RU2327055C1 - Hot-pipe electrostatic generator - Google Patents

Hot-pipe electrostatic generator Download PDF

Info

Publication number
RU2327055C1
RU2327055C1 RU2006137522/06A RU2006137522A RU2327055C1 RU 2327055 C1 RU2327055 C1 RU 2327055C1 RU 2006137522/06 A RU2006137522/06 A RU 2006137522/06A RU 2006137522 A RU2006137522 A RU 2006137522A RU 2327055 C1 RU2327055 C1 RU 2327055C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hot
casing
cold
wall
dielectric
Prior art date
Application number
RU2006137522/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Сергеевич Ежов (RU)
Владимир Сергеевич Ежов
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный технический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный технический университет" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный технический университет"
Priority to RU2006137522/06A priority Critical patent/RU2327055C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2327055C1 publication Critical patent/RU2327055C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

FIELD: heat power engineering.
SUBSTANCE: generator housing consists of a ring with a cold and hot face walls, a casing coaxially arranged in the ring with gaps between its top and bottom end faces and the hot and cold walls communicating with the steam source accompanied by formation of evaporation and condensation zones, and U-shaped partition made from dielectric, its upper bar adjoins the hot wall inner surface to divide a conducting layer and evaporation zone into two parts, while vertical space between the ring, casing, hot and cold walls is divided into two equal-size compartments filled with fuses made from porous materials with varying electrochemical properties and adjoining the various sectors of the conducting layer, nearby the hot wall, make the collector of opposite charges and are provided with terminals. A dielectric liquid is the working medium.
EFFECT: increased efficiency of the generator.
4 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для утилизации вторичных тепловых энергоресурсов и низкопотенциальной тепловой энергии природных источников, а именно для трансформации тепловой энергии в электрическую.The present invention relates to a power system and can be used for the disposal of secondary thermal energy and low-potential thermal energy of natural sources, namely, for the transformation of thermal energy into electrical energy.

Известен электростатический генератор, содержащий цилиндрический ротор из диэлектрика, статор из полупроводникового материала, индукторы, ионизаторы, электростатический возбудитель и корпус (а.с. СССР №202290, М. кл. Н02N 1/10, 1967).Known electrostatic generator containing a cylindrical rotor made of a dielectric, a stator made of semiconductor material, inductors, ionizers, electrostatic pathogen and housing (AS USSR No. 202290, M. CL H2N 1/10, 1967).

Недостатками известного электростатического генератора являются необходимость механического привода для вращения ротора генератора, что обусловливает невозможность его эксплуатации при использовании вторичных тепловых энергоресурсов и природных источников низкопотенциального тепла.The disadvantages of the known electrostatic generator are the need for a mechanical drive to rotate the rotor of the generator, which makes it impossible to use it when using secondary thermal energy and natural sources of low potential heat.

Более близким к предлагаемому изобретению является электростатический генератор, содержащий насос, систему трубопроводов, корпус, в который помещены пористые пластины (фитили), изготовленные из материалов, позволяющих получать положительные и отрицательные заряды жидкому диэлектрику (диэлектрической жидкости), прокачиваемому через них, и переносить эти заряды на коллекторы (а.с. СССР №66073, М. кл. Н02N 3/00, 1940).Closer to the proposed invention is an electrostatic generator containing a pump, a piping system, a housing in which porous plates (wicks) are made, made of materials that allow to receive positive and negative charges to a liquid dielectric (dielectric fluid) pumped through them, and to transfer these charges on the collectors (AS USSR No. 66073, M. class. Н02N 3/00, 1940).

Основными недостатками известного устройства (теплового двигателя) являются громоздкость конструкции, затраты энергии для привода циркуляционного насоса, что сужает область его применения и, в конечном счете, снижает его эффективность.The main disadvantages of the known device (heat engine) are the bulkiness of the structure, energy costs for driving a circulation pump, which narrows the scope of its application and, ultimately, reduces its effectiveness.

Техническим результатом, на решение которого направлено предлагаемое изобретение, является повышение эффективности электростатического генератора.The technical result, the solution of which the invention is directed, is to increase the efficiency of the electrostatic generator.

Технический результат достигается в теплотрубном электростатическом генераторе (ТТЭСГ), который содержит: корпус, выполненный из диэлектрического материала и состоящий из обечайки, заглушенной с обоих торцов горячей стенкой, покрытой изнутри слоем электропроводящего материала и холодной стенкой, выполненного из диэлектрического материала и помещенного внутрь обечайки коаксиально кожуха таким образом, что между его верхним торцом и горячей стенкой, нижним торцом и холодной стенкой имеются зазоры, сообщающиеся с каналом транспортировки пара, образующие зоны испарения и конденсации; вертикальную П-образную перегородку, выполненную из диэлектрического материала, верхняя перекладина которой примыкает к внутренней поверхности испарительной стенки и делит на два сектора: электропроводный слой и зону испарения, а вертикальные полосы - полость между обечайкой, кожухом, горячей и холодной стенками на два равных по своим размерам отсека, заполненных фитилями, выполненными из разных по своим электрохимическим характеристикам пористых материалов, позволяющих получать положительные или отрицательные заряды в рабочем теле и примыкающих у горячей стенки к разным секторам электропроводного слоя, служащим коллекторами положительных и отрицательных зарядов и снабженных наружными клеммами, причем в качестве рабочего тела используется диэлектрическая жидкость.The technical result is achieved in a heatpipe electrostatic generator (TTESG), which contains: a housing made of dielectric material and consisting of a shell muffled at both ends by a hot wall, internally coated with a layer of electrically conductive material and a cold wall made of dielectric material and placed inside the shell coaxially the casing in such a way that there are gaps between its upper end and the hot wall, lower end and cold wall that communicate with the transport channel steam ki forming evaporation and condensation zones; a vertical U-shaped partition made of dielectric material, the upper crossbar of which adjoins the inner surface of the evaporation wall and is divided into two sectors: the electrically conductive layer and the evaporation zone, and the vertical stripes are the cavity between the shell, the casing, the hot and cold walls, two equal in size its dimensions of the compartment filled with wicks made of porous materials of different electrochemical characteristics, which allow receiving positive or negative charges in the working fluid and adjacent to the hot wall to different sectors of the electrically conductive layer, which serve as collectors of positive and negative charges and equipped with external terminals, and a dielectric fluid is used as a working fluid.

На фиг.1 представлен предлагаемый теплотрубный электростатический генератор (ТТЭСГ).Figure 1 presents the proposed heat pipe electrostatic generator (TTESG).

На фиг.2 - разрез по В-В на фиг.1.Figure 2 is a section along BB in figure 1.

На фиг.3 - разрез по А-А на фиг.1.Figure 3 is a section along aa in figure 1.

На фиг.4 - разрез по Б-Б на фиг.1.Figure 4 is a section along BB in figure 1.

ТТЭСГ состоит из корпуса 1, выполненного из диэлектрического материала, состоящего из обечайки 2, заглушенной с обоих торцов горячей стенкой 3, покрытой изнутри слоем электропроводящего материала 4 и холодной стенкой 5, также выполненного из диэлектрического материала и помещенного внутрь обечайки 2 коаксиально кожуха 6 таким образом, что между его верхним торцом и горячей стенкой 3, нижним торцом и холодной стенкой 5 имеются зазоры 7 и 8, сообщающиеся с каналом транспортировки пара 9 и образующие зоны испарения и конденсации 10, 11, соответственно; вертикальной П-образной перегородки 12, выполненной из диэлектрического материала, верхняя перекладина которой примыкает к внутренней поверхности горячей стенки 3 и делит напополам слой электропроводящего материала 4 и зону испарения 10, а вертикальные полосы - полость между обечайкой 2, кожухом 6, горячей стенкой 3 и холодной стенкой 5 - на равные по своим размерам отсеки 13 и 14. Отсек 13 заполнен фитилем 15, выполненным из пористого материала, позволяющего получать положительные заряды в рабочем теле, который у горячей стенки 3 примыкает к своему сектору слоя электропроводящего материала 4, служащего коллектором положительных зарядов 16 и снабженного наружной клеммой 17, а отсек 14 заполнен фитилем 18, выполненным из пористого материала, позволяющего получать отрицательные заряды в рабочем теле, который у холодной стенки 5 примыкает к своему сектору слоя электропроводящего материала 4, служащего коллектором отрицательных зарядов 19 и снабженного наружной клеммой 20, причем в качестве рабочего тела используется диэлектрическая жидкость.TTESG consists of a housing 1 made of a dielectric material, consisting of a shell 2, a hot wall 3, muffled from both ends, internally coated with a layer of electrically conductive material 4 and a cold wall 5, also made of dielectric material and placed inside the shell 2 coaxially of the casing 6 in this way that between its upper end and the hot wall 3, the lower end and the cold wall 5 there are gaps 7 and 8, communicating with the vapor transport channel 9 and forming the evaporation and condensation zones 10, 11, respectively about; a vertical U-shaped partition 12 made of dielectric material, the upper crossbar of which is adjacent to the inner surface of the hot wall 3 and halves the layer of electrically conductive material 4 and the evaporation zone 10, and the vertical stripes are the cavity between the shell 2, the casing 6, the hot wall 3 and cold wall 5 - into equal sized compartments 13 and 14. The compartment 13 is filled with a wick 15 made of a porous material that allows you to get positive charges in the working fluid, which is adjacent to its hot wall 3 the sector of the layer of electrically conductive material 4, which serves as a positive charge collector 16 and provided with an external terminal 17, and the compartment 14 is filled with a wick 18 made of porous material, which allows to receive negative charges in the working fluid, which is adjacent to its sector of the layer of electrically conductive material 4 at the cold wall 5 , which serves as a collector of negative charges 19 and provided with an external terminal 20, and a dielectric fluid is used as a working fluid.

В основе работы предлагаемого ТТЭСГ лежит способность диэлектрических жидкостей подвергаться электризации при движении через трубопроводы и особенно через пористые перегородки, в которых величина тока электризация может увеличиться на несколько порядков, способность пористых перегородок, изготовленных из разных материалов, сообщать движущейся через них жидкости противоположные заряды (В.В.Захарченко и др. Электрилизация жидкостей и ее предоствращение. - М.: Химия, 1975, с.15-25), а также высокая эффективность передачи теплоты в тепловых трубах, которые делятся на три участка: зона испарения (подвода теплоты), адиабатная зона (переноса теплоты) и зона конденсации (отвода теплоты), покрытых изнутри фитилем, изготовленным из пористого материала и частично заполненных рабочим телом (жидкостью)-переносчиком теплоты, в качестве которой используются вода, спирты и др. органические жидкости, хладоны, жидкие металлы т.д. (В.В.Харитонов и др. Вторичные теплоэнергоресурсы и охрана окружающей среды. - Минск: Выс. Школа, 1988, с.106).The work of the proposed TTESG is based on the ability of dielectric fluids to undergo electrification when moving through pipelines and especially through porous partitions, in which the magnitude of the electrification current can increase by several orders of magnitude, the ability of porous partitions made of different materials to communicate opposite charges to the fluid moving through them (V .V. Zakharchenko et al. Electrification of liquids and its prevention. - M.: Chemistry, 1975, p.15-25), as well as high efficiency of heat transfer in heat pipes tanks, which are divided into three sections: the evaporation zone (heat supply), the adiabatic zone (heat transfer) and the condensation zone (heat removal), covered from the inside with a wick made of a porous material and partially filled with a working fluid (liquid) that transfers heat, the quality of which is used water, alcohols and other organic liquids, freons, liquid metals etc. (V.V. Kharitonov et al. Secondary heat and energy resources and environmental protection. - Minsk: Vys. School, 1988, p. 106).

Предлагаемый ТТЭСГ работает следующим образом.The proposed TTESG works as follows.

Предварительно, перед началом работы из корпуса 1 ТТЭСГ удаляют воздух и закачивают рабочую жидкость-диэлектрик с удельным электрическим сопротивлением не менее (10-12) Ом·м, которую также выбирают в зависимости от температурного потенциала холодной и горячей сред (штуцера для удаления воздуха и подачи рабочей жидкости на фиг.1-4 не показаны), в количестве большем объема пор фитилей 15 и 18 на величину конденсата пара, занимающего объем парового канала 9. Клеммы 17 и 20 соединяют с потребителем тока, после чего корпус 1 ТТЭСГ устанавливают таким образом, чтобы горячая стенка 3 контактировала с горячей средой, а холодная стенка 5 с холодной. В результате нагрева горячей стенки 3 в испарительной зоне 10 происходит испарение рабочей жидкости, образуется пар, который, проходя с большой скоростью через паровой канал 9, попадает в зону конденсации 11, конденсируется там за счет контакта наружной поверхности холодной стенки 5 с холодной средой, после чего образовавшийся конденсат диэлектрической жидкости всасывается порами фитилей 15 через щель зазора 8 и под воздействием капиллярных сил и испарения в зоне испарения 10 адиабатно транспортируется через поры фитилей 15 (изготовленного, например, из металлической сетки) и 18 (изготовленного, например, из стекловолокнистой сетки), где жидкость электризуется с приобретением положительных и отрицательных зарядов, соответственно, поступает на внутреннюю поверхность коллекторов положительных и отрицательных зарядов 16, 19 и разряжается на них, создавая разность потенциалов на клеммах 17 и 20. Далее разрядившаяся жидкость через зазор 7 поступает в зону испарения 10, где происходит вышеописанный процесс испарения и цикл повторяется.Previously, before starting work, air is removed from the housing 1 of the ТТЭГГ and the working fluid-dielectric is pumped with a specific electrical resistance of at least (10-12) Ohm · m, which is also selected depending on the temperature potential of cold and hot media (nozzle for removing air and 1 to 4), in an amount greater than the pore volume of the wicks 15 and 18 by the amount of steam condensate occupying the volume of the steam channel 9. Terminals 17 and 20 are connected to the current consumer, after which the TTESG case 1 is set in such a way Basically, the hot wall 3 is in contact with the hot medium, and the cold wall 5 is in contact with the cold. As a result of heating of the hot wall 3 in the evaporation zone 10, the working fluid evaporates, steam forms, which, passing at high speed through the steam channel 9, enters the condensation zone 11, condenses there due to the contact of the outer surface of the cold wall 5 with a cold medium, after whereupon the resulting condensate of the dielectric liquid is absorbed by the pores of the wicks 15 through the gap of the gap 8 and under the influence of capillary forces and evaporation in the evaporation zone 10 is adiabatically transported through the pores of the wicks 15 (manufactured, n for example, from a metal grid) and 18 (made, for example, from a fiberglass mesh), where the liquid is electrified with the acquisition of positive and negative charges, respectively, enters the inner surface of the collectors of positive and negative charges 16, 19 and is discharged to them, creating a potential difference at terminals 17 and 20. Then, the discharged liquid through the gap 7 enters the evaporation zone 10, where the above-described evaporation process takes place and the cycle repeats.

Таким образом, предлагаемый ТТЭСГ обеспечивает возможность получения электрической энергии за счет утилизации вторичных тепловых энергоресурсов различного потенциала (энергии сбросных вод, отходящих газов и т.д.), тепловых ресурсов природных источников (энергии солнца, воды и т.д. что обеспечивает его высокую эффективность в различных отраслях народного хозяйства.Thus, the proposed TTESG provides the possibility of obtaining electric energy through the utilization of secondary thermal energy resources of various potentials (energy from waste water, exhaust gases, etc.), heat resources of natural sources (energy from the sun, water, etc. which ensures its high efficiency in various sectors of the economy.

Claims (1)

Теплотрубный электростатический генератор, включающий корпус, покрытый изнутри фитилями, выполненными из разных пористых материалов, позволяющих электризовать жидкость противоположными зарядами и заполненных диэлектрической жидкостью, коллекторы, выполненные из электропроводящего материала, отличающийся тем, что корпус состоит из обечайки, заглушенной с обоих торцов горячей стенкой, покрытой изнутри слоем электропроводящего материала, и холодной стенкой, выполненного из диэлектрического материала и помещенного внутрь обечайки коаксиально кожуху таким образом, что между его верхним торцом и горячей стенкой, нижним торцом и холодной стенкой имеются зазоры, сообщающиеся с каналом транспортировки пара, образующие зоны испарения и конденсации, вертикальной П-образной перегородки, выполненной из диэлектрического материала, верхняя перекладина которой примыкает к внутренней поверхности горячей испарительной стенки и делит на два сектора электропроводный слой и зону испарения, а вертикальные полосы - полость между обечайкой, кожухом, горячей и холодной стенками - на два равных по своим размерам отсека, заполненных фитилями, выполненными из разных по своим электрохимическим характеристикам пористых материалов, позволяющих получать положительные или отрицательные заряды в рабочем теле и примыкающих у горячей стенки к разным секторам электропроводного слоя, служащим коллекторами положительных и отрицательных зарядов и снабженным наружными клеммами, причем в качестве рабочего тела используется диэлектрическая жидкость.A heatpipe electrostatic generator, including a casing, internally covered with wicks made of different porous materials, allowing electrifying the liquid with opposite charges and filled with dielectric fluid, collectors made of electrically conductive material, characterized in that the casing consists of a shell muffled from both ends by a hot wall, internally coated with a layer of electrically conductive material, and a cold wall made of a dielectric material and placed inside the shell axially to the casing in such a way that there are gaps between its upper end and the hot wall, lower end, and cold wall, which communicate with the vapor transport channel, forming evaporation and condensation zones, of a vertical U-shaped partition made of dielectric material, the upper crossbar of which adjoins the inner surface of the hot evaporation wall and divides into two sectors the electrically conductive layer and the evaporation zone, and the vertical stripes - the cavity between the shell, the casing, the hot and cold walls - on equal in size to the compartment, filled with wicks made of porous materials of different electrochemical characteristics that allow receiving positive or negative charges in the working fluid and adjacent to different sectors of the electrically conductive layer near the hot wall, which serve as collectors of positive and negative charges and equipped with external terminals moreover, a dielectric fluid is used as a working fluid.
RU2006137522/06A 2006-10-23 2006-10-23 Hot-pipe electrostatic generator RU2327055C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006137522/06A RU2327055C1 (en) 2006-10-23 2006-10-23 Hot-pipe electrostatic generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006137522/06A RU2327055C1 (en) 2006-10-23 2006-10-23 Hot-pipe electrostatic generator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2327055C1 true RU2327055C1 (en) 2008-06-20

Family

ID=39637440

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006137522/06A RU2327055C1 (en) 2006-10-23 2006-10-23 Hot-pipe electrostatic generator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2327055C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2537974C2 (en) * 2013-03-05 2015-01-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗ ГУ) Capillary electrostatic generating condenser
MD911Z (en) * 2013-12-17 2015-12-31 Институт Прикладной Физики Академии Наук Молдовы Convective electrostatic generator
RU2652698C2 (en) * 2016-09-12 2018-04-28 Шкилев В.Д. Method for producing electricity on thermal power plant and device for low-temperature direct transformation of energy

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2537974C2 (en) * 2013-03-05 2015-01-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗ ГУ) Capillary electrostatic generating condenser
MD911Z (en) * 2013-12-17 2015-12-31 Институт Прикладной Физики Академии Наук Молдовы Convective electrostatic generator
RU2652698C2 (en) * 2016-09-12 2018-04-28 Шкилев В.Д. Method for producing electricity on thermal power plant and device for low-temperature direct transformation of energy

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Omidi et al. Combination of a solar collector and thermoelectric cooling modules in a humidification–dehumidification desalination system-experimental investigation with energy, exergy, exergoeconomic and environmental analysis
Siddiqui et al. Design and performance improvement of a solar desalination system by using solar air heater: Experimental and theoretical approach
US10935327B2 (en) Thermal energy storage system
CN103154657A (en) High-density energy storage and retrieval
JP5723425B2 (en) Alkali metal thermoelectric converter including heat exchanger
RU2327055C1 (en) Hot-pipe electrostatic generator
Muhammad et al. Performance of a finned, latent-heat storage system for high temperature applications
Alatawi et al. Experimental investigation of a developed tubular solar still with longitudinal wicked fins
Salilih et al. RETRACTED: vertical ground battery borehole heat exchanger filled with the phase change material
RU2376698C1 (en) Multi-heat tube electrostatic generator
Akbar et al. Convective heat transfer of a Sutterby fluid in an inclined asymmetric channel with partial slip
Eames et al. Potential benefits of electrohydrodynamic enhancement of two-phase heat transfer in the design of refrigeration systems
RU2411434C1 (en) Heat pipe electric element
RU182542U1 (en) THERMOELECTRIC GENERATOR MODULE
Sui et al. Free convection to cool a hot square block by embedding in center of a chamber by nanofluid and magnetohydrodynamic
Yao et al. Convective transportation of ferrofluid through a chamber
RU2537974C2 (en) Capillary electrostatic generating condenser
RU2805472C1 (en) Multi-heat tube plate heat exchanger
Zakaria et al. Experimental investigation and numerical simulation of the thermosyphon heat pipe charged with R134a
Tiwari et al. Design and development of solar hybrid distillation system for essential oil extraction from turmeric
KR20140134526A (en) High efficiency energy generation
Reznikov et al. Corona discharge in the steam for electrostatically enforced condensation
RU2465530C2 (en) Shell and multi-tube heat exchanger
RU2435100C1 (en) Multi-wick steam generator-condenser
KR200228259Y1 (en) Boiler apparatus adopting heat pipes

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20081024