RU128660U1

RU128660U1 - UNIT FOR RECEIVING ELECTRIC POWER IN HOME

Info

Publication number: RU128660U1
Application number: RU2012147046/06U
Authority: RU
Inventors: Алексей Александрович Кузилин
Original assignee: Алексей Александрович Кузилин
Priority date: 2012-11-07
Filing date: 2012-11-07
Publication date: 2013-05-27

Abstract

1. Агрегат для получения электроэнергии в домашних условиях, содержащий топочное устройство с трубой для отвода отходящих газов и генератор электрической энергии, отличающийся тем, что он дополнительно содержит емкость с органическим веществом с температурой кипения свыше 200°C, установленную с возможностью нагрева топочным устройством, микротурбину, подключенную к валу генератора электрического тока, вход микротурбины по пару подключен к указанной емкости с органическим веществом, а выход по пару органического вещества - к теплообменнику-рекуператору, выход которого подключен к емкости с органическим веществом.2. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что охлаждающий контур теплообменника-рекуператора подключен к системе отопления дома.3. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что в качестве органического вещества использованы многоатомные спирты, синтетические смазочные масла на основе кремнийорганических жидкостей, парафин и другие высшие предельные углеводороды.4. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что емкость с органическим веществом, по меньшей мере, частично размещена в топочном устройстве.1. The unit for generating electricity at home, containing a furnace device with a pipe for exhaust gas and an electric energy generator, characterized in that it further comprises a container with organic matter with a boiling point above 200 ° C, installed with the possibility of heating the furnace device, a microturbine connected to the shaft of an electric current generator, a microturbine inlet in a couple connected to a specified container with organic matter, and an outlet in a pair of organic matter to a heat exchange Ku recuperator, whose output is connected to the container with organic veschestvom.2. The unit according to claim 1, characterized in that the cooling circuit of the heat exchanger-recuperator is connected to the heating system of the house. The unit according to claim 1, characterized in that polyhydric alcohols, synthetic lubricants based on organosilicon liquids, paraffin and other higher saturated hydrocarbons are used as organic matter. The unit according to claim 1, characterized in that the container with organic matter is at least partially placed in the combustion device.

Description

Техническое решение относится к области энергетики, а именно, к области генерирования электрической энергии, и может быть использовано в качестве электрогенератора в условиях малых поселений, удаленных объектов, а также с не стабильной подачей электрической энергии.The technical solution relates to the field of energy, namely, to the field of electric energy generation, and can be used as an electric generator in small settlements, remote sites, as well as with an unstable supply of electric energy.

В дальнейшем при характеристике разработанного технического решения будет использован термин «нагреваемый элемент». В рамках данного описания он означает конструктивную деталь двигателя внешнего сгорания, принимающего тепловую энергию. В качестве нагреваемого элемента могут быть использованы теплообменник, теплообменный цилиндр, а также аналогичные конструктивные элементы.In the future, when characterizing the developed technical solution, the term "heated element" will be used. In the framework of this description, it means a structural part of an external combustion engine that receives thermal energy. As a heated element, a heat exchanger, a heat exchange cylinder, and similar structural elements can be used.

Также при характеристике разработанного технического решения в дальнейшем будет использован термин «теплогенератор». В рамках данного описания он означает любое устройство, способное при сжигании органического материала генерировать тепловую энергию.Also, when characterizing the developed technical solution, the term “heat generator” will be used in the future. In the framework of this description, it means any device capable of generating thermal energy when burning organic material.

Известна (SU, авторское свидетельство 1760147) электротеплостанция, содержащая дизельную силовую установку, котел - утилизатор и электрогенератор, приводимый во вращение дизелем. При работе электротеплостанции происходит сжигание топлива в цилиндрах дизеля и в топке котла-утилизатора, куда подают выхлопные газы дизеля, и получение электрической энергии от электрогенератора, приводимого во вращение дизелем, и тепловой энергии от котла-утилизатора, причем количество сжигаемого в котле-утилизаторе топлива регулируют в диапазонах относительных электрической и тепловой нагрузок 0,2-1,0 и 0,4-1,0 соответственно.Known (SU, copyright certificate 1760147) is an electric power plant containing a diesel power plant, a boiler - a heat recovery unit and an electric generator driven by a diesel engine. During the operation of the electric heating station, fuel is burned in the cylinders of the diesel engine and in the furnace of the recovery boiler, where the exhaust gases of the diesel engine are supplied, and electric energy is generated from the electric generator driven by the diesel engine and thermal energy from the recovery boiler, and the amount of fuel burned in the recovery boiler regulate in the ranges of relative electrical and thermal loads of 0.2-1.0 and 0.4-1.0, respectively.

Недостатком известной электротеплостанции следует признать ее низкую экономичность, необходимость подвоза жидкого топлива для дизельной силовой установки, а также ее стационарность.A disadvantage of the known electrothermal power station should be recognized as its low efficiency, the need for the supply of liquid fuel for a diesel power plant, as well as its stationarity.

Известен (RU, патент 2035667) теплоэлектрогенератор, содержащий корпус, в котором размещены топочное устройство с трубой для отвода отходящих газов, встроенное в водяной кожух охлаждения и включающее керамическую горелку, подключенную к газопроводу с запорно-регулирующей арматурой, вентилятор с патрубками забора и подачи воздуха, зажигательное устройство и теплообменник, соединенный трубопроводом с водяным кожухом охлаждения и через циркуляционный насос и трехпозиционный вентиль с системой отопления и/или бойлером системы горячего водоснабжения, блок управления вентилятором, запорно-регулирующей арматурой, циркуляционным насосом и трехпозиционным вентилем. Кроме того, устройство дополнительно содержит теплообменник-рекуператор, термоэмиссионные преобразователи, включающие эмиттеры, коллекторы, тепловые трубы и общую систему охлаждения, а также инвертор, включенный в систему энергоснабжения, при этом теплообменник-рекуператор размещен в среде отходящих газов между керамическими горелками и теплообменником с возможностью нагрева воздуха после вентилятора, тепловые трубы установлены в верхней части топочного устройства и взаимодействуют с коллекторами и системой охлаждения, последняя образует с теплообменником, водяным кожухом охлаждения, системой отопления и/или бойлером системы горячего водоснабжения единый контур циркуляции теплоносителя, причем керамические горелки выполнены в виде горелок инфракрасного излучения, а эмиттеры расположены в зоне их излучения и скоммутированы вместе с коллекторами на инвертор.Known (RU, patent 2035667) is a heat generator comprising a housing in which a furnace device with a pipe for exhaust gas is located, integrated in a water cooling casing and including a ceramic burner connected to a gas pipeline with shut-off and control valves, a fan with intake and air supply nozzles , an ignition device and a heat exchanger connected by a pipe to a water cooling casing and through a circulation pump and a three-position valve with a heating system and / or a hot water boiler abzheniya, a fan control unit, shut-off control valves, circulating pump and a three-position valve. In addition, the device further comprises a heat exchanger-recuperator, thermionic converters including emitters, collectors, heat pipes and a common cooling system, as well as an inverter included in the power supply system, while the heat exchanger-recuperator is placed in the exhaust gas medium between the ceramic burners and the heat exchanger with the possibility of heating the air after the fan, heat pipes are installed in the upper part of the combustion device and interact with the collectors and the cooling system, the latter Braz with heat exchanger, water jacket cooling, heating and / or hot water boiler system of a single heating medium circuit, wherein the ceramic burner are designed as infrared burners, and their emitters are arranged in the radiation zone and switched together with collectors to the inverter.

Недостатком известного устройства следует признать сложность конструкции, а также ее стационарность.A disadvantage of the known device should be recognized as the complexity of the design, as well as its stationarity.

Технический результат, получаемый при реализации разработанного технического решения, состоит в упрощении конструкции средства получения электрической энергии.The technical result obtained by the implementation of the developed technical solution consists in simplifying the design of the means for generating electrical energy.

Для достижения указанного технического результата предложено использовать агрегат для получения электроэнергии в домашних условиях. Разработанный агрегат содержит топочное устройство с трубой для отвода отходящих газов и генератор электрической энергии. Кроме того он дополнительно содержит емкость с органическим веществом с температурой кипения свыше 200°С, установленную с возможностью нагрева топочным устройством, микро-турбину, подключенную к валу генератора электрического тока, вход мини-турбины по пару подключен к указанной емкости с органическим веществом, а выход по пару органического вещества - к теплообменнику-рекуператору, выход которого подключен к емкости с органическим веществом.To achieve the specified technical result, it is proposed to use the unit to produce electricity at home. The developed unit contains a furnace device with a pipe for exhaust gas and an electric energy generator. In addition, it additionally contains a container with organic matter with a boiling point above 200 ° C, installed with the possibility of heating by a combustion device, a micro-turbine connected to the shaft of an electric current generator, the input of a mini-turbine is connected in a couple to a specified container with organic matter, and steam output of organic matter - to a heat exchanger-recuperator, the output of which is connected to a container with organic matter.

В качестве топочного устройства может быть использована любая печь, применяемая в быту для приготовления пищи или обогрева помещения. Указанная печь может работать на любом топливе - жидком, твердом или газовом топливе.As a furnace device, any oven used in everyday life for cooking or heating a room can be used. The specified furnace can operate on any fuel - liquid, solid or gas fuel.

При горении топлива в топочном устройстве выделяющаяся тепловая энергия разогревает органическое вещество с высокой температурой кипения с образованием пара, пар органического вещества поступает в микро-турбину. Вращение микро-турбины приводит к вращению вала генератора электрического тока. Получаемая электрическая энергия обеспечивает освещение помещения, а также работу типового набора электрических бытовых приборов (холодильник, телевизионный приемник, компьютер). Прошедший через микро-турбину пар органического вещества охлаждается в теплообменнике - рекуператоре до температуры конденсации и поступает обратно в емкость с органическим веществом.When burning fuel in a combustion device, the released thermal energy heats the organic matter with a high boiling point to form steam, the steam of organic matter enters the micro-turbine. The rotation of the micro-turbine rotates the shaft of the electric current generator. Received electrical energy provides lighting for the room, as well as the operation of a typical set of electrical household appliances (refrigerator, television, computer). The vapor of organic matter passing through the micro-turbine is cooled in the heat exchanger - recuperator to the condensation temperature and enters back into the container with the organic matter.

Объем и тепловые характеристики органического вещества, а также технологические характеристики теплообменника -рекуператора зависят от используемой микро-турбины.The volume and thermal characteristics of the organic matter, as well as the technological characteristics of the heat exchanger-recuperator, depend on the micro-turbine used.

В некоторых вариантах реализации охлаждающий (водяной) контур теплообменника - рекуператора может быть подключен к системе отопления дома. Также он может быть подключен для лучшего охлаждения воды к дополнительному теплообменнику.In some embodiments, the cooling (water) circuit of the heat exchanger-recuperator can be connected to a home heating system. It can also be connected for better cooling water to an additional heat exchanger.

В качестве органического вещества могут быть использованы многоатомные спирты, синтетические смазочные масла на основе кремнийорганических жидкостей, парафин и другие высшие предельные углеводороды. Желательно использовать нетоксичные плохо воспламеняющиеся вещества.Polyhydric alcohols, synthetic lubricants based on organosilicon liquids, paraffin and other higher saturated hydrocarbons can be used as organic substances. It is advisable to use non-toxic, flammable substances.

Для лучшего обогрева емкости с органическим веществом желательно, чтобы емкость с органическим веществом, по меньшей мере, частично была размещена в топочном устройстве.For better heating of the container with organic matter, it is desirable that the container with organic matter, at least partially, be placed in the combustion device.

В базовом варианте агрегат может быть реализован следующим образом.In the basic version, the unit can be implemented as follows.

Отдельно расположенная в лесу усадьба лесника включает жилой дом с печным отоплением в виде дровяной печи, а также подсобные помещения и водоем. Агрегат представляет собой дровяную печь, в которую вмурована емкость с залитым в нее глицерином. Выход емкости по пару через вентиль подключен к входу микро-турбины. Микро-турбина установлена с возможностью вращение вала электрогенератора. Выход по пару микро-турбины подключен к первому входу теплообменника - рекуператора. Первый выход теплообменника рекуператора подключен к емкости с глицерином. Второй вход теплообменника-рекуператора подключен шлагом через насос к водоему. Насос запитан от электрического аккумулятора, а также подключен к генератору электрического тока.The forester’s estate, located separately in the forest, includes a residential building with stove heating in the form of a wood stove, as well as utility rooms and a reservoir. The unit is a wood stove, in which a container with glycerin poured into it is embedded. The output of the tank in a couple through a valve is connected to the inlet of the micro-turbine. The micro-turbine is installed with the possibility of rotation of the shaft of the generator. The output of a pair of micro-turbines is connected to the first input of the heat exchanger - recuperator. The first outlet of the heat exchanger of the recuperator is connected to a tank with glycerin. The second input of the heat exchanger-recuperator is connected by a hose through a pump to a reservoir. The pump is powered by an electric battery and is also connected to an electric current generator.

При необходимости выработки электрической энергии разжигают печь, разогревают глицерин в емкости до температуры кипения, открывают вентиль, пары глицерина поступают в микротурбину с передачей вращения на генератор. Одновременно подключают насос, подающий воду в теплообменник - рекуператор. Генератор вырабатывает электрическую энергии, в теплообменнике -рекуператоре происходит частичная конденсация паров глицерина, сконденсированный глицерин возвращается в емкость. Охлаждающая вода поступает из теплообменника - рекуператора в водоем.If necessary, generate electric energy, kindle the furnace, heat glycerin in a container to the boiling point, open the valve, glycerol vapor enters the microturbine with rotation transmitted to the generator. At the same time, a pump is connected that supplies water to the heat exchanger - recuperator. The generator generates electrical energy, partial condensation of glycerol vapor occurs in the heat exchanger-recuperator, the condensed glycerin is returned to the tank. Cooling water comes from a heat exchanger - recuperator to a reservoir.

Claims

1. The unit for generating electricity at home, containing a furnace device with a pipe for exhaust gas and an electric energy generator, characterized in that it further comprises a container with organic matter with a boiling point above 200 ° C, installed with the possibility of heating the furnace device, a microturbine connected to the shaft of an electric current generator, a microturbine inlet in a couple connected to a specified container with organic matter, and an outlet in a pair of organic matter to a heat exchange Ku recuperator, the output of which is connected to the container with the organic matter.

2. The unit according to claim 1, characterized in that the cooling circuit of the heat exchanger-recuperator is connected to the heating system of the house.

3. The unit according to claim 1, characterized in that polyhydric alcohols, synthetic lubricants based on organosilicon liquids, paraffin and other higher saturated hydrocarbons are used as organic matter.

4. The unit according to claim 1, characterized in that the container with organic matter is at least partially placed in the combustion device.