RU2477812C1 - Energy conversion module - Google Patents
Energy conversion module Download PDFInfo
- Publication number
- RU2477812C1 RU2477812C1 RU2011153448/06A RU2011153448A RU2477812C1 RU 2477812 C1 RU2477812 C1 RU 2477812C1 RU 2011153448/06 A RU2011153448/06 A RU 2011153448/06A RU 2011153448 A RU2011153448 A RU 2011153448A RU 2477812 C1 RU2477812 C1 RU 2477812C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- plates
- stator
- holder
- module according
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G7/00—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам для получения механической энергии, использующим расширение или сокращение тел, вызываемые изменением температуры.The invention relates to devices for producing mechanical energy, using the expansion or contraction of bodies caused by changes in temperature.
Известна термогидростатическая силовая установка, содержащая погруженное под уровень жидкости колесо, установленное на опоре с возможностью вращения на горизонтальном валу, замкнутую гибкую связь, охватывающую обод колеса. Длина связи выполнена больше длины окружности обода, а к ее наружной поверхности равномерно прикреплены камеры с отверстиями в стенках, расположенных вдоль связи, и установленными с возможностью перемещения относительно камер стержнями, к концам которых прикреплены поплавки и грузы. Установка снабжена клапанами и биметаллическими элементами, у которых активные и пассивные слои соответственно обращены в одну сторону относительно связи, при этом клапаны установлены в отверстиях камер с возможностью открытия в верхнем и нижнем положениях и связаны со стержнями, к концам которых прикреплены грузы. Грузы выполнены в виде противовесов, а стержни - в виде рычагов, причем в боковых стенках камер, наиболее удаленных от связи, выполнены дополнительные отверстия, а стержни поплавков размещены в этих отверстиях и прикреплены к биметаллическим элементам с возможностью перемещения поплавков в направлениях, перпендикулярных замкнутой гибкой связи или касательным к ней. Жидкость, в которую погружена установка, имеет разную температуру нагрева в верхних и нижних слоях (см. патент на изобретение RU 2061902, МПК F03B 17/00).A thermohydrostatic propulsion system is known, comprising a wheel immersed beneath a liquid level mounted on a support with the possibility of rotation on a horizontal shaft, a closed flexible connection covering the wheel rim. The length of the connection is greater than the circumference of the rim, and chambers are evenly attached to its outer surface with holes in the walls located along the connection and rods mounted with the possibility of movement relative to the chambers, to the ends of which floats and weights are attached. The installation is equipped with valves and bimetallic elements, in which the active and passive layers are respectively turned in one direction relative to the connection, while the valves are installed in the openings of the chambers with the possibility of opening in the upper and lower positions and connected to the rods to the ends of which loads are attached. The weights are made in the form of counterweights, and the rods are in the form of levers, and additional holes are made in the side walls of the chambers farthest from the connection, and the rods of the floats are placed in these holes and are attached to bimetallic elements with the ability to move the floats in directions perpendicular to the closed flexible connection or tangent to it. The liquid into which the installation is immersed has different heating temperatures in the upper and lower layers (see patent for invention RU 2061902, IPC F03B 17/00).
Однако конструкция термогидростатической силовой установки является сложной, к тому же ее установку необходимо производить вдали от береговой линии на большой глубине, что снижает надежность доставки энергии потребителям и затрудняет обслуживание и ремонт.However, the design of a thermohydrostatic propulsion system is complex, and it needs to be installed far from the coastline at great depths, which reduces the reliability of energy delivery to consumers and makes maintenance and repair difficult.
Известен тепловой двигатель, содержащий систему элементов, консольно закрепленных на горизонтальной оси с возможностью вращения в перпендикулярной оси плоскости и смещенных друг относительно друга в окружном направлении. Двигатель снабжен источником нагрева и системой охлаждения. Каждый из консольных элементов выполнен в виде биметаллической винтовой пружины, на свободном конце которой закреплена дебалансная масса, удаленная от продольной оси пружины с помощью стержня. При рабочем перепаде температур происходит поворот стержня вокруг оси пружины на угол 180° (см. патент на изобретение RU 2208701, МПК F03G 7/06).A heat engine is known comprising a system of elements cantileverly mounted on a horizontal axis with the possibility of rotation in a plane perpendicular to the axis and offset relative to each other in a circumferential direction. The engine is equipped with a heating source and a cooling system. Each of the cantilever elements is made in the form of a bimetallic helical spring, on the free end of which an unbalanced mass is fixed, removed from the longitudinal axis of the spring by means of a rod. With a working temperature difference, the rod rotates around the spring axis through an angle of 180 ° (see patent for invention RU 2208701, IPC F03G 7/06).
Однако в реальности температура внешней среды нестабильна, а для работы двигателя необходимы холодная вода и мощный источник нагрева, создающие постоянный градиент температур.However, in reality, the temperature of the environment is unstable, and for the engine to work, cold water and a powerful heating source are needed, creating a constant temperature gradient.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является тепловой двигатель, преобразующий во вращение ротора тепловые деформации пружин, обладающих термомеханической памятью и потребляющих тепловую энергию естественных источников тепла и тепловые отходы производства. Тепловой двигатель содержит статор с зонами нагрева и охлаждения, ротор с установленными на нем пружинами, обладающими свойством термомеханической памяти формы. В роторе выполнены радиальные направляющие, в которых подвижно установлены грузы в виде штоков с упорами. Пружины установлены снаружи ротора между его развитой боковой цилиндрической поверхностью и упорами штоков. При вращении ротора пружины, попадая попеременно в зоны нагрева и охлаждения, изменяют свою длину и перемещают в радиальном направлении массивные штоки, поддерживая весовой дебаланс ротора, создающий вращающий момент на его оси (см. авторское свидетельство на изобретение SU 1812337, МПК F03G 7/06).Closest to the claimed technical solution is a heat engine that converts into the rotation of the rotor the thermal deformation of the springs having a thermomechanical memory and consuming the thermal energy of natural heat sources and thermal waste products. The heat engine contains a stator with heating and cooling zones, a rotor with springs installed on it, having the property of thermomechanical shape memory. Radial guides are made in the rotor, in which loads in the form of rods with stops are movably mounted. Springs are installed outside the rotor between its developed lateral cylindrical surface and the stops of the rods. When the rotor rotates, the springs, alternately falling into the heating and cooling zones, change their length and move the massive rods in the radial direction, maintaining the weight unbalance of the rotor, creating a torque on its axis (see copyright certificate SU 1812337, IPC
Однако в указанном тепловом двигателе полезную работу совершает гравитация Земли, создающая вращательный момент, а энергию от изгиба биметаллических пластин используют только для создания весового дебаланса ротора, что ведет к низкому КПД установки. Данное устройство принято за прототип.However, in the indicated heat engine, the Earth’s gravity creates useful work, which creates a rotational moment, and the energy from the bending of the bimetallic plates is used only to create a weight unbalance of the rotor, which leads to a low efficiency of the installation. This device is taken as a prototype.
Задачей изобретения является создание устройства, способного совершать полезную работу либо вырабатывать энергию за счет градиента температуры в окружающей среде.The objective of the invention is to provide a device capable of performing useful work or generating energy due to a temperature gradient in the environment.
Технический результат заключается в повышении КПД и, соответственно, мощности модуля извлечения энергии.The technical result consists in increasing the efficiency and, accordingly, the power of the energy extraction module.
Указанный технический результат достигается тем, что модуль преобразования энергии, содержащий статор с зонами нагрева и охлаждения, ротор, представляющий собой замкнутый цилиндрический корпус, закрепленный с возможностью вращения вокруг своей оси в статоре, по периметру которого радиально установлены рабочие органы, содержащие шток с держателем и упругие элементы из материала с памятью формы, соединяющее держатель с развитой боковой цилиндрической поверхностью корпуса, согласно решению, ротор снабжен всасывающим и нагнетательным патрубками, внутри корпуса расположены упруго сжимаемые емкости в количестве, равном количеству рабочих органов, причем каждая емкость соединена со штоком и снабжена входным и выходным клапанами, соединенными с всасывающим и нагнетательным патрубками соответственно. Упругие элементы представляют собой дугообразные пластины, расположенные рядами в форме пирамиды, при этом концы пластин первого ряда подвижно закреплены в направляющих, выполненных на развитой боковой цилиндрической поверхностью корпуса, концы пластин последующих рядов шарнирно соединены с вершинами изгиба пластин предыдущего ряда, а вершины пластин последнего ряда соединены с держателем. Упругие элементы представляют собой пружины. Упруго сжимаемая емкость представляет собой цилиндр с расположенным внутри подвижным поршнем, при этом между дном цилиндра и поршнем расположена пружина сжатия. Упруго сжимаемая емкость представляет собой цилиндр с расположенным внутри подвижным поршнем, при этом между стенкой цилиндрического корпуса и поршнем расположена пружина растяжения. Упруго сжимаемая емкость представляет собой сильфон.The specified technical result is achieved in that the energy conversion module containing a stator with heating and cooling zones, a rotor, which is a closed cylindrical body, mounted with the possibility of rotation around its axis in the stator, around the perimeter of which are working bodies containing a rod with a holder and elastic elements from a material with a shape memory connecting the holder with a developed lateral cylindrical surface of the housing, according to the solution, the rotor is equipped with a suction and discharge the tubes inside the shell are elastically compressible vessel in an amount equal to the number of working bodies, wherein each container is connected to the rod and provided with inlet and outlet valves connected to the suction and discharge pipes, respectively. The elastic elements are arched plates arranged in rows in the shape of a pyramid, while the ends of the plates of the first row are movably fixed in guides made on the developed lateral cylindrical surface of the casing, the ends of the plates of the next rows are pivotally connected to the vertices of the bend of the plates of the previous row, and the vertices of the plates of the last row connected to the holder. The elastic elements are springs. An elastically compressible container is a cylinder with a movable piston located inside, and a compression spring is located between the bottom of the cylinder and the piston. An elastically compressible container is a cylinder with a movable piston located inside, and a tension spring is located between the wall of the cylindrical body and the piston. The elastically compressible container is a bellows.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена энергетическая установка, использующая заявляемый модуль преобразования энергии, на фиг.2, 3 и 4 представлен ротор модуля преобразования энергии, на фиг.5 и 6 приведены варианты выполнения рабочих органов модуля преобразования энергии, на фиг.7 и 8 - варианты выполнения упруго сжимаемых емкостей. Позициями на чертежах обозначены:The invention is illustrated by drawings, where Fig. 1 shows a power plant using the inventive energy conversion module, Figs. 2, 3 and 4 show a rotor of an energy conversion module, Figs. 5 and 6 show embodiments of working bodies of an energy conversion module, Fig. .7 and 8 are embodiments of elastically compressible containers. The positions in the drawings indicate:
1 - статор;1 - stator;
2 - ротор;2 - rotor;
3 - гидравлическая турбина;3 - hydraulic turbine;
4 - вода;4 - water;
5 - воздух;5 - air;
6 - рабочая жидкость;6 - working fluid;
7 - рабочий орган;7 - working body;
8 - шток;8 - stock;
9 - держатель;9 - holder;
10 - упругий элемент с эффектом памяти формы;10 - elastic element with a shape memory effect;
11 - направляющая;11 - a guide;
12 - всасывающий патрубок;12 - suction pipe;
13 - нагнетательный патрубок;13 - discharge pipe;
14 - упруго сжимаемая емкость;14 - elastically compressible capacity;
15 - цилиндр;15 - cylinder;
16 - поршень;16 - a piston;
17 - пружина сжатия;17 - compression spring;
18 - пружина растяжения.18 - tension spring.
Модуль преобразования энергии содержит статор и ротор. Статор представляет собой каркас, выполненный с возможностью свободного вращения в нем ротора и снабженный зонами нагрева и охлаждения ротора. Возможно выполнение статора в виде энергетической установки, предназначенной для размещения в ней целого ряда роторов (фиг.1). Зона нагрева содержит жидкость, например воду, в которую наполовину погружен ротор, а зона охлаждения - воздух, в котором возможно испарение жидкости с поверхности упругих элементов с эффектом памяти формы. Ротор представляет собой замкнутый цилиндрический корпус, закрепленный с возможностью вращения вокруг своей оси в статоре (фиг.2). По периметру ротора установлены рабочие органы, каждый из которых содержит шток, радиально расположенный в полости корпуса, и держатель, прикрепленный к штоку и расположенный с внешней стороны корпуса. Держатель соединен с развитой боковой цилиндрической поверхностью корпуса при помощи упругих элементов из материала с памятью формы. Упругие элементы с эффектом памяти формы могут быть выполнены в виде дугообразных пластин, расположенных рядами в форме пирамиды, при этом концы пластин первого ряда подвижно закреплены в направляющих, выполненных или закрепленных на развитой боковой цилиндрической поверхностью корпуса, концы пластин последующих рядов шарнирно соединены с вершинами изгиба пластин предыдущего ряда, а вершины пластин последнего ряда соединены с держателем (фиг.5). Пластины упругих элементов могут быть выполнены из различных биметаллов или иных материалов, обладающих эффектом памяти формы, например никелида титана, и снабжены перфорацией для увеличения площади контакта с окружающей средой и, соответственно, более быстрого нагрева/охлаждения. Упругие элементы с эффектом памяти формы могут представлять собой пружины, одним концом прикрепленные к держателю, а другим - к направляющей, выполненной или закрепленной на развитой боковой цилиндрической поверхностью корпуса ротора (фиг.6). Ротор снабжен всасывающим и нагнетательным патрубками, расположенными внутри корпуса, при этом вход всасывающего и выход нагнетательного патрубков выполнены в плоских торцевых поверхностях ротора. Внутри корпуса расположены упруго сжимаемые емкости в количестве, равном количеству рабочих органов, причем каждая емкость соединена со штоком и снабжена входным и выходным клапанами, соединенными с всасывающим и нагнетательным патрубками соответственно (фиг.3 и 4). В самом простом варианте выполнения упруго сжимаемая емкость выполнена в виде сильфона. Возможно выполнение упруго сжимаемой емкости в виде цилиндра с расположенным внутри с возможностью продольного перемещения поршнем, соединенным со штоком, при этом для обеспечения упругого возвращения поршня в исходное положение, при котором объем внутри цилиндра максимален, емкость снабжена пружиной: пружиной сжатия, расположенной между поршнем и дном цилиндра со стороны всасывающего и нагнетательного патрубков (фиг.7), либо пружиной растяжения, расположенной между поршнем и дном цилиндра или цилиндрической стенкой корпуса ротора со стороны штока рабочего органа (фиг.8). Всасывающие патрубки соединены с источником рабочей жидкости, а нагнетательные - с гидравлической турбиной, предназначенной для вращения электрогенератора. Для более эффективной работы возможно использование отработанной жидкости гидравлической турбины в качестве источника рабочей жидкости, для чего всасывающий и нагнетательный патрубки закольцовывают через упруго сжимаемую емкость и гидравлическую турбину.The energy conversion module contains a stator and a rotor. The stator is a frame made with the possibility of free rotation of the rotor in it and equipped with heating and cooling zones of the rotor. It is possible to make a stator in the form of a power plant designed to accommodate a number of rotors in it (Fig. 1). The heating zone contains liquid, for example water, in which the rotor is half immersed, and the cooling zone contains air, in which liquid can evaporate from the surface of elastic elements with a shape memory effect. The rotor is a closed cylindrical body, mounted rotatably around its axis in the stator (figure 2). Working bodies are installed around the perimeter of the rotor, each of which contains a rod radially located in the cavity of the housing, and a holder attached to the rod and located on the outside of the housing. The holder is connected to the developed lateral cylindrical surface of the housing by means of elastic elements made of a material with shape memory. Elastic elements with a shape memory effect can be made in the form of arched plates arranged in rows in the shape of a pyramid, while the ends of the plates of the first row are movably fixed in guides made or fixed on the developed lateral cylindrical surface of the housing, the ends of the plates of subsequent rows are pivotally connected to the bend vertices plates of the previous row, and the tops of the plates of the last row are connected to the holder (figure 5). The plates of the elastic elements can be made of various bimetals or other materials having a shape memory effect, for example titanium nickelide, and provided with perforations to increase the area of contact with the environment and, accordingly, more rapid heating / cooling. The elastic elements with the shape memory effect can be springs attached at one end to the holder and at the other to a guide made or fixed on the developed lateral cylindrical surface of the rotor housing (Fig. 6). The rotor is equipped with a suction and discharge nozzles located inside the housing, while the inlet and outlet of the discharge nozzles are made in the flat end surfaces of the rotor. Elastically compressible containers are located inside the casing in an amount equal to the number of working bodies, each container being connected to the stem and equipped with inlet and outlet valves connected to the suction and discharge pipes, respectively (Figs. 3 and 4). In the simplest embodiment, the elastically compressible container is in the form of a bellows. It is possible to perform an elastically compressible container in the form of a cylinder with a piston located inside with the possibility of longitudinal movement and connected to the rod, in order to ensure an elastic return of the piston to its original position, at which the volume inside the cylinder is maximum, the container is equipped with a spring: a compression spring located between the piston and the bottom of the cylinder from the side of the suction and discharge nozzles (Fig. 7), or a tension spring located between the piston and the bottom of the cylinder or the cylindrical wall of the rotor housing with side of the stem of the working body (Fig. 8). Suction nozzles are connected to a source of working fluid, and discharge pipes are connected to a hydraulic turbine designed to rotate the generator. For more efficient operation, it is possible to use the spent fluid of a hydraulic turbine as a source of working fluid, for which purpose the suction and discharge pipes are looped through an elastically compressible container and a hydraulic turbine.
Главная необходимая особенность пластин и пружин в том, что при изменении их температуры на определенную величину происходит изменение профиля пластин и сокращение длинны пружин. При нагреве в теплой воде биметаллическая пластина выпрямляется, а при охлаждении на воздухе испарением влаги с поверхности, она выгибается на определенную величину h. Если закрепить концы пластин первого и последнего ряда подвижно в направляющих на роликах, а концы пластин последующих рядов шарнирно соединить с вершинами изгиба пластин предыдущего ряда, то величина общего изгиба пластин будет суммироваться и составит величину Н=h×n, где n - количество рядов в рабочем органе. При изготовлении, в частности, пружин из никелида титана - сплава никеля и титана в процентном соотношении 50,5% Ni есть возможность использовать разность температур на границе сред воздуха и воды не только гейзерных источников нашей планеты, но и теплых течений мирового океана. Изменением процентного соотношения никеля в титане можно подбирать необходимую температуру обратного мартенситного превращения для определенной температуры воды в конкретной области установки модулей. Возможно также изготовление пластин из металла с памятью формы, если он обладает реверсивным эффектом, когда материал при одной температуре «вспоминает» одну форму, а при другой температуре - другую. Но реверсивный эффект требует большей разницы температур между прямым и обратным мартенситным превращением, что сужает область применения заявляемого устройства. Поэтому при использовании в рабочем органе упругих элементов, обладающих памятью только одной формы, для их деформации и прямого мартенситного превращения использована сила от возвращающейся в исходное положение упруго сжимаемой емкости.The main necessary feature of the plates and springs is that when their temperature is changed by a certain amount, the profile of the plates changes and the length of the springs decreases. When heated in warm water, the bimetallic plate straightens, and when cooled in air by evaporation of moisture from the surface, it bends by a certain amount of h. If the ends of the plates of the first and last row are fixed movably in the guides on the rollers, and the ends of the plates of the next rows are pivotally connected to the vertices of the bend of the plates of the previous row, then the value of the total bend of the plates will be summed up to be H = h × n, where n is the number of rows working body. In the manufacture of, in particular, springs from titanium nickelide - an alloy of nickel and titanium in a percentage ratio of 50.5% Ni, it is possible to use the temperature difference at the interface between air and water, not only the geyser sources of our planet, but also the warm currents of the oceans. By changing the percentage of nickel in titanium, it is possible to select the necessary temperature of the reverse martensitic transformation for a specific water temperature in a specific area of the installation of modules. It is also possible to manufacture plates of metal with shape memory if it has a reversible effect, when the material at one temperature “recalls” one form and at another temperature another. But the reversible effect requires a greater temperature difference between the direct and reverse martensitic transformation, which narrows the scope of the claimed device. Therefore, when using elastic elements with a memory of only one shape in a working body, the force from an elastic compressible capacity returning to its original position is used to deform them and direct martensitic transformation.
Устройство работает следующим образом. Вначале создают небольшое вращение ротора. Находящиеся в теплой воде рабочие органы сжимаются под действием упругих элементов с эффектом памяти формы, при этом шток сжимает емкость, рабочая жидкость из которой поступает в нагнетательный патрубок, а из него - на гидравлическую турбину. Находящиеся на воздухе рабочие органы охлаждаются и растягиваются под действием возвращающейся в исходное положение упруго сжимаемой емкости, при этом внутренний объем емкости заполняет рабочая жидкость из всасывающего патрубка. Вследствие того, что охлаждение рабочих органов происходит постепенно, возникает асимметрия - штоки выходят из ротора сильнее уже после прохождения рабочим органом верхней точки ротора. Созданный таким образом весовой дебаланс приводит к дальнейшему безостановочному вращению ротора в заданном направлении.The device operates as follows. First, create a small rotation of the rotor. Working bodies located in warm water are compressed under the action of elastic elements with a shape memory effect, while the rod compresses a container, from which the working fluid enters the discharge pipe, and from it to the hydraulic turbine. Working bodies located in the air are cooled and stretched under the action of an elastically compressible container returning to its original position, while the internal volume of the container fills the working fluid from the suction pipe. Due to the fact that the cooling of the working bodies occurs gradually, asymmetry occurs - the rods leave the rotor stronger after the working body passes the top point of the rotor. The weight unbalance created in this way leads to further non-stop rotation of the rotor in a given direction.
Полезная работа совершается за счет периодического нагрева в воде и охлаждения испарением влаги с поверхности пластин или пружин в рабочих органах, происходящего при пересечении границы сред. В частности, при установке модуля преобразования энергии на поверхности водоемов с относительно теплой водой с регулировкой по высоте погружения и вращения его на роликах можно получить альтернативный источник энергии и добиться бесконечно долгой эффективной работы. Тем более, что эффект памяти формы работает в течение нескольких миллионов циклов; его можно усиливать предварительными термообработками. Нет необходимости затрачивать энергию на вращение модуля, т.к. за счет изменения высоты рабочих органов будет перемещаться центр тяжести конструкции и создавать гравитационную составляющую момента вращения. Для регулировки скорости вращения модуля возможно размещение на вершине рабочих органов определенного регулируемого груза. Его можно выполнить в виде емкости с водой с изменяемой упругой геометрией, в зависимости от скорости прохождения через воду в нижнем положении рабочего органа.Useful work is accomplished by periodically heating in water and cooling by evaporation of moisture from the surface of the plates or springs in the working bodies, which occurs when the media are crossed. In particular, when installing the energy conversion module on the surface of reservoirs with relatively warm water, adjustable in height of immersion and its rotation on rollers, you can get an alternative energy source and achieve endlessly long effective work. Moreover, the shape memory effect works for several million cycles; it can be enhanced by preliminary heat treatments. There is no need to expend energy on module rotation, as by changing the height of the working bodies, the center of gravity of the structure will move and create the gravitational component of the torque. To adjust the speed of rotation of the module, it is possible to place a certain regulated load on top of the working bodies. It can be made in the form of a container with water with a variable elastic geometry, depending on the speed of passage through the water in the lower position of the working body.
Для лучшего охлаждения пластин или пружин необходимо создание конвекционного воздушного потока. Поэтому модули преобразования энергии желательно собирать в энергетические станции, представленные на фиг.1. Воздушный поток, проходя через пластины или пружины, испаряя с них воду, нагревается и поднимается через отводящую трубу. Воздушный поток нагревается также от того, что обратное мартенситное превращение происходит с выделением тепла.For better cooling of the plates or springs, convection air flow is necessary. Therefore, it is desirable to assemble the energy conversion modules in the power stations shown in FIG. Air flow, passing through plates or springs, evaporating water from them, heats up and rises through a discharge pipe. The air flow is also heated due to the fact that the reverse martensitic transformation occurs with the release of heat.
Для получения пресной воды или получения дистиллята (при установках в пресных водоемах) в отводящей трубе возможно разместить конденсационные трубки. Из насыщенного испарениями воздуха влага конденсируется на трубках и стекает внутрь через отверстия в них. Материал изготовления трубок - стекло, пластик или инертный к окислению металл. Отверстия в трубках расположены под углом, желательно ≥45°. Сверху трубки закрываются пробками для возможной периодической очистки. Появляющаяся на пластинах или пружинах соль от испарившейся морской воды будет смываться при их постоянной деформации. При конденсации температура воздушного потока повышается, и тяга в трубе еще больше усиливается.To obtain fresh water or to obtain distillate (when installed in fresh water) in the discharge pipe, it is possible to place condensation tubes. From the air saturated with vapors, moisture condenses on the tubes and flows inside through the holes in them. The material for making the tubes is glass, plastic, or metal inert to oxidation. The holes in the tubes are angled, preferably ≥45 °. The tubes are capped at the top for possible periodic cleaning. The salt that appears on the plates or springs from the evaporated sea water will be washed off when they are constantly deformed. During condensation, the temperature of the air stream rises, and the draft in the pipe is further enhanced.
В результате, мощный конвекционный поток воздуха можно использовать для дополнительной выработки энергии. Для этого на выходе потока необходимо установить горизонтальный электрогенератор, работающий по принципу «маглева» (магнитной левитации), не имеющий щеток и подшипников. Угол наклона лопастей генератора регулируется электромотором с червячной передачей дистанционно. Закрывающиеся лопасти генератора необходимы также для регулирования скорости воздушного потока. Лопасти должны иметь возможность полного перекрытия потока для проведения установленных регламентом работ по техническому обслуживанию энергетической станции.As a result, a powerful convection air flow can be used to generate additional energy. To do this, it is necessary to install a horizontal electric generator operating on the “maglev” principle (magnetic levitation) at the flow outlet, without brushes and bearings. The angle of inclination of the generator blades is regulated remotely by an electric motor with a worm gear. Lockable blades of the generator are also needed to control the air flow rate. The blades should be able to completely block the flow for carrying out maintenance work of the power station established by the regulations.
При размещении энергетических установок на крыше зданий в емкостях ограниченного объема охлажденную модулями воду можно использовать для кондиционирования помещений.When placing power plants on the roof of buildings in containers of limited volume, the water cooled by the modules can be used for air conditioning.
После отработки технологии на практике, разработки методики оперативного сдвига мартенситной температуры превращения (как прямого, так и обратного) либо смены модулей с различными характеристиками, как передач в современной автомобильной коробке, данные энергетические станции малых форм, возможно, будут устанавливаться на транспорте с воздушным охлаждением набегающим потоком при движении и нагреве воды от тормозных механизмов. В этом случае заправлять транспорт нужно будет только теплой водой, компенсируя испарение и слив ледяной. Теоретически возможно получать энергию от любого вещества в любом агрегатном состоянии с отличной от абсолютного нуля температурой.After testing the technology in practice, developing methods for the operational shift of the martensitic transformation temperature (both direct and reverse) or changing modules with different characteristics, such as gears in a modern car box, these small-sized power plants will probably be installed in air-cooled vehicles free flow during movement and heating of water from brake mechanisms. In this case, transport will only need to be filled with warm water, compensating for the evaporation and ice discharge. It is theoretically possible to receive energy from any substance in any state of aggregation with a temperature different from absolute zero.
Энергетические станции такого типа абсолютно безвредны и даже полезны с экологической точки зрения. В местах их расположения в морях и океанах будет наблюдаться так называемый «биологический всплеск» флоры и фауны из-за локального снижения температуры воды, увеличения солености и перемешивания поверхностных слоев. При размещении на входных отверстиях воздушных потоков защитной сетки от любых видов птиц станция становится безопасней, чем известные ветряные вертикальные генераторы.Power plants of this type are absolutely harmless and even useful from an environmental point of view. At their locations in the seas and oceans, the so-called “biological surge” of flora and fauna will be observed due to a local decrease in water temperature, an increase in salinity and mixing of surface layers. When a protective net is placed at the air inlet openings from any kind of bird, the station becomes safer than the known vertical wind generators.
Claims (6)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011153448/06A RU2477812C1 (en) | 2011-12-26 | 2011-12-26 | Energy conversion module |
| PCT/RU2012/001112 WO2013100820A2 (en) | 2011-12-26 | 2012-12-25 | Energy conversion module |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011153448/06A RU2477812C1 (en) | 2011-12-26 | 2011-12-26 | Energy conversion module |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2477812C1 true RU2477812C1 (en) | 2013-03-20 |
Family
ID=48698766
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011153448/06A RU2477812C1 (en) | 2011-12-26 | 2011-12-26 | Energy conversion module |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2477812C1 (en) |
| WO (1) | WO2013100820A2 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU11091A1 (en) * | 1927-01-17 | 1929-09-30 | Х.Г. Панов | Heat engine |
| JPS5698577A (en) * | 1980-01-09 | 1981-08-08 | Sharp Corp | Thermal driving engine |
| SU1094984A1 (en) * | 1983-01-14 | 1984-05-30 | Научно-Производственное Объединение "Солнце" Ан Тсср | Thermal mechanical engine |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU1812337C (en) * | 1990-04-04 | 1993-04-30 | Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургической теплотехники цветной металлургии и огнеупоров | Heat engine |
-
2011
- 2011-12-26 RU RU2011153448/06A patent/RU2477812C1/en not_active IP Right Cessation
-
2012
- 2012-12-25 WO PCT/RU2012/001112 patent/WO2013100820A2/en active Application Filing
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU11091A1 (en) * | 1927-01-17 | 1929-09-30 | Х.Г. Панов | Heat engine |
| JPS5698577A (en) * | 1980-01-09 | 1981-08-08 | Sharp Corp | Thermal driving engine |
| SU1094984A1 (en) * | 1983-01-14 | 1984-05-30 | Научно-Производственное Объединение "Солнце" Ан Тсср | Thermal mechanical engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2013100820A2 (en) | 2013-07-04 |
| WO2013100820A3 (en) | 2013-09-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6581679B2 (en) | Hydro turbine using variable buoyancy | |
| US9097242B2 (en) | Low differential temperature rotary engines | |
| US4233813A (en) | Ocean thermal engine | |
| CN111247332B (en) | Air-driven generator | |
| US9243609B2 (en) | Density engines and methods capable of efficient use of low temperature heat sources for electrical power generation | |
| WO2008142459A2 (en) | Composite solar tower chimney | |
| US11162470B2 (en) | Energy harvesting from moving fluids using mass displacement | |
| US9909573B2 (en) | Thermal energy harvesting system | |
| EP3938726A1 (en) | A system and a method for storing and transferring heat | |
| RU2477812C1 (en) | Energy conversion module | |
| US20110138800A1 (en) | Electricity-Generating Heat Conversion Device and System | |
| FR3025593A1 (en) | HYDROELECTRIC SOLAR TOWER WITH PONCTUAL CONCENTRATION | |
| KR20130026797A (en) | Hydro power generator system using water wheel and buoyancy | |
| KR101393854B1 (en) | Power generation system using the cooling water discharged from the power plant | |
| RU2234618C2 (en) | Gravitation steam-power hydroelectric station | |
| Satpathi et al. | Model of a centrifugal-force-aided convective heat engine-An attempt to miniaturise solar updraft tower technology | |
| WO2024038508A1 (en) | Turbine device and consecutively connected turbine system | |
| CN107191309A (en) | A kind of heat energy pumping storage generating equipment | |
| RU2316654C2 (en) | Engine of boiling (variants) | |
| EP3311092A1 (en) | Heat exchange system with heat exchange tubes and method for exchanging heat by using the heat exchange system | |
| FI20210007A1 (en) | System and method of a heat engine | |
| WO2023148311A2 (en) | Apparatus for use in generating electricity | |
| RU2073115C1 (en) | Thermal power plant | |
| WO2014056049A1 (en) | Device using multiple renewable energy sources (dumres) | |
| RU28945U1 (en) | Gravity steam-powered subsea power plant |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20131227 |