RU2411434C1 - Heat pipe electric element - Google Patents
Heat pipe electric element Download PDFInfo
- Publication number
- RU2411434C1 RU2411434C1 RU2009135553/06A RU2009135553A RU2411434C1 RU 2411434 C1 RU2411434 C1 RU 2411434C1 RU 2009135553/06 A RU2009135553/06 A RU 2009135553/06A RU 2009135553 A RU2009135553 A RU 2009135553A RU 2411434 C1 RU2411434 C1 RU 2411434C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- casing
- shell
- hot
- filled
- teeth
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
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 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, Мкл. H02N 3/00, 1940].Known electrostatic generator containing a pump, a piping system, a housing in which porous plates (wicks) are placed, made of materials that allow you to receive positive and negative charges to a liquid dielectric (dielectric fluid) pumped through them, and transfer these charges to the collectors [A .FROM. USSR No. 66073, Mcl. H02N 3/00, 1940].
Недостатками известного устройства являются громоздкость конструкции и значительные затраты энергии для привода циркуляционного насоса, что снижает его эффективность.The disadvantages of the known device are the bulkiness of the design and significant energy costs for driving a circulation pump, which reduces its efficiency.
Более близким к предлагаемому изобретению является теплотрубный электростатический генератор, который содержит: корпус, состоящий из обечайки, заглушенной с обоих торцов горячей и холодной стенками, выполненными 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 (зоной) транспортировки пара, образующие зоны испарения и конденсации; вертикальную П-образную перегородку, выполненную из диэлектрического материала, делящую транспортную зону 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, коллекторы положительных и отрицательных зарядов, снабженные наружными клеммами, причем в качестве рабочего тела используется диэлектрическая жидкость [Патент РФ №2327055, Мкл. H02N 3/00, 2008].Closer to the proposed invention is a heatpipe electrostatic generator, which contains: a housing consisting of a shell, muffled from both ends of the hot and cold walls made of dielectric material, and placed inside the shell of the coaxial casing so that between its upper end and the hot wall , the lower end and the cold wall there are gaps in communication with the channel (zone) of transporting steam, forming a zone of evaporation and condensation; a vertical U-shaped partition made of dielectric material, dividing the transport zone into two equal-sized compartments filled with wicks made of porous materials of different electrochemical characteristics, which allow receiving positive or negative charges in the working fluid, collectors of positive and negative charges equipped with external terminals, and a dielectric fluid is used as a working fluid [RF Patent No. 2327055, Mcl. H02N 3/00, 2008].
Основными недостатками известного теплотрубного электростатического генератора являются сложность установки необходимой величины зазоров между торцами кожуха и холодной и горячей стенками, необходимость устройства в нем двух разных отсеков с различными электрохимическими свойствами размещенных в них фитилей, что усложняет его конструкцию и режимы эксплуатации, сужает область его применения и в конечном счете снижает его эффективность и надежность.The main disadvantages of the well-known thermotube electrostatic generator are the difficulty in installing the necessary gaps between the ends of the casing and the cold and hot walls, the need to install two different compartments with different electrochemical properties of the wicks placed in them, which complicates its design and operating conditions, narrows its scope and ultimately reduces its effectiveness and reliability.
Технической задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является повышение эффективности и надежности теплотрубного электрического элемента.The technical problem solved by the invention is to increase the efficiency and reliability of the heat pipe electric element.
Технический результат достигается в теплотрубном электрическом элементе, который содержит корпус, выполненный из диэлектрического материала и состоящий из обечайки, заглушенной с обоих торцов горячей и холодной стенками, выполненными из диэлектрического материала; кожух, выполненный из электропроводящего материала, помещенный внутрь обечайки коаксиально таким образом, что его верхний и нижний торцы выполнены зубчатыми по всему периметру и плотно прижаты вершинами зубцов к внутренним поверхностям горячей и холодной стенок с образованием между зубцами треугольных отверстий, сообщающихся с зоной транспортировки пара, образуя зоны испарения и конденсации, кольцевое пространство между обечайкой и кожухом заполнено фитилем, выполненным из пористого материала с однородной электрохимической характеристикой, в свою очередь, заполненным рабочей жидкостью - диэлектриком, а верхний и нижний торцы кожуха соединены электропроводами с верхней и нижней наружными клеммами.The technical result is achieved in a heat pipe electric element, which contains a housing made of dielectric material and consisting of a shell muffled at both ends by hot and cold walls made of dielectric material; a casing made of an electrically conductive material placed coaxially inside the shell so that its upper and lower ends are serrated along the entire perimeter and tightly pressed by the tips of the teeth to the inner surfaces of the hot and cold walls with the formation of triangular holes between the teeth communicating with the vapor transport zone, forming zones of evaporation and condensation, the annular space between the shell and the casing is filled with a wick made of a porous material with a uniform electrochemical character In turn, it is filled with a working fluid - a dielectric, and the upper and lower ends of the casing are connected by electric wires to the upper and lower external terminals.
На фиг.1-2 представлен предлагаемый теплотрубный электрический элемент (фиг.1 - общий вид, фиг.2 - поперечный разрез).Figure 1-2 presents the proposed heatpipe electric element (figure 1 is a General view, figure 2 is a transverse section).
Теплотрубный электрический элемент (ТТЭЭ) включает: корпус 1, выполненный из диэлектрического материала, состоящий из обечайки 2, заглушенной с обоих торцов горячей 3 и холодной 4 стенками, также выполненными из диэлектрического материала; кожух 5, выполненный из электропроводящего материала и являющийся коллектором электрических зарядов, помещенный внутрь обечайки 2 коаксиально таким образом, что его верхний и нижний торцы выполнены зубчатыми по всему периметру и плотно прижаты вершинами зубцов 6 к внутренним поверхностям горячей и холодной стенкам с образованием между зубцами 6 треугольных отверстий 7, сообщающихся с зоной транспортировки пара 8, образуя зоны испарения 9 и конденсации 10; зону транспортировки жидкости 11, расположенную в кольцевом пространстве между обечайкой и кожухом, заполненным фитилем 12, выполненным из пористого материала с однородной электрохимической характеристикой, в свою очередь, заполненным рабочей жидкостью - диэлектриком; электропроводов 13 и 14, соединяющих верхний и нижний торцы кожуха 5 с верхней и нижней наружными клеммами 15 и 16 соответственно.Heatpipe electric element (TTEE) includes: a housing 1 made of dielectric material, consisting of a shell 2, muffled from both ends of hot 3 and cold 4 walls, also made of dielectric material; a
В основе работы предлагаемого ТТЭЭ 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 [В.В.Захарченко и др. Электризация жидкостей и ее предотвращение. - 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: Выш. школа, 1988, с.106].The work of the proposed TFEE 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 [V.V. Zakharchenko et al. Electrification of liquids and its prevention. - M .: Chemistry, 1975, p.15-25], as well as the high efficiency of heat transfer in heat pipes, which are divided into three sections: the evaporation zone (heat input), the adiabatic zone (heat transfer) and the condensation zone (heat removal ) coated from the inside with a wick made of a porous material and partially filled with a working fluid (liquid) - a heat carrier, which is used as water, alcohols and other organic liquids, chladones, liquid metals etc. [V.V. Kharitonov et al. Secondary heat and energy resources and environmental protection. - Minsk: Ab. School, 1988, p. 106].
Предлагаемый ТТЭЭ работает следующим образом. Предварительно перед началом работы из корпуса 1 ТТЭЭ 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.1-2 не показаны), в количестве большем объема пор фитиля 12 на величину конденсата пара, занимающего объем зоны транспортировки пара 8. Клеммы 15 и 16 соединяют с потребителем тока, после чего корпус 1 ТТЭЭ устанавливают таким образом, чтобы горячая стенка 3 контактировала с горячей средой, а холодная стенка 4 с холодной. В результате нагрева горячей стенки 3 в испарительной зоне 9 происходит испарение рабочей жидкости, образуется пар, который, проходя с большой скоростью через зону транспортировки пара 8, попадает в зону конденсации 10, конденсируется там за счет контакта наружной поверхности холодной стенки 4 с холодной средой, после чего образовавшийся конденсат диэлектрической жидкости всасывается порами фитиля 12 через зазоры треугольных отверстий 7 и под воздействием капиллярных сил и испарения в зоне испарения 9 адиабатно транспортируется через поры фитиля 12 (изготовленного, например, из органического волокна), где жидкость электризуется с приобретением положительных и отрицательных зарядов, которые собираются на кожухе-коллекторе 5, создавая разность потенциалов, и через провода 13 и 14, клеммы 15 и 16 поступает к потребителю, а разрядившаяся жидкость через треугольные зазоры 7 поступает в зону испарения 9, где происходит вышеописанный процесс испарения и цикл повторяется.The proposed TTEE works as follows. Previously, before starting work, air is removed from the housing 1 of the TFEE and the working fluid is pumped - a dielectric with a specific electric resistance of at least (10-12) Ohm · m, which is also selected depending on the temperature potential of cold and hot media (fitting for air removal and supply working fluid in FIGS. 1-2 is not shown), in an amount larger than the pore volume of the wick 12 by the amount of steam condensate occupying the volume of the
Таким образом, предлагаемый ТТЭЭ 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 TTEE 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)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009135553/06A RU2411434C1 (en) | 2009-09-23 | 2009-09-23 | Heat pipe electric element |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009135553/06A RU2411434C1 (en) | 2009-09-23 | 2009-09-23 | Heat pipe electric element |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2411434C1 true RU2411434C1 (en) | 2011-02-10 |
Family
ID=46309308
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009135553/06A RU2411434C1 (en) | 2009-09-23 | 2009-09-23 | Heat pipe electric element |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2411434C1 (en) |
-
2009
- 2009-09-23 RU RU2009135553/06A patent/RU2411434C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU95113708A (en) | Electrochemical transducer system | |
Vijayakumar et al. | Comparison of evacuated tube and flat plate solar collector–A review | |
RU2411434C1 (en) | Heat pipe electric element | |
RU2327055C1 (en) | Hot-pipe electrostatic generator | |
CN101485537A (en) | Device for producing high-temperature steam | |
KR101321751B1 (en) | Electric boiler using heat pipe heat exchanger | |
RU2376698C1 (en) | Multi-heat tube electrostatic generator | |
EP2427700B1 (en) | Getter support structure for a solar thermal power plant | |
CN201392121Y (en) | Vacuum phase-change energy-saving heat exchanger | |
CN205279823U (en) | Ammonia water heat exchanger | |
RU182542U1 (en) | THERMOELECTRIC GENERATOR MODULE | |
CN209767851U (en) | Special-shaped body heater | |
KR101583524B1 (en) | High efficiency energy generation | |
US10024581B2 (en) | Solar power generation system | |
CA2857626C (en) | Solar collector with heat exchanger and absorption vacuum tubes | |
CN106568105A (en) | Apparatus for charging ignition battery by using cooker waste heat | |
CN102721307A (en) | Internally partitioned gravity-assisted heat pipe heat transfer mechanism | |
CN207162569U (en) | A kind of smoke discharging device and its system | |
CN202614036U (en) | Finned heat exchanger | |
Tiwari et al. | Design and development of solar hybrid distillation system for essential oil extraction from turmeric | |
KR20110068333A (en) | Solar thermal conduction heat-pipe for heating water | |
US10256390B2 (en) | Solar power generation system | |
RU2367872C1 (en) | Multipipe heat exchanger | |
RU2352792C1 (en) | Multi-pipe heat and power plant | |
CN212108330U (en) | Electric heating steam generator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110924 |