افت فشار گاز طبيعي همراه با ايجاد برودت در اطراف دستگاه كاهش فشار (Regulator) مي باشد و به منظور جلوگيري از اين موضوع نياز به گرم كردن گاز قبل از ورود به (Regulator) مي باشد. نوع گرمكن هاي مورد استفاده در ايستگاه هاي گاز از نوع گرمكن هايي است كه گاز در داخل يك سري Tube و آب داغ در اطراف اين لوله ها به صورت يك بستر يكنواخت با درجه حرارت متعادل قرار مي گيرد. درحقيقت حرارت به صورت غير مستقيم ابتدا به آب داده مي شود و آب اين حرارت را به گاز در حال جريان انتقال مي دهد. از اين رو اين هيترها را گرمكن هاي غير مستقيم (Indirect Water Bath Heater) نيز مي گويند. در اين اختراع راندمان گرمكنهاي موصوف بوسيله لوله هاي حرارتي افزايش داده شده است. لوله حرارتي يك وسيله انتقال حرارت دو فازي با قابليت هدايت حرارتي بسيار بالا و موثر مي باشد كه مي تواند به صورت استوانه و مسطح ساخته شود. بر اين اساس در اين اختراع با قراردادن قسمت تبخير شونده لوله حرارتي در مسير گازهاي احتراق، گرما با راندمان زياد از طريق لوله هاي حرارتي به طرف لوله گاز گرم شونده منتقل شده و راندمان گرمكن افزايش مي يابد.

در اين اختراع از ماده جوششي واسط به منظور تسريع فرايند تغيير فاز و يا دشارژ ماده تغييرفازدهنده استفاده ميشود. با اين روش سرعت انجماد حدود صد برابر بهبود مي يابد.

امروزه نياز جدي به وسايل انتقال حرارت با كارآيي و ظرفيت بالا در تجهيزات الكترونيكي و ديگر صنايع به خوبي احساس ميشود. لوله حرارتي نوساني يكي از انواع لوله هاي حرارتي است كه در مقايسه با لوله هاي حرارتي ساده ظرفيت انتقال حرارت بالاتري از خود نشان داده است. لوله حرارتي مذكور از آن جهت كه ارزان است، ساختمان ساده اي دارد و داراي عملكرد مطلوبي است مورد توجه واقع شده است. در نوآوري حاضر آنچه سبب تمايز لوله حرارتي نوساني از ساير موارد مشابه ميشود امكان دستيابي به عملكردهاي حرارتي مختلف در يك توان ورودي خاص با اعمال ميدان مغناطيسي متغير به سيال عامل مغناطيسي لوله حرارتي است. جنبه ديگر تمايز اين پژوهش اين است كه در آن با بهره گيري از سيال مغناطيسي با رسانايي حرارتي بالا بعنوان سيال عامل، عملكرد لوله حرارتي نوساني در مقايسه با آب خالص بهبود يافته است. همچنين نتايج آزمايش ها نشان داده است كه اعمال ميدان مغناطيسي بر سيال عامل مغناطيسي ميتواند بازده انتقال حرارت را به صورت قابل ملاحظه اي افزايش دهد.

در اين طرح، نحوه طراحي و ساخت نمونه اي ميكروپمپ پيستوني بدون دريچه كه در آن از تحريك سيال مغناطيسي (فروفلوئيد) توسط ميدان مغناطيسي خارجي استفاده ميگردد، ارائه شده است. محرك مغناطيسي بكار گرفته شده، يك آهنرباي دائمي است كه حركت آن از طريق استپ موتور تأمين ميشود. يك توده سيال مغناطيسي به عنوان پيستون محرك جريان عمل مينمايد و با استفاده از تحريك ميدان مغناطيسي خارجي، حركتي رفت و برگشتي در كانالي با ابعاد ميكرومتر خواهد داشت كه موجبات پمپ كردن سيال اصلي را فراهم ميكند. همچنين دو المان نازل - ديفيوزر در ورودي و خروجي ميكروپمپ منجر به ايجاد اختلاف فشار و دبي خالص ميشود، در نتيجه درون ميكروكانال نياز به بخش مكانيكي متحرك نميباشد. نتيجه اين تحقيق، طراحي، ساخت، سرهم بندي و تست تجربي ميكروپمپ فروفلوئيديك ديفيوزري است كه قابليت استفاده براي پمپ نمودن سيالهاي مايع و يا گاز را دارا است. براي سيال عامل آب، براي نمونه نهايي اين ميكروپمپ در فركانس 3.33 هرتز حداكثر هد و دبي به ترتيب برابر 20 ميليمتر آب و 115 ميكروليتر در دقيقه بدست آمده است.

در اين طرح، نحوه طراحي و ساخت نمونه اي جديد از ميكروپمپ ديافراگمي كه در آن از تحريك ناشي از برهم كنش دو سيستم ميدان مغناطيسي هم‌راستا استفاده ميگردد، ارائه شده است. يك سيستم ميدان مغناطيسي به طور متناوب تغيير جهت داده و با سيستم ميدان مغناطيسي ديگر كه ثابت است برهم‌كنش دارد. نيروي ناشي از برهم‌كنش ميان دو ميدان مغناطيسي موجب حركت ديافراگم متصل به سيستم دوم (ميدان مغناطيسي ثابت) مي‌شود. محرك الكترومغناطيسي بكار گرفته شده (ميدان مغناطيسي خارجي)، يك سيم‌پيچ حامل جريان الكتريكي است كه جهت جريان در آن به طور متناوب عوض مي‌شود. محرك مغناطيسي بكار گرفته شده (ميدان مغناطيسي متصل به ديافراگم)، يك آهنرباي دائمي است كه ميدان مغناطيسي ثابتي ايجاد ميكند. سيم‌پيچ الكتريكي در مقابل آهن‌رباي دائمي و ديافراگم قرار گرفته است و توسط درايور ميكروپمپ، با جريان پله تحريك ميشود. تحريك پله‌اي سيم پيچ در حضور ميدان مغناطيسي ثابت، باعث ايجاد حركت رفت و برگشتي ديافراگم ميشود. ديافراگم انعطاف پذير بر روي محفظه ميكروپمپ قرار گرفته است و سيال عامل درون محفظه را تحريك مي‌نمايد. از دو شير انفعالي با دو طرح مختلف در ورودي و خروجي ميكروپمپ استفاده شده است تا تحريك سيال در اثر جابجايي ديافراگم منجر به ايجاد فشار و دبي خالص در خروجي ميكروپمپ گردد. نتيجه اين تحقيق، طراحي، ساخت، سرهم بندي و تست تجربي ميكروپمپ ديافراگمي الكترومغناطيسي است كه قابليت استفاده براي پمپ نمودن سيال هاي مايع و يا گاز را داراست. در اين گونه جديد از ميكروپمپ، بسياري از معايب ساير ميكروپمپهاي موجود مانند حساسيت به پي‌اچ سيال، تحريك حرارتي سيال، اختلاف فشار و دبي پايين و نياز به ولتاژ تحريك بالا، از بين رفته است. براي سيال عامل آب، براي يك نمونه از اين ميكروپمپ با جريان تحريك 5 آمپر، در فركانس 10 هرتز حداكثر هد و دبي به ترتيب برابر 296 پاسكال و 1216 ميكروليتر در دقيقه بدست آمده است.

اين اختراع يك ميكروپمپ مي باشد كه در ميكروسيستم ها كاربرد دارد. در ميكروپمپ هاي موجود بدليل وجود اجزاي مكانيكي و نيز دريچه هزينه ساخت و نگهداري بالا مي باشد. ميكروپمپ پيشنهادي با هزينه ساخت بسيار پايين، عدم نياز به ولتاژ بالا و نيز عدم وجود قطعات مكانيكي دوار و يا دريچه، مشكلات ميكروپمپ هاي موجود را برطرف نموده است. اين ميكروپمپ در آزمايشگاه روي يك تراشه مي تواند استفاده گردد و بصورت كلي در صنايع نظامي و پزشكي كاربرد زيادي دارد. اساس كار اين ميكروپمپ، تحريك توده اي از سيال رسانا بوسيله نيروي لورنتس مي باشد. با عبور جريان الكتريكي از توده اي از سيال رسانا در حضور ميدان الكترومغناطيسي، به اين توده نيروي الكترومغناطيسي عمود بر راستاي جريان الكتريكي و ميدان مغناطيسي وارد شده و آن را به حركت مي اندازد. با تحريك تعدادي از توده هاي جيوه بصورت منظم و طبق الگوي مشخص مي توان هوا را پمپ نمود.

در اين گزارش به تشريح نحوه طراحي و ساخت سيستمي كه از الگوي نوساني جريان اسلاگ-پلاگ سيال در يك لوله‌ي حرارتي نوساني حلقه باز براي تغذيه يك مولد انرژي ارتعاشي الكترومغناطيس استفاده مي‌كند پرداخته شده است. عملكرد سيستم به گونه‌اي است كه جريان سيال داخل لوله حرارتي باعث ايجاد حركت رفت و برگشتي يك آهنرباي دائمي، كه به سيال مغناطيسي آغشته شده، درون يك سيم‌پيچ مي‌شود و اين امر موجب القاي نيروي محركه‌ي الكتريكي در سيم‌پيچ مي‌شود. رژيم جريان سيال در لوله‌ي حرارتي نوساني به روش عددي تفاضل محدود مدل‌سازي و خروجي آن در شبيه‌سازي ميدان مغناطيسي و محاسبه توان و ولتاژ القايي، بكار گرفته شده است. با مقايسه‌ي نتايج حاصل از تحليل تئوري و داده هاي حاصل از آزمايش، عملكرد سيستم مورد مطالعه و بررسي قرار گرفته است. نتايج آزمايش بهترين شرايط كاري را براي مولد از نقطه نظر نسبت حجمي سيال عامل و اختلاف دماي منابع گرم و سرد، بدست داده است. نتيجه اين تحقيق، طراحي، ساخت، سرهم بندي و تست تجربي مولد توان الكتريكي از نوسانات سيال در لوله حرارتي نوساني است كه قابليت استفاده در تمام وسايلي كه حرارت اتلافي توليد مي‌كنند را داراست. نمونه دستگاه ساخته شده كه در اختلاف دماهاي پايين بين منابع گرم و سرد عمل مي‌كند قادر است ولتاژي در حدود 100 ميلي ولت و تواني در حدود 100 ميكرو وات را توليد نمايد.

در اين طرح، نحوه طراحي و ساخت نمونه اي ميني‌پمپ پيستوني كه در آن از تحريك سيال مغناطيسي (فروفلوئيد) توسط ميدان مغناطيسي خارجي استفاده ميگردد، ارائه شده است. يك توده سيال مغناطيسي به عنوان پيستون محرك جريان عمل مينمايد و با استفاده از تحريك ميدان مغناطيسي خارجي، حركتي رفت و برگشتي در كانالي با ابعاد ميلي‌متر خواهد داشت كه موجبات پمپ كردن سيال اصلي را فراهم ميكند. وجود دو المان نازل - ديفيوزر در ورودي و خروجي ميني‌پمپ منجر به ايجاد اختلاف فشار و دبي خالص ميشود. همچنين وجود يك شير يك‌طرفه مغناطيسي با طراحي خاص، از بازگشت جريان در خروجي ميني‌پمپ جلوگيري مي‌نمايد. محرك‌هاي مغناطيسي بكار گرفته شده، آهن‌رباهاي دائمي هستند كه حركت آن‌ها از طريق دو استپ موتور تأمين ميشود. نتيجه اين تحقيق، طراحي، ساخت، سرهم بندي و تست تجربي ميني‌پمپ مغناطيسي نازل- ديفيوزري با شير فعال كمكي است كه قابليت استفاده براي پمپ نمودن سيالهاي مايع و يا گاز را دارا است. براي سيال عامل آب، براي نمونه‌اي از اين ميني‌پمپ در فركانس 1 هرتز حداكثر هد و دبي به ترتيب برابر 197 پاسكال و 189 ميكروليتر در دقيقه بدست آمده است.

1- عنوان اختراع آب شيرين كن خورشيدي به همراه كلكتور سهموي و لوله گرمايي. Solar desalination with parabolic collector and heat pipe. 2- زمينه فني اختراع مكانيك 3- مشكل فني و اساس راه حل ارائه شده براي آن و بيان اهداف اختراع - افزايش تقاضا براي آب شيرين بدليل رشد سريع صنايع و افزايش جمعيت جهان؛ - بوجود آمدن آلودگي هاي زيست محيطي بدليل نمك زدايي با تكنولوژي هاي مرسوم ، كه نيازمند مصرف مقدار زيادي سوخت فسيلي است؛ - تميز بودن انرژي خورشيدي در مقايسه با فرم هاي ديگر انرژي كه باعث آلودگي محيط زيست نخواهد شد؛ - كمبود آب شرب و چگونگي تامين آن بطوريكه تنها حدود 3درصد از آب هاي موجود كره زمين قابل شرب است؛ - وجود خشكسالي هاي پي درپي و افزايش تقاضا ناشي از رشد جمعيت، توسعه صنايع و كشاورزي در كشور ما؛ - كاهش سطح منابع آب هاي زيرزميني و كيفيت آنها در بسياري از نقاط كشور بدليل برداشت هاي بي رويه از اين منابع؛ - دسترسي نداشتن مناطق دورافتاده به آب آشاميدني سالم. توسعه صنعت آب شيرين كن ها در كشور يكي از راهكارهاي مقابله با اين مشكل است. از آنجا كه تامين انرژي مورد نياز و تكنولوژي مورد استفاده از مسائل مهم در بهره برداري از آب شيرين كن است، توجه به انرژي خورشيد به عنوان يك منبع انرژي پاك و تجديدپذير اهميت ويژه اي دارد. با توجه به بررسي كه برروي آب شيرين كن ها انجام گرفته، طراحي يك نوع آب شيرين كن صنعتي با كلكتور سهموي خطي كه داراي راندمان بالايي نسبت به سيستم هاي مشابه مي باشد، انجام گرفته است. استفاده از كلكتور سهموي خطي به همراه لوله حرارتي در بالابردن راندمان آب شيرين كن خورشيدي تأثير بسزايي دارد و صنعتي شدن اين محصول تأثير مهمي در فرآيند استفاده از آب شيرين كن هاي خورشيدي خواهد داشت. 4- مهمترين برجستگيهاي تكنيكي و فني اختراع: - بازده بالا به دليل استفاده از لوله گرمايي با مقاومت حرارتي پايين كه با اضافه كردن روغن بدست آمد؛ - جذب انرژي بالا به دليل استفاده از مكانيزم دنبال كننده خورشيد؛ - مكانيزم ساده و و با قابليت اطمينان بالا و حجم كم دستگاه؛ - سيستم اتوماتيك قطع و وصل جريان.

كلكتور خورشيدي سهموي‌خطي با قابليت توليد مستقيم برق و حرارت، كه در قالب اين اختراع ارائه شده است، در زمينه بهينه سازي سيستم‌هاي تركيبي فوتوولتائيك-حرارتي ( PVT)، با هدف طراحي و پياده سازي كلكتوري با عملكرد بهتر جهت جايگزيني با كلكتور‌هاي حرارتي نيروگاه‌هاي خورشيدي سهموي خطي موجود مي‌باشد. نگراني‌هاي زيست محيطي ناشي از رشد روز افزون مصرف منابع فسيلي به عنوان سوخت و كاهش سهم اين منابع در تأمين مواد اوليه صنعت، سبب شده تا پژوهشگران به ضرورت تغيير منابع انرژي جهان به سمت بهره‌برداري از منابع انرژي پايدار، پي ببرند. در سالهاي اخير استفاده از انرژي خورشيدي به عنوان غني‌ترين منبع انرژي در ميان ساير منابعِ تجديد‌پذير، با بهره گيري از تكنولوژي فوتوولتائيك بسيار مورد توجه بوده است، اما عواملي چون: هزينه اوليه بالا، راندمان پايين الكتريكي؛ مانع از پياده‌سازي وسيع اين سيستم ها شده است. مطالعه روي سيستم‌هاي تركيبي فوتولتائيك-حرارتي (PVT) با هدف افزايش راندمان كاري سلول‌هاي فوتوولتائيك و اقتصادي‌‌كردن كاربرد اين سيستم‌ها از مهمترين راهكار‌ها به شمار مي آيد. ولي تلاش‌هاي صورت گرفته، علي‌رغم در برداشتن هزينه‌ بالا، تأثير بسيار اندكي را روي افزايش راندمان الكتريكي اين سيستم‌ها داشته است. اساسي‌ترين راهكار ارائه شده در اين طرح براي افزايش بهرهوري سيستم‌هاي فوتوولتائيك و كاهش هزينه‌هاي اوليه اين تكنولوژي، استفاده از سيستم متمركزكننده سهموي خطي است. به اين منظور كلكتوري چندلايه از يك سيستم تركيبي فوتوولتائيك-حرارتي ساخته و در كانون اين متمركزكننده قرار داده شد. جهت افزايش ظرفيت توليد الكتريكي اين سيستم، از مدول ترموالكتريك نيز در ساختار كلكتور استفاده شده است. با ساخت نمونه آزمايشگاهي اين طرح و تست عملكرد الكتريكي و حرارتي آن، نتايج مناسبي به دست آمده است كه نشان‌دهنده پتانسيل مناسب اين كلكتور جهت جايگزيني با كلكتورهاي حرارتي نيروگاه‌هاي سهموي خطي موجود مي‌باشد.