4. Принцип ассиметрии

а) Перейти от симметричной формы объекта к ассиметричной. Например, воронка для сыпучих материалов, включающая конусную часть и примыкающий к ней цилиндрический канал, для увеличения пропускной способности воронки, выполнена так, что ось цилиндрического канала смещена относительно оси конусной части на расстояние 0,350,5 диаметра канала. Другой пример: противоударная автомобильная шина имеет одну боковину повышенной прочности - для лучшего сопротивления ударам о бордюр тротуара.

б) Если объект уже асимметричен, увеличить степень асимметричности. Например, крупные цилиндрические трубы, применяемые для перекачки жидкостей и газов, по энергозатратам далеко не совершенны. В трубах с переменным поперечным сечением, например, асимметричных и волновых, потери энергии значительно ниже. Для ламинарного режима течения получено 80 % снижения полного сопротивления. В турбулентном режиме, в диапазоне чисел Рейнольдса Re = (0,151,08)10⁵, снижение сопротивления составляет -(2448) % (ИФЖ, 1992, № 4).

5. Принцип объединения

а) Соединить однородные или предназначенные для смежных операций объекты. Например, при прокладке теплофикационных труб глубина траншеи определяется, в основном, для защиты от замерзания в зимних условиях воды в обратных трубах. Для снятия этого ограничения можно использовать двойные трубы с общей стекловатной термоизоляцией и едином гидроизоляционном (ПВХ) кожухе (в форме эллипсоида). Такие трубы можно закапывать всего на 0,4 м при температуре -40 °С, с минимумом потерь тепла и исключением замерзания воды в обратном трубопроводе.

б) Объединить во времени однородные или смежные операции. Например, сдвоениый микроскоп-тандем: работу с манипулятором резкости ведет один человек, а наблюдением и записью занят второй. В устройстве для переработки твердых радиоактивных отходов (пат России № 2012080*) одновременно во времени осуществляются процессы: пиролиза, газификации, сжигания, абсорбции, стеклования и контейниризации отходов, что повышает радиационную безопасность и сокращает количество вторичных отходов.

в) Объединить в пространстве места выделения энергии и ее потребления. Например, в плазмохимическом реакторе (а. с.986287*), состоящем из плазмотрона, форсунки для ввода материала, цилиндрической реакционной камеры, расположенной между плазмотроном и форсункой, а также закалочного устройства, установленного коаксиально с реакционной камерой, для повышения эффективности работы, форсунка выполнена в виде расходуемого полого графитового катода с возможностью поступательного перемещения и снабжена механизмом подачи в реакционную камеру. Совмещение зоны выделения энергии в плазменной дуге и зоны нагрева материалов, позволяет увеличить КПД процесса.

6. Принцип универсальности: объект выполняет несколько разных функций, благодаря чему отпадает необходимость в других объектах. Например, ручка для портфеля одновременно служит экспандером для руки (а. с. 187964). Другой пример: строительство высоких и сверхвысоких труб не снижает проблемы загрязнения, так как диоксиды серы и азота, переносятся верхними слоями атмосферы в другие районы с выпадением кислых дождей. Современная техника позволяет сделать к каждой теплоэнергетической установке эффективное очистное устройство, но экономика диктует свое: очистные дороги и при строительстве и при эксплуатации. Предлагается в основании ствола трубы (металлической, кирпичной или железобетонной с кислотостойкой футеровкой) над устьем дымохода устанавливать стальной усеченный конус-теплообменник с ребристой поверхностью, причем к его верхней части наклонно приварен плоский диск-шайба, так что между поверхностью конуса и внутренними стенками трубы получается герметичный резервуар, в котором циркулирует проточная oxлаждающая вода. Газы, выйдя из конуса, смешиваются с потоком воздуха, который засасывается в трубу через окно в стенке над диском. Окно имеет заслонку для регулирования расхода холодного воздуха. Ребра выполняются на внутренней поверхности конуса для увеличения поверхности теплообмена. Влага из газа и содержащиеся в нем загрязнения конденсируются и стекают по стенкам трубы на диск и далее по лотку для выгрузки конденсата в отстойник. Входной и выходной патрубки системы водяного охлаждения могут быть подключены к системе горячего водоснабжения. Таким образом, дымовая труба выполняет одновременно несколько функций: рассеяние дыма, очистку и роль теплообменника.

В устройстве для металлотермического восстановления металлов (а. с. 1818848*) также реализуется принцип универсальности - в одном aппарате последовательно осуществляются следующие процессы: подача таблетированной шихты, восстановление, плавление, отделение шлака, рафинирование, кристаллизация, вытягивание слитка, причем не требуется разгерметизации системы и исключается ручной труд.