друге – все внутрішні елементиприладу бажано зробити товстішим. Такий підхід підвищить їх зносостійкість та опірність агресивному середовищу. Третє – варто виготовити кілька запасних кришок. Вони також повинні мати на площині отвору необхідного діаметра у необхідних місцях. Це необхідно, щоб шляхом підбору досягти більш високого ККД агрегату.

Підбиття підсумків

Якщо всі правила виготовлення конструкції були враховані, то генератор вихровий прослужить довгий час. Не варто забувати, що від грамотної установкиприладу також залежить багато в системі опалення. У будь-якому випадку виготовлення такої конструкції з підручних засобів обійдеться дешевше за придбання готового пристосування. Однак для оптимального функціонування пристрою слід відповідально підійти до процесів виготовлення корпусу та обшивки теплової ізоляції.

Помітили, що ціна опалення та гарячого водопостачання зросла і не знаєте, що з цим робити? Вирішення проблеми дорогих енергоресурсів – це вихровий теплогенератор. Я розповім про те, як улаштований вихровий теплогенератор і який принцип його роботи. Також ви дізнаєтесь, чи можна зібрати такий прилад своїми руками та як це зробити в умовах домашньої майстерні.

Трохи історії

Вихровий тепловий генератор вважається перспективною та інноваційною розробкою. А тим часом технологія не нова, бо вже майже 100 років тому вчені думали над тим, як застосувати явище кавітації.

Перша діюча дослідна установка, так звана «вихрова труба», була виготовлена ​​та запатентована французьким інженером Джозефом Ранком у 1934 році.

Ранк першим помітив, що температура повітря на вході в циклон (повітроочисник) відрізняється від температури того ж повітряного струменя на виході. Втім, на початкових етапахстендових випробувань, вихрову трубу перевіряли не на ефективність нагрівання, а навпаки, на ефективність охолодження повітряного струменя.

Технологія отримала новий розвиток у 60-х роках ХХ століття, коли радянські вчені здогадалися вдосконалити трубу Ранка, запустивши в неї замість повітряного струменя рідину.

За рахунок більшої, порівняно з повітрям, щільності рідкого середовища, температура рідини, при проходженні через вихрову трубу, змінювалася інтенсивніше. У результаті досвідченим шляхом було встановлено, що рідке середовище, проходячи через удосконалену трубу Ранка, аномально швидко розігрівалася з коефіцієнтом перетворення енергії в 100%!

На жаль, потреби в дешевих джерелах теплової енергії на той момент не було, і технологія не знайшла практичного застосування. Перші кавітаційні установки, що діють, призначені для нагрівання рідкого середовища, з'явилися тільки в середині 90-х років двадцятого століття.

Низка енергетичних криз і, як наслідок, інтерес до альтернативних джерел енергії, що збільшується, спричинили відновлення робіт над ефективними перетворювачами енергії руху водяного струменя в тепло. В результаті сьогодні можна купити установку необхідної потужності і використовувати її в більшості опалювальних систем.

Принцип дії

Кавітація дозволяє не давати воді тепло, а витягувати тепло з води, що рухається, при цьому нагріваючи її до значних температур.

Влаштування діючих зразків вихрових теплогенераторів зовні нескладне. Ми можемо бачити потужний двигун, до якого підключений циліндричний пристрій «равлика».

«Равлик» – це доопрацьована версія труби Ранка. Завдяки характерною формою, інтенсивність кавітаційних процесів у порожнині «равлика» значно вища порівняно з вихровою трубою.

У порожнині «равлика» розташовується дисковий активатор - диск з особливою перфорацією. При обертанні диска рідке середовище в «равлику» приводиться в дію, за рахунок чого відбуваються кавітаційні процеси:

• Електродвигун крутить дисковий активатор. Дисковий активатор – це самий важливий елементу конструкції теплогенератора, і він, за допомогою прямого валу або за допомогою пасової передачі, приєднаний до електродвигуна. При включенні пристрою в робочий режим двигун передає крутний момент на активатор;
• Активатор розкручує рідке середовище. Активатор влаштований таким чином, що рідке середовище, потрапляючи в порожнину диска, закручується та набуває кінетичної енергії;
• Перетворення механічної енергії на теплову. Виходячи з активатора, рідке середовище втрачає прискорення і внаслідок різкого гальмування виникає ефект кавітації. В результаті, кінетична енергіянагріває рідке середовище до + 95 °С, і механічна енергія стає тепловою.

Сфера застосування

Ілюстрація	Опис сфери застосування
	Опалення. Устаткування, що перетворює механічну енергіюрухи води в тепло, з успіхом застосовується при обігріві різних будівель, починаючи з невеликих приватних будівель та закінчуючи великими промисловими об'єктами. До речі, на території Росії вже сьогодні можна нарахувати щонайменше десять населених пунктів, де централізоване опаленнязабезпечується не традиційними котельнями, а гравітаційними генераторами.
	Нагрів проточної води для побутового використання . Теплогенератор при включенні в мережу дуже швидко нагріває воду. Тому таке обладнання можна використовувати для розігріву води в автономному водопроводі, басейнах, лазнях, пралень і т.п.
	Змішування рідин, що не змішуються.. У лабораторних умовкавітаційні установки можуть використовуватися для високоякісного перемішування рідких середовищ з різною щільністю, до отримання однорідної консистенції.

Інтеграція в опалювальну систему приватного будинку

Для того, щоб застосувати теплогенератор в опалювальній системі, його треба впровадити. Як це правильно зробити? Насправді в цьому немає нічого складного.

Перед генератором (на малюнку позначений цифрою 2) встановлюється відцентровий насос (на малюнку - 1), який піддаватиме воду з тиском до 6 атмосфер. Після генератора встановлюється розширювальний бак(на малюнку - 6) та запірна арматура.

Переваги застосування кавітаційних теплогенераторів

Переваги вихрового джерела альтернативної енергії
	Економічність. Завдяки ефективному витрачанню електрики та високому ККД, теплогенератор більш економічний у порівнянні з іншими видами опалювального обладнання.
	Малі габарити в порівнянні зі звичайним опалювальним обладнаннямподібної потужності. Стаціонарний генератор, що підходить для опалення невеликого будинку, вдвічі компактніший за сучасний газового котла. Якщо встановити теплогенератор у звичайну котельню замість твердопаливного котлазалишиться багато вільного місця.
	Невелика маса установки. За рахунок невеликої ваги, навіть великі установки високої потужностіможна запросто розташувати на підлозі котельні, не будуючи спеціального фундаменту. Із розташуванням компактних модифікацій проблем взагалі немає. Єдине, на що потрібно звернути увагу при монтажі приладу в опалювальній системі, так це на високий рівеньшуму. Тому монтаж генератора можливий тільки в нежитлове приміщення- у котельні, підвалі тощо
	Проста конструкція. Теплогенератор кавітаційного типу настільки простий, що в ньому нема чого ламатися. У пристрої невелика кількість механічно рухомих елементів, а складна електроніка відсутня у принципі. Тому ймовірність поломки приладу, у порівнянні з газовими або навіть твердопаливними котлами, є мінімальною.
	Немає необхідності у додаткових доробках. Теплогенератор можна інтегрувати у вже існуючу опалювальну систему. Тобто, не потрібно змінювати діаметр труб або їх розташування.
	Немає необхідності у водопідготовці. Якщо для нормальної роботигазового котла потрібен фільтр проточної води, то встановлюючи нагрівальний кавітаційний, можна не боятися засоров. За рахунок специфічних процесів у робочій камері генератора, засмічення та накип на стінках не з'являються.
	Робота обладнання не потребує постійного контролю. Якщо за твердопаливними котламиТреба доглядати, що кавітаційний обігрівач працює в автономному режимі. Інструкція експлуатації пристрою проста - достатньо включити двигун у мережу та, при необхідності, вимкнути.
	Екологічність. Кавітаційні установки ніяк не впливають на екосистему, адже єдиний енергоспоживаючий компонент – це електродвигун.

Схеми виготовлення теплогенератора кавітаційного типу

Для того щоб зробити діючий прилад своїми руками, розглянемо креслення та схеми пристроїв, що діють, ефективність яких встановлена ​​і документально зареєстрована в патентних бюро.

Ілюстрації	Загальний опис конструкцій кавітаційних теплогенераторів
	Загальний вигляд агрегату. На малюнку 1 показано найбільш поширену схему пристрою кавітаційного теплогенератора. Цифрою 1 позначено вихрову форсунку, на якій змонтовано камеру закрутки. З боку камери закрутки можна бачити вхідний патрубок (3), який приєднано до відцентрового насосу (4). Цифрою 6 на схемі позначені впускні патрубки для створення зустрічного потоку, що обурює. Особливо важливий елемент на схемі - резонатор (7) виконаний у вигляді порожнистої камери, обсяг якої змінюється за допомогою поршня (9). Цифрою 12 та 11 позначені дроселі, які забезпечують контроль інтенсивності подачі водних потоків.
	Прилад із двома послідовними резонаторами. На рис 2 показаний теплогенератор, в якому резонатори (15 та 16) встановлені послідовно. Один з резонаторів (15) виконаний у вигляді порожнистої камери, що оточує сопло, позначене цифрою 5. Другий резонатор (16) також виконаний у вигляді порожнистої камери і розташований з зворотного торця пристрою в безпосередній близькості від вхідних патрубків (10), що подають збурюючі потоки. Дроселі, позначені цифрами 17 і 18, відповідають за інтенсивність подачі рідкого середовища та за режим роботи всього пристрою.
	Теплогенератор із зустрічними резонаторами. На рис. 3 показана малопоширена, але дуже ефективна схемаприладу, в якому два резонатори (19, 20) розташовані один навпроти одного. У цій схемі вихрова форсунка (1) соплом (5) огинає вихідний отвір резонатора (21). Навпаки, резонатора, позначеного цифрою 19, можна бачити вхідний отвір (22) резонатора під номером 20. Зверніть увагу на те, що вихідні отвори двох резонаторів розташовані співвісно.

Ілюстрації	Опис камери закрутки (Равлики) у конструкції кавітаційного теплогенератора
	«Равлик» кавітаційного теплогенератора в поперечному розрізі. На цій схемі можна побачити такі деталі: 1 - корпус, який виконаний порожнистим, і в якому розташовуються всі важливі елементи; 2 – вал, на якому закріплений роторний диск; 3 - роторне кільце; 4 – статор; 5 - технологічні отвори виконана в статорі; 6 – випромінювачі у вигляді стрижнів. Основні труднощі при виготовленні перерахованих елементів можуть виникнути при виробництві порожнистого корпусу, оскільки найкраще зробити його литим. Так як обладнання для лиття металу в домашній майстерні немає, таку конструкцію, нехай і зі шкодою для міцності, доведеться робити звареною.
	Схема суміщення роторного кільця (3) та статора (4). На схемі показано кільце роторне і статор в момент суміщення при прокручуванні роторного диска. Тобто при кожному суміщенні цих елементів ми бачимо утворення ефекту, аналогічного дії труби Ранка. Такий ефект буде можливий за умови, що в агрегаті, зібраному за запропонованою схемою, всі деталі будуть ідеально підігнані одна до одної
	Поворотне зміщення роторного кільця та статора. На цій схемі показано те положення конструктивних елементів«равлики», у якому відбувається гідравлічний удар (сплескування бульбашок), і рідке середовище нагрівається. Тобто, за рахунок швидкості обертання роторного диска можна задати параметри інтенсивності виникнення гідравлічних ударів, що провокують викид енергії. Простіше кажучи, чим швидше розкручуватиметься диск, тим температура водного середовища на виході буде вищою.

Підіб'ємо підсумки

Тепер ви знаєте, що є популярним і затребуваним джерелом альтернативної енергії. Отже, вам буде просто вирішити: підходить таке обладнання чи ні. Також рекомендую переглядати відео в цій статті.