Funkcionālā dizaina ideju konkursa

“DIZAINA TRAMPLĪNS”

PIETEIKUMA ANKETA

Informācija par autoru:

Vārds, Uzvārds: Gunars Rozite

Adrese: Aizkraukles 21

Telefona numurs: 22129659

E-pasta adrese: gunars59@inbox.lv

Mācību iestāde vai darba vieta: Fizikālās Enerģētikas Institūts

Dizaina idejas un pielietojuma apraksts (ne vairāk kā 3 000 zīmes):

Ķīmiskajā un pārtikas rūpniecībā bieži rodas vajadzība pēc ķīmiski tīra tvaika. Ja izmanto tradicionālo sildītāja spirāli, ir grūti iegūt tīru sildošo virsmu. Ja spirāli noslēpj speciālā „kožuhā”, tad rodas lieli siltumi zudumi, kas samazina iekārtas lietderības koeficientu.

Šo problēmu risina manis piedāvātais tvaika ģenerators. Tas pirmkārt ir ļoti kompakts

un uzsilst līdz 120C temperatūrai dažās sekundēs, atšķirībā no tradicionālajiem tvaika katliem, kas prasa ilgu uzsildīšanas laiku (15 – 30 minūtes) un otrkārt ir ļoti efektīvs. Tas ūdeni piesilda uzreiz un nekādu tvaika uzkrāšanas rezervuāru neizmanto. Atbilstoši arī prasības pie spiediena iekārtu atestācijas būs daudz zemākas

Kā mēs panākam šādas īpašības? Galvenokārt izmantojot netradicionālu indukcijas sildītāju. Ideja nemaz nav jauna, un plaši tiek izmantota arī virtuves tehnikā – lūdzu atcerieties plakanās ar stikla virsu indukcijas plītis. Salīdzinot ar indukcijas plīti, mums ir daudz optimālāka sildītāja ģeometrija, nekā plakanā katla apakša.

Būtībā sildītājs sastāv no 8 „apzeltītiem” (titanium coating) diskiem, kas iedarbojoties mainīgam EM laukam rada strāvu. Diski veido vairākus īsslēgtus tinumus, kuros strāva sasniedz fantastiskas vērtības 600- 800A. Kontrastā „zeltītajiem” sildītāja diskiem, pārējās tvaicētāja detaļas ir nemagnētiskas. Tāpēc strāva un izdalītais siltuma daudzums tajās būs daudz mazāks. Aukstais ūdens caur tvaicētāja pamatnes 1.5mm risām nokļūst saskarē ar disku ārējām virsmām. Sprauga jeb atstarpe starp sildītāja diskiem ir 0.6mm. Šajās plānajās spraugās notiek viss tvaika pārvēršanas darbs. Visiem zināms, ka tvaika izdalīšanās saistīta ar zināmu troksni, un karsēšanas disku vibrācijām. Lai cīnītos ar parazītiskajām rezonansēm, tvaicētāja augšējā daļa tiek slāpēta ar gumijas blīvi, bet serdeņa pārvietošanās vertikāli, ar otru gumijas blīvi. Savukārt „jumtiņš” atveres centrā ir ideāla vieta temperatūras sensora novietošanai. Zīmējumā nav parādīts 1.5-2mm urbums no apakšas cauri serdeņa skrūvei.

Iztvaicētais ūdens pa centrālo atveri nokļūst jaucēja kamerā. Te tvaikam tiek pievienots saspiests gaiss. Svarīgi lai tvaicēšanas kontrolieris uzturētu ūdens un gaisa spiedienus līdzvērtīgus, jo tikai šādos apstākļos iekārta darbosies optimālā režīmā.

Turbulentām plūsmām kameras augšējā daļā norimstot, no aukstā gaisa molekulām rodas tvaika kondensāts, jeb ūdens pilieni, ko uztver ar kondensāta filtru, un ļaus tiem pilēt lejā - atpakaļ tvaicētājā. Gatavais 120C tvaiks pa 10mm izejas cauruli tik padots uz pistoli. Tvaicētāju vada ar diviem elektromagnētiskiem ventiļiem. Pietiekami ir nospiest slēdzi uz tvaika pistoles, lai ieslēgtos abi EM ventiļi, un ģenerators šņākdams pūstu ārā tvaiku. Tā kā tvaicēšanas process ir pietiekami komplicēts, kas prasa gan spiedienu gan temperatūras kontroli, šādu darbu ir spējīgs paveikt tikai mikrokontrolieris. Tas pratīs arī atbilstoši rīkoties gadījumos, kad pārtrūkst aukstā ūdens vai gaisa padeve, un nodrošinās tvaicētāja ekspluatāciju optimālā režīmā.

Pie 3kW jaudas tvaicētājam vajadzētu dot tvaiku 89ml sekundē (gandrīz 100 grami). Ūdens glāze, ja tajā iebāztu pistoles galu, uzvārītos ~3 sekundēs (pie noteikuma, ja ūdens paliktu glāzē).

Autora paraksts Gunars Rozīte

Darba iesniegšanas datums 30.01.2011.