Устройство для циркуляции текучей среды

008030 Область техники Данное изобретение относится к области механики текучих сред, в частности к циркуляции внутри объема текучей среды. А еще конкретнее, в данном изобретении предложено усовершенствованное устройство для создания и поддержания циркуляции внутри объема текучей среды. Уровень техники Во многих областях существует необходимость в создании циркуляции внутри объема текучей среды. Обычно циркуляцию применяют для перемешивания, предотвращения расслоения, а также для аэрации объема текучей среды. Ниже в данном описании будут рассмотрены примеры подобного применения циркуляции. К настоящему времени разработаны многочисленные способы создания требуемой циркуляции. Например, для текучих сред общепринятым способом является помещение объема текучей среды внутрь имеющего вертикальную центральную ось цилиндрического резервуара, с возможностью перемещения текучей среды внутри резервуара под воздействием импеллера, приводимого во вращение двигателем. Чтобы вызвать вращение объема текучей среды разработано множество других средств. Тем не менее,эти способы требуют значительного расхода энергии и часто вызывают связанные с этим проблемы. Многие недостатки и проблемы обусловлены тем, что подобные системы предназначены для создания циркуляции текучей среды без учета закономерностей естественного движения текучей среды, встречающихся в природе. В природных условиях движение текучей среды носит, в основном, турбулентный или вихревой характер. Вихревое кольцо, если смотреть в поперечном сечении, вращается подобно колесу, а не скользит. Известный своими работами в области гидродинамики физик Рейнольдс в отношении кольцевых вихрей однажды сказал, что природе свойственно вращение более, чем поступательное движение. Именно эта закономерность в наибольшей степени способствует эффективности кольцевых вихрей. Сущность изобретения Данное устройство, в частности, предназначено для создания внутри объема текучей среды циркуляции текучей среды в виде вихрей а, в предпочтительном случае, одного или множества вихревых колец. Соответственно, изобретение относится к устройству для циркуляции текучей среды, предназначенному для работы в ограниченном объеме текучей среды, содержащему импеллер, размещенный внутри объема текучей среды и выполненный с возможностью создания и поддержания практически во всем объеме текучей среды циркуляции в виде кольцевого вихря. Согласно предпочтительному признаку изобретения циркуляцию создают посредством вращения импеллера, расположенного внутри текучей среды. Согласно предпочтительному признаку изобретения импеллер конструктивно выполнен в соответствии с закономерностями Золотого Сечения или геометрии Фибоначчи. Согласно предпочтительному признаку изобретения импеллер конструктивно выполнен практически в соответствии со строением центральной части или других частей спиралевидной раковины брюхоногого моллюска или другой морской раковины, отвечающих закономерностям Золотого Сечения. Согласно предпочтительному признаку изобретения форма импеллера соответствует линиям тока,направлению течения, или вихревым линиям внутри воронкообразного или центрального участка или иного участка кольцевого вихря. Согласно предпочтительному признаку изобретения импеллер имеет рабочую поверхность с конфигурацией, практически отвечающей по меньшей мере одной логарифмической кривой, подчиняющейся правилу Золотого Сечения. Согласно предпочтительному варианту выполнения указанная рабочая поверхность практически соответствует закономерностям Золотого Сечения по оси X, или по оси Y, или по оси Z. Согласно предпочтительному варианту выполнения указанная рабочая поверхность практически соответствует закономерностям Золотого Сечения одновременно по любым двум из осей X, Y и Z. Согласно предпочтительному варианту выполнения указанная рабочая поверхность практически соответствует закономерностям Золотого Сечения одновременно по трем осям X, Y и Z. Согласно предпочтительному варианту выполнения объем текучей среды представляет собой объем жидкости в практически цилиндрическом резервуаре с направленной вверх центральной осью, в котором импеллер расположен внутри указанной жидкости с возможностью вращения вокруг оси, практически коаксиальной с центральной осью резервуара. Согласно дополнительному аспекту данное изобретение относится к устройству для перемешивания объема жидкости в резервуаре, причем данное устройство содержит импеллер раскрытого выше типа, расположенный внутри жидкости с возможностью создания циркуляции жидкости в резервуаре. Согласно предпочтительному варианту исполнения резервуар практически цилиндрический, с направленной вверх центральной осью, а импеллер выполнен с возможностью вращения вокруг оси, практически коаксиальной с центральной осью резервуара. Согласно предпочтительному варианту исполнения импеллер может быть установлен практически горизонтально.-1 008030 Согласно предпочтительному варианту исполнения дно цилиндрического резервуара изогнуто. Согласно предпочтительному варианту исполнения дно цилиндрического резервуара представляет собой сферический участок. Согласно предпочтительному варианту исполнения данный резервуар может иметь форму, отличную от цилиндрической. Согласно дополнительному аспекту изобретение относится к устройству для ремедиации воды в резервуаре, содержащему импеллер раскрытого выше типа, предназначенный для вращения внутри объема воды с целью создания циркуляции воды в форме кольцевого вихря. Согласно предпочтительному признаку изобретения ось вращения импеллера направлена вверх. Согласно предпочтительному варианту исполнения ось вращения импеллера практически вертикальна. Согласно предпочтительному варианту исполнения резервуар с водой представляет собой бак водонапорной башни, связанный с сетевым водоснабжением, причем циркуляция воды предназначена для устранения или предотвращения образования расслоения внутри объема воды. Согласно предпочтительному варианту выполнения резервуар с водой является водоемом, а циркуляция воды предназначена для поддержания аэрации во всем объеме воды. В предпочтительном варианте выполнения текучая среда является газом. Данное изобретение будет более понятно в контексте последующего раскрытия нескольких конкретных вариантов выполнения. Краткое описание чертежей Данное описание выполнено со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых: на фиг. 1 схематически изображен кольцевой вихрь; на фиг. 2 а в аксонометрии представлен импеллер, типичный для данных вариантов выполнения; на фиг. 2b показан вид сбоку импеллера, альтернативного представленному на фиг. 2 а, типичному для данных вариантов выполнения; на фиг. 3 схематично изображено взаимодействие импеллера, показанного на фиг. 2 а, с объемом текучей среды при его вращении согласно вариантам выполнения; на фиг. 4 схематично представлен резервуар с жидкостью, циркуляцию жидкости в котором осуществляют посредством импеллера, показанного на фиг. 2 а, согласно первому варианту выполнения; на фиг. 5 схематично представлен бак водонапорной башни, циркуляцию жидкости в котором осуществляют посредством импеллера, показанного на фиг. 2 а, согласно первому варианту выполнения; на фиг. 6 схематично представлен водоем, циркуляцию жидкости в котором осуществляют посредством импеллера, показанного на фиг. 2 а, согласно третьему варианту выполнения. Подробное описание конкретных вариантов выполнения В международных заявках PCT/AU96/00427 (WO 97/03291), получившей дальнейшее развитие в патентном документе US 5934877 и других, PCT/AU00/01438 (WO 01/38697) и PCT/AU03/00002 (WO 03/056139) заявителем были раскрыты роторы, конструктивно выполненные в соответствии с природными закономерностями. Указанные роторы во всех вариантах, в общем, конструктивно решены во всех отношениях практически в соответствии с закономерностями Золотого Сечения или строением центральной части или частей спиралевидной раковины брюхоногого моллюска или другой морской раковины, подчиняющихся правилу Золотого Сечения, и, таким образом, особенностью каждого из вариантов является то, что данный ротор обеспечивает спиральную конфигурацию траектории текучей среды, соответствующую, по меньшей мере, в общих чертах, закономерностям Золотого Сечения. Несмотря на то,что роторы, раскрытые в этих заявках, были предназначены для использования в насосах, турбинах, вентиляторах, пропеллерах и т.п., было обнаружено, что в некоторых вариантах выполнения, где происходит вращение в замкнутом объеме, текучая среда приходит в состояние кругового движения, и после короткого периода времени данное круговое движение принимает вид кольцевого вихря. Механизм кольцевого вихря, в качестве примера схематично представленный на фиг. 1, обладает интересными свойствами. В свободной среде кольцевой вихрь 11 имеет форму тора с центральной воронкообразной областью 12. Вихревыми линиями 13 предпринята попытка изобразить поток текучей среды внутри кольцевого вихря, хотя следует понимать, что передать это на двухмерной иллюстрации невозможно. Кольцо дыма является примером кольцевого вихря. Чтобы неограниченно поддерживать однажды созданный кольцевой вихрь требуется очень небольшой приток энергии. Структура потока такова, что текучая среда имеет наименьшую скорость у внешнего периметра. В-третьих, вследствие специфики, которая заключается в многонаправленности потока, он является высокоэффективным при перемешивании текучей среды. Преимущества, вытекающие из этих свойств, раскрыты ниже и приведены в вариантах выполнения. Кольцевой вихрь также может достигать точки резонанса и аккумулировать энергию, в результате через определенный промежуток времени можно уменьшить приток энергии, необходимой для поддержания кольцевого вихря. Каждый из вариантов выполнения данного изобретения содержит устройство, индуцирующее в объеме текучей среды циркуляцию с траекторией кольцевого вихря. Кольцевой вихрь наиболее соответ-2 008030 ствует природным закономерностям и является наиболее распространенным, наиболее рациональным способом циркуляции потока текучей среды. По сравнению с другими конфигурациями потока он представляет собой высокоэффективный механизм и имеет несколько преимущественных свойств, о которых было сказано выше. При возникновении кольцевого вихря его инерция становится неотъемлемой частью "механизма потока", включающего в себя область потока текучей среды и импеллер, имеющие общую геометрию движения, которая присуща траектории радиального ламинарного потока. Несмотря на возможность создания циркуляции объема текучей среды в виде кольцевого вихря рядом различных способов, общим свойством данных вариантов является создание циркуляции посредством импеллера, сконструированного в соответствии с принципами, раскрытыми заявителем в его предыдущих заявках, как было упомянуто выше, имеющего поверхности, конструктивно выполненные в соответствии с закономерностями Золотого Сечения. Подобный импеллер отличается тем, что поверхности,образующие импеллер, имеют кривизну в двух или трех измерениях, и практически отвечают закономерностям Золотого Сечения, причем любые изменения площади поперечного сечения также отвечают закономерностям Золотого Сечения. Примеры импеллера, который был признан наиболее подходящим для применения, показаны на фиг. 2 а и 2b. Данный импеллер, конструктивно выполненный в форме завитка раковины, содержит рабочее колесо 21 с парными лопастями 22 винтовой конфигурации, рабочие поверхности 23 и 24, практически соответствующие закономерностям Золотого Сечения и установленные на центральном валу 25,приводимом во вращение посредством двигателя. Конфигурация лопастей указанных импеллеров соответствует вихревым линиям центрального или воронкообразного участка кольцевого вихря, причем именно этот факт делает работу импеллера такой эффективной при создании кольцевого вихря. Следует отметить, что также возможно применение альтернативных конфигураций, например, импеллера с одной лопастью или с множеством лопастей с рабочими поверхностями, выполненными практически в соответствии с закономерностями Золотого Сечения. Эти рабочие поверхности могут практически соответствовать закономерностям Золотого Сечения по одной из осей по оси X, или по оси Y, или по оси Z; по двум из осей X, Y и Z; или по всем трем осям X, Y и Z. При начальном приведении импеллера во вращение внутри объема текучей среды он вызывает как осевое, так и вращательное перемещение потока текучей среды. Первоначально указанный импеллер создает высокую степень турбулентности, так как объем текучей среды вначале неподвижен. Однако по прошествии небольшого времени работы данного импеллера текучая среда приходит в круговое движение, как схематично показано на фиг. 3. Поскольку конструкция импеллера соответствует естественному потоку текучей среды, то постепенно все большая доля энергии, подводимой импеллером, передается текучей среде в виде кинетической энергии, а не турбулентности, при этом по мере ускорения объема текучей среды она приходит в движение по своим естественным законам в виде кольцевого вихря. При установившемся кольцевом вихре данный импеллер почти не проявляет тенденцию к образованию кавитации в широком диапазоне рабочих скоростей. В отличие от этого, работа обычного импеллера со скоростью, превышающей расчетный уровень, быстро приводит к кавитации. В первом варианте выполнения данного изобретения, как схематически представлено на фиг. 4, показан объем текучей среды 31, заключенный в цилиндрическом резервуаре 32, причем центральная ось резервуара 32 направлена вертикально. Внутри резервуара 32 установлен погружной двигатель 33,имеющий импеллер 34, причем ось двигателя и импеллера коаксиальна с центральной осью резервуара 32. Двигатель 33 может быть обычным способом прикреплен ко дну 35 резервуара. Как отмечено выше,импеллер 34 выполнен так, что его рабочие поверхности соответствуют закономерностям Золотого Сечения, как показано на фиг. 2 а или 2b. Как было сказано выше, работа импеллера 34 вызывает вращение жидкости в форме кольцевого вихря, как обозначено линиями 36 тока. Если текучая среда 31 является смесью, которая должна быть перемешена с приведением в гомогенное состояние, подобное перемешивание достигается эффективно. Преимущества предлагаемого устройства будут более понятны после сравнения с обычным смесительным устройством подобной конструкции. В подобном устройстве также используют цилиндрический резервуар с двигателем, приводящим в действие импеллер. Однако импеллер подобного устройства предназначен для приведения объема текучей среды во вращение вокруг центральной оси резервуара. Это приводит к ряду проблем. В подобном устройстве скорость потока текучей среды максимальна по периметру объема текучей среды, то есть у стенки резервуара. В результате значительная энергия тратится из-за потерь на трение при перемещении текучей среды относительно стенки. Напротив, в кольцевом вихре скорость потока текучей среды является наименьшей по периметру, то есть у стенки резервуара, так что потери на трение сводятся к минимуму. Кроме того, вследствие наличия вращательного движения в обычных устройствах вода стремится подняться на стенку по периметру в результате действия центробежной силы. При перемещении текучей среды в соответствии с кольцевым вихрем, как в представленных вариантах исполнения, уровень поверхности по краям остается практически постоянным. Следует отметить, что хотя в обоих случаях уровень воды в центре понижен, имеющая место динамика текучей среды значительно различается. Следует отметить, что, по меньшей мере, в относительно небольшом резервуаре после соз-3 008030 дания кольцевого вихря и подачи избыточной энергии возможно создать вращающуюся волну, циркулирующую по поверхности текучей среды. Динамика текучей среды этого волнового перемещения еще не полностью понятна, однако, известно, что вращается именно волна, а не сама текучая среда. Кроме того,перемешивание в обычном устройстве не эффективно. В подобном устройстве после создания устойчивого вращательного движения текучая среда стремится совершать вращение в виде фиксированной массы, наподобие колеса, с малым относительным перемещением внутри текучей среды. Известно, что такое вращение рассматривается как вращение твердого тела. При таком перемешивании его необходимо продолжать в течение относительно длительного времени. Наоборот, относительное перемещение текучей среды присуще внутренней части кольцевого вихря, при этом время перемешивания сводится к минимуму. Для запуска стандартного процесса перемешивания необходима большая мощность, что, в свою очередь, требует наличия двигателя соответствующих габаритов. В некоторых химических и фармацевтических технологических процессах приготовления смесей требуется осуществлять смешивание крупных партий вещества на протяжении длительного периода времени, порядка одного месяца. Выяснилось,что в некоторых случаях при прекращения данного процесса до завершения смешивания, например вследствие аварии в энергосистеме, возобновление данного процесса невозможно из-за ограничений,связанных с пусковой инерционностью. Мощности двигателя не хватает для возобновления процесса,вследствие чего вся партия отправляется в брак. Другой исторически сложившейся альтернативой является установка, прежде всего, более мощного двигателя. Очевидно, что такое решение приводит к значительной потере эффективности с экономической точки зрения. В противоположность этому, приготовление смесей посредством предлагаемого изобретения не требует избыточной мощности для запуска процесса, поскольку кольцевой вихрь представляет собой накопитель энергии. По мере добавления энергии она сохраняется в вихревом кольце. Таким образом, при запуске энергию подводят постепенно до тех пор, пока кольцевой вихрь не будет функционировать на уровне, при котором энергия, расходуемая на потери в данном устройстве, не будет равна подводимой энергии. Очевидно, что в любой реальной системе будут существовать некоторые потери. В простом примере варианта исполнения с резервуаром цилиндрической формы считается, что некоторые потери возникают вследствие резкого перехода, который имеется между дном и стенкой. Также считается, что подобные потери снижаются при выполнении резервуара с закругленным дном, например с дном сферического, а не плоского профиля. Тем не менее, даже в стандартном цилиндрическом резервуаре возможно создание устойчивого кольцевого вихря, обладающего высокой эффективностью. Фактически, вполне возможно создать поток текучей среды в виде кольцевого вихря в резервуаре нецилиндрической формы, и даже весьма сложной конфигурации. Особой характеристикой данного устройства является возможность создания устойчивого кольцевого вихря независимо от того, заставляют жидкость подниматься в центре или опускаться, при этом лишь направление внутреннего потока кольцевого вихря будет изменяться на обратное. Предполагается,что могут существовать некоторые области применения, в которых одно из направлений потока может быть несколько предпочтительнее. Также предполагается, что есть области применения, в частности, при использовании относительно неглубоких резервуаров, где возможно улучшение эксплуатационных качеств за счет надлежащего расположения импеллера между дном и поверхностью жидкости. Во втором варианте выполнения, как показано на фиг. 5, предложено устройство для ремедиации воды в резервуаре водонапорной башни такого типа, который используют в сетях городского водоснабжения. Водонапорные башни широко используются службами водоснабжения в качестве средства обеспечения требуемой подачи воды под необходимым давлением во время периодов максимальной потребности в воде. Во время отсутствия пиковых периодов подача воды осуществляется насосной станцией,причем часть воды поступает потребителям, а другая часть подается насосом в поднятый резервуар водонапорной башни. В периоды максимальной потребности в воде, когда спрос превышает производительность питательной системы, дополнительную подачу воды обеспечивают от водонапорной башни. Стандартной конструкцией подобных водонапорных башен является конструкция, при которой подвод и отвод воды осуществляется через одну и ту же трубу, подсоединенную у дна резервуара или около него. Однако такое решение вызывает проблемы. Дело в том, что на протяжении большей части года объем воды, добавляемой в резервуар и отводимой из него, составляет весьма небольшую в процентном соотношении часть от общей емкости. По меньшей мере, на протяжении теплых месяцев года нормальным считается нагрев воды до температуры, превышающей температуру подаваемой в резервуар воды. Добавляемую в это время в резервуар воду подают у дна резервуара и, поскольку она холоднее,чем общий объем воды в данном резервуаре, она остается в слое, лежащем на дне резервуара. При отводе воды из данного резервуара в первую очередь отводят именно эту холодную воду, находящуюся у дна резервуара. Следствием этого является расслоение объема воды и отсутствие циркуляции воды вверху резервуара, а также отсутствие ее отвода и замены свежей водой, как происходит с лежащими ниже слоями воды. Такой застой приводит к загрязнению верхних слоев воды. С целью предотвращения подобного загрязнения службами водоснабжения предусмотрено добавление химических веществ, кото-4 008030 рые, однако, относительно дороги, а также нежелательны с точки зрения качества воды. Альтернативно предусмотрена возможность использования насосов или лопастных мешалок, но их эффективность намного меньше, чем в заявленном изобретении, поскольку они создают турбулентный поток вместо первичного кольцевого вихря. Согласно второму варианту исполнения, импеллер 42, описанный в связи с первым вариантом исполнения и приводимый во вращение соответствующим двигателем, расположен в центре внутри резервуара водонапорной башни 41, причем вертикальные оси вращения импеллера 42 и двигателя совпадают. Импеллер 42 может быть расположен относительно низко внутри объема воды, чтобы избежать проблемы в работе при низком уровне воды. В электрической схеме двигателя предусмотрено реле 43 уровня для отключения двигателя при слишком низком падении уровня воды в водонапорной башне 41, препятствующее работе двигателя, если импеллер 42 не покрыт водой. В результате работы импеллера 42 внутри объема воды возникает устойчивый кольцевой вихрь, который обеспечивает циркуляцию воды, удерживаемой внутри водонапорной башни, при весьма низком уровне энергопотребления. Благодаря указанной циркуляции расслоение воды либо не возникает, либо его устраняют. Предполагается, что в результате эффективности кольцевого вихря и работы импеллера, сконструированного согласно закономерностям Золотого Сечения, двигатель с мощностью в диапазоне 20-100 Вт подойдет для большинства водонапорных башен. Затраты на работу подобного двигателя значительно меньше,чем стоимость добавляемых для борьбы с загрязнением химических веществ. Используемая мощность настолько мала, что экономически выгодным вариантом может быть использование солнечной энергии. В третьем варианте выполнения, показанном на фиг. 6, предложено устройство для ремедиации воды и/или устройство поддержания воды в надлежащем состоянии для водоемов, например, для городских парков. Общеизвестно, что подобные водоемы страдают от загрязнений вследствие отсутствия аэрации, что приводит к гибели рыбы и аэробных растений, а также к зарастанию неприятной плесенью,грибками, возникновению ботулизма и размножению комаров. В неподвижном водоеме вода расслаивается, при этом холодная вода остается у дна водоема, а более теплая вода - в его верхней части, что усугубляет данные проблемы. Попытки уменьшить загрязнение посредством аэрации или другим путем успешны лишь отчасти, поскольку они не обеспечивают полную циркуляцию воды, а рассчитаны лишь на диффузию сжатого воздуха в застойные нижние слои. Для расслоившейся среды указанная диффузия не очень результативна. В третьем варианте исполнения водоем 51 оборудован небольшим двигателем 52, приводящим во вращение импеллер 53 такого типа, какой описан в первом варианте исполнения. Двигатель 52 с вертикальной осью установлен приблизительно в центре водоема 51, а импеллер 53 погружен в воду водоема. Циркуляцию воды создает непрерывная работа двигателя 52. Через некоторое время поток среды приобретает структуру кольцевого вихря. В результате возникает циркуляция и перемешивание всего объема воды водоема 51. Циркуляция устраняет расслоение и приводит к непрерывному перемешиванию аэрированного поверхностного слоя со всей остальной водой,тем самым, обеспечивая аэрацию всего объема воды. Преимущества данного варианта исполнения реализуются посредством двигателя, имеющего весьма небольшие относительные габариты. При проведении испытаний, восстановление водоема с площадью поверхности приблизительно в один акр (0,4 га)(1,7 млн галлонов (7,7 млн л было достигнуто в пределах двух недель за счет работы двигателя мощностью 40 Вт. Предполагается, что для поддержания данного водоема в здоровом состоянии потребуется даже меньшая мощность. При подаче энергии от питающей сети затраты на электричество составили бы менее 50 долларов ежегодно, что значительно меньше затрачиваемых средств на проведение химической обработки и при этом более результативно. Кроме того, поскольку циркуляция воздействует на весь водоем, благодаря свойству потока текучей среды внутри кольцевого вихря, по периметру водоема движение жидкости будет очень слабым и, фактически, почти незаметным для невооруженного глаза. Таким образом, данная циркуляция текучей среды не будет создавать проблему, связанную с разрушением берега, окружающего водоем. В другом испытании резервуар для водоснабжения в 1 млн галлонов (4,5 млн л) при площади в 0,5 акра (20 га) и глубине 16 футов (4,9 м) полностью был перемешан за 20 ч посредством двигателя мощностью 24 Вт. В одном из применений третьего варианта выполнения двигатель в сборке с импеллером могут быть закреплены на стойке, несущей также панель с фотоэлементами, обеспечивающими мощность, необходимую для работы двигателя. Для обеспечения непрерывности потока указанную конструкцию можно использовать в сочетании с аккумулятором. Как вариант, предполагается, что качество воды будет поддерживаться на удовлетворительном уровне во многих случаях за счет периодической работы импеллера, которая будет осуществляться только при наличии солнечного света, достаточного для приведения в действие двигателя. При таком конструктивном решении отпадает необходимость в обеспечении подачи питания от электрической сети к установке, находящейся в центре большого объема воды В другом применении третьего варианта выполнения двигатель, импеллер и панель с фотоэлектрическими элементами выполнены с опорой на плавучее средство, а вся сборная конструкция закреплена у дна водоема соответствующим якорным устройством. Подобная конструкция может применяться для-5 008030 относительно глубокого водоема, где невозможно создать опору для данной сборной конструкции на дне водоема или для водоема, в котором уровень воды подвержен значительным колебаниям. Следует отметить, что для данных вариантов исполнения, несмотря на то, что наилучшие эксплуатационные качества предполагается получить при размещении импеллера в центре водоема, или при вертикальном положении оси резервуара или водонапорной башни, было выявлено, что данные устройства эффективно работают даже при расположении воронкообразного участка кольцевого вихря на значительном расстоянии от центрального участка. Для различных случаев третьего варианта исполнения следует понимать, что множество водоемов в плане имеют весьма неправильные очертания. В действительности, в некоторых случаях, водоем может состоять из двух или более бассейнов, соединенных относительно узким протоком. Следует понимать,что в этих обстоятельствах уместно использовать для работы более одного импеллера, с возможностью создания более одного вихря. В подобных ситуациях важно, чтобы вихри взаимодействовали друг с другом посредством образования вихрей с надлежащим вращением. Дополнительная область применения третьего варианта исполнения связана с рыбоводческими хозяйствами. В данном варианте относительно низкая скорость воды почти по всему водоему, за исключением области образования воронки, при обеспечении высокого уровня циркуляции и аэрации, создает идеальную среду для разведения рыбы. При этом наблюдался интересный факт, что рыба, проходящая через воронкообразный участок вихревого кольца, не испытывает какого-либо заметного отрицательного воздействия. Данный импеллер расширяется по логарифмической кривой от входа к выходу и тем самым обеспечивает следующие исключительные преимущества: он не причиняет вреда рыбе и другим живым организмам, а также не так легко загрязняется водорослями или пластмассой, как другие традиционные устройства. Полная циркуляция и превосходная аэрация объема жидкости, представленные в третьем варианте исполнения, также содействуют технологической обработке, наиболее подходящей для установок очистки сточных вод. В каждом из описанных вариантов исполнения, при вращении импеллера на высоких скоростях, создается вихревая трубка с разрежением в центре движения жидкости. Воздух из трубки втягивается прямо к импеллеру и активно распространяется по всей жидкости эффективным и равномерным способом. Этот весьма недорогой способ аэрации жидкости особенно актуален для очистки канализационных систем, для рыбоводческих хозяйств и многих областей промышленности. Установлено, что в раскрытых выше вариантах выполнения высоту и ширину кольцевого вихря можно регулировать подбором угла установки лопасти импеллера. Выяснилось, что в некоторых областях применения желательно создавать кольцевой вихрь с помощью импеллера, вращающегося вокруг практически горизонтальной оси. В действительности кольцевой вихрь может быть создан при различных углах оси импеллера, промежуточных между вертикальным и горизонтальным положением. Оптимальный угол определяется областью применения. Вышеописанные варианты исполнения определяют лишь некоторые потенциальные области применения, где можно использовать данное изобретение. При использовании кольцевого вихря в данных областях применения экономический эффект извлекают за счет использования естественной структуры потока. Следует понимать, что объем данного изобретения не следует ограничивать отдельными вариантами исполнения, раскрытыми выше. В данном описании, если контекст не требует иного, термин содержать или его производные, такие как содержит или содержащий, следует понимать как подразумевающий включение указанного целого или группы целых, но не исключение из любого другого целого или группы целых. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Устройство для циркуляции текучей среды, предназначенное для работы в ограниченном объеме текучей среды, содержащее импеллер, конструктивно выполненный практически в соответствии с закономерностями Золотого Сечения или геометрии Фибоначчи и размещенный внутри объема текучей среды с возможностью создания и поддержания практически во всем объеме текучей среды циркуляции в виде кольцевого вихря. 2. Устройство для циркуляции текучей среды по п.1, в котором импеллер конструктивно выполнен практически в соответствии со строением центральной части или других частей спиралевидной раковины брюхоногого моллюска или другой морской раковины, отвечающих закономерностям Золотого Сечения. 3. Устройство для циркуляции текучей среды по п.1 или 2, в котором форма импеллера соответствует линиям тока, направлению течения или вихревым линиям внутри воронкообразного, или центрального участка, или иного участка кольцевого вихря. 4. Устройство для циркуляции текучей среды по любому из пп.1-3, в котором импеллер имеет рабочую поверхность с конфигурацией, практически отвечающей по меньшей мере одной логарифмической кривой, подчиняющейся правилу Золотого Сечения.-6 008030 5. Устройство для циркуляции текучей среды по п.4, в котором указанная рабочая поверхность практически соответствует закономерностям Золотого Сечения по одной из осей: по оси X, или по оси Y,или по оси Z. 6. Устройство для циркуляции текучей среды по п.5, в котором указанная рабочая поверхность практически соответствует закономерностям Золотого Сечения по любым двум из осей X, Y и Z. 7. Устройство для циркуляции текучей среды по п.4, в котором указанная рабочая поверхность практически соответствует закономерностям Золотого Сечения по трем осям X, Y и Z. 8. Устройство для циркуляции текучей среды по любому из пп.1-7, в котором объем текучей среды представляет собой объем жидкости в практически цилиндрическом резервуаре с направленной вверх центральной осью, в котором импеллер расположен внутри указанной жидкости с возможностью вращения вокруг оси, практически коаксиальной с центральной осью резервуара. 9. Устройство для перемешивания объема жидкости, заключенного внутри резервуара или емкости,содержащее импеллер, конструктивно выполненный практически в соответствии с закономерностями Золотого Сечения или геометрии Фибоначчи и расположенный внутри жидкости с возможностью создания в результате вращения циркуляции указанной жидкости в форме кольцевого вихря. 10. Устройство для перемешивания по п.9, в котором форма импеллера соответствует линиям тока,направлению течения или вихревым линиям внутри воронкообразного или центрального участка кольцевого вихря. 11. Устройство для перемешивания по п.9 или 10, в котором импеллер имеет рабочую поверхность с конфигурацией, практически отвечающей по меньшей мере одной логарифмической кривой, подчиняющейся правилу Золотого Сечения. 12. Устройство для перемешивания по любому из пп.9-11, в котором импеллер установлен практически горизонтально. 13. Устройство для перемешивания по любому из пп.9-12, в котором резервуар или емкость представляет собой практически цилиндрический резервуар с направленной вверх центральной осью, выполненный с возможностью вращения вокруг оси вращения, практически коаксиальной с центральной осью резервуара. 14. Устройство для перемешивания по п.13, в котором дно резервуара выполнено изогнутым. 15. Устройство для перемешивания по п.14, в котором дно цилиндрического резервуара представляет собой сферический участок. 16. Устройство для ремедиации воды в резервуаре, содержащее импеллер, конструктивно выполненный практически в соответствии с закономерностями Золотого Сечения или геометрии Фибоначчи и находящийся в процессе эксплуатации внутри объема воды с возможностью вращения для создания и поддержания циркуляции воды в виде кольцевого вихря. 17. Устройство для ремедиации воды по п.16, в котором форма импеллера соответствует линиям движения текучей среды, направлениям течения или вихревым линиям внутри воронкообразного или центрального участка кольцевого вихря. 18. Устройство для ремедиации воды по п.16 или 17, в котором импеллер имеет рабочую поверхность, имеющую конфигурацию, практически отвечающую по меньшей мере одной логарифмической кривой, подчиняющейся правилу Золотого Сечения. 19. Устройство для ремедиации воды по любому из пп.16-18, в котором ось вращения импеллера направлена вверх. 20. Устройство для ремедиации воды по п.19, в котором ось вращения импеллера практически вертикальна. 21. Устройство для ремедиации воды по любому из пп.16-20, в котором резервуар с водой представляет собой бак водонапорной башни, связанный с сетевым водоснабжением, а циркуляция воды предназначена для устранения или предотвращения образования расслоения внутри объема воды. 22. Устройство для ремедиации воды по любому из пп.16-20, в котором резервуар с водой представляет собой водоем, а циркуляция воды направлена на поддержание аэрации всего объема воды.