Область техники
Изобретение относится к технике летательных аппаратов, в частности к электростанциям, размещенным на закрепленных летательных аппаратах для производства электроэнергии с использованием естественной тяги для создания потока в сквозном канале, образованного естественной тягой, при прохождении им сквозного канала и корпуса летательного аппарата, в котором кипятится вода и образуется водяной пар. Он может быть использован в любых районах мира вне зависимости от наличия ветра и любой погоды в них. Известны ветреные электростанции, где ветроколесо с генератором крепится на привязном аэростате, а электроэнергия передается на землю по кабелю (патент США №4073516, 1978 г., автор А. Клинг), ветроустановка, где аэростат, ветряк и генератор представляют единое целое (патент США №4350896. 1982 г., автор У. Бенуа), комплексная электростанция на дирижабле с подъемной силой пара в качестве источника электроэнергии (заявка на изобретение №2013155468, 13.12.2013 г., автор М.Г. Карпухин), которая состоит из двух частей, ветреной и солнечной. Ветреную часть располагают внутри корпуса дирижабля в сквозном канале в помещениях-секциях, а гибкие фотоэлементы солнечной части крепятся на внешней защитной обшивке мягкого корпуса дирижабля. В качестве подъемной силы дирижабля используют водяной пар, который получают от кипячения воды, налитой в отсеки мягкого корпуса дирижабля, электронагревателями. Температуру пара регулируют терморегуляторами. Мягкий корпус дирижабля состоит из сборных сегментов, собираемых из отдельных отсеков, отсеки в сегменты и сборные сегменты в единый корпус дирижабля. Отсеки с внешней стороны атмосферной стороны и сквозной канал с помещениями-секциями теплоизолируют. На площадке под корпусом дирижабля расположен инвертор для электронагревателей, терморегуляторов и другого собственного оборудования, а также обеспечения электроэнергией внешних потребителей. Крепят к земле дирижабль крепежным канатом, при помощи электролебедки и вращающегося крепежного узла на этой площадке. Ветреная часть вышеописанной заявки на изобретение принята за прототип предлагаемому автором изобретению. К недостаткам всех ветреных электростанций относится зависимость их от наличия ветра и от его неравномерности. Целью предлагаемого изобретения является получение электроэнергии при любой безветренной погоде за счет создания естественной тяги для воздушной электростанции, легкость и простота ее строительства, обслуживания и низкая стоимость материалов и непосредственно самого строительства.
Раскрытие изобретения
Целью предлагаемого изобретения является получение электроэнергии при любой безветренной погоде за счет создания естественной тяги для воздушной электростанции, легкость и простота ее строительства, обслуживания и низкая стоимость материалов и непосредственно самого строительства. Поставленная цель достигается тем, что в способе получения электрической энергии от наземной электростанции на естественной тяге, заключающемся в том, что наземную станцию располагают в сквозном канале, соединенном с привязным летательным аппаратом, в котором используют подъем силы пара, согласно предложенному изобретению, корпус привязного летательного аппарата имеет форму цилиндра с круглым отверстием по середине для прохождения потока, он изготовлен из водопронепроницаемой, теплостойкой, с температурным режимом от 150 до 300 градусов Цельсия и больше, прорезиненной ткани на основе синтетической ткани, при этом корпус привязного летательного аппарата заполняют водяным паром, при прохождении потока через корпус привязного летательного аппарата получают естественную тягу, которую используют для получения потока в сквозном канале наземной электростанции, дополнительной обшивкой, ее покрывают с наружной стороны теплоизоляцией, а от корпуса отделяют слоем сжатого воздуха, для удержания корпуса привязного летательного аппарата в вертикальном положении поверх дополнительной обшивки равномерно размещают шланги, в которые нагнетают сжатый воздух, скрепленные хомутами по всей длине, закрепляют привязной летательный аппарат нижней стороною к трем бетонным опорам, а верхнюю часть крепежными углеполимерными канатами к трем электролебедкам, электрооборудование наземной электростанции и внешние сети связывают электропроводами. Техническим результатом, достижение которого обеспечивается реализацией всей заявляемой совокупности существенных признаков, является создание естественной тяги для воздушной электростанции, за счет чего обеспечивается получение электроэнергии при любой безветренной погоде. Предлагаемый способ получения электроэнергии от наземной воздушной электростанции (в дальнейшем - электростанции) полностью соответствует данной цели и состоит в том, что сквозной канал электростанции располагают на земной поверхности за исключением его концевой части, которая проходит через сквозное круглое отверстие в цилиндрическом корпусе привязного летательного аппарата (в дальнейшем - аппарат), использующего в качестве подъемной силы подъемную силу водяного пара. Его наличие обеспечивает создание естественной тяги с получением потока в сквозном канале наземной электростанции, которая содержит в своем составе турбину, которая передает энергию потока связанному с ней кинетическим способом электрогенератору, который обеспечивает получение электрического тока от электростанции. Для теплоизоляции корпуса на нем располагают дополнительную обшивку с теплоизоляцией с наружной стороны и прослойкой воздуха под давлением между ней и корпусом аппарата. Поверх дополнительной обшивки равномерно располагают шланги, скрепленные хомутами, в которые нагнетают сжатый воздух, они помогают удерживать вертикально корпус аппарата. Аппарат закрепляют в вертикальном положении за его нижнею часть к бетонным опорам, а верхнюю его часть крепят с помощью углеполимерных крепежных канатов к трем электролебедкам. Сквозной канал электростанции начинают с входного сопла, площадь входного сечения которого значительно превышает площадь его выходного сечения, которое соответствует сечению соединительных рукавов. Выходное сечение входного сопла с помощью соединительного рукава соединяют с турбиной, которую сквозной поток приводит во вращательное движение. Турбина передает энергию потока связанному с ней генератору, вырабатывающему электрический ток. После турбины поток с помощью соединительного рукава, соединяющего турбину и центральное отверстие летательного аппарата, направляют через корпус летательного аппарата, заполненного водяным паром с температурой от 100 градусов Цельсия и выше. После прохождения корпуса аппарата поток через выходное отверстие выходит в атмосферу. При прохождении потока через корпус летательного аппарата, заполненного водяным паром, создается естественная тяга в сквозном канале, позволяющая электростанции вырабатывать электрический ток независимо от погоды.
Осуществление изобретения
Основу предложенного способа составляет наличие у наземной электростанции сквозного канала, в котором при прохождении через источник повышенной температуры образуется естественная тяга с образованием потока, источником которого является корпус летательного аппарата, заполненный водяным паром. Сквозной канал располагают на земной поверхности. Он состоит из входного сопла, корпус которого собирают общепринятым способом, из трубчатых сборных углеполимерных деталей, который затем крепят на бетонном основании и обтягивают водонепроницаемой синтетической тканью. Площадь сечения входного отверстия входного сопла значительно превышает площадь сечения его выходного отверстия, что создает увеличение скорости потока в сквозном канале электростанции. Выходное отверстие входного сопла, оборудованное соединительным устройством, аналогичным соединительным устройствам пожарных рукавов, при помощи соединительного рукава соединяют с турбиной, которая также, как и соединительный рукав оборудована тем же самым устройством. Соединительные рукава изготавливают из материала, которым обтягивают входное сопло и оборудуют теми же соединительными устройствами, им же оборудуют отверстие на входе в центральное отверстие корпуса летательного аппарата. Турбину и генератор устанавливают при помощи различных фасонных и плоских углеполимерных деталей и конструкций общепринятым способом сборки крепежными материалами. Турбина является составной частью сквозного канала, через которую поток по соединительному рукаву, который подключен к нижнему концу летательного аппарата и через центральное отверстие с его торца поступает внутрь корпуса летательного аппарата, заполненного водяным паром, а затем, пройдя через него, выходит через верхнее отверстие в атмосферу. Она передает энергию потока кинетически связанному с ней генератору. Корпус летательного аппарата с подъемной силой водяного пара, дополнительную обшивку изготавливают, поэтапно, способом склеивания, общими фрагментами корпуса и дополнительной обшивки, длинною по 3-7 метров, склеивая их затем в общее целое, до заданной длины корпуса, из водопаронепроницаемой теплостойкой, с температурным режимом от 150 градусов до 300 градусов Цельсия и более, прорезиненной ткани на основе синтетической ткани. Эту ткань используют для изготовления перемычек между корпусом аппарата и дополнительной обшивкой. Диаметр центрального отверстия в корпусе аппарата принимают 0,15 м и более, а его длину принимают от 8 м и более, диаметр сечения выходного отверстия сквозного канала из корпуса аппарата равен диаметру его выходного отверстия. Толщину воздушной прослойки между дополнительной обшивкой и корпусом аппарата от 0,1 м. и более задают перемычками, с заданным размером, приклеивая их на внутреннюю сторону дополнительной обшивки и внешнюю сторону корпуса аппарата, в количестве трех штук, равномерно размещая их, по окружности, на дополнительной обшивке через 2-5 м, начиная от начала дополнительной обшивки и по всей длине корпуса аппарата. Шланги повышенного давления диаметром 0,1 м равномерно распределяют вертикально вверх от нижнего края входного отверстия корпуса аппарата снаружи дополнительной обшивки, до верхнего края выходного отверстия, скрепляя их между собой хомутами через 3-5 м. Количество шлангов зависит от длины корпуса и может быть от трех и более. Корпус аппарата оборудуют штуцером из углеполимерного материала с обратным клапаном с манометром и термометром, шланги повышенного давления и полость между дополнительной обшивкой и корпусом аппарата также оборудуют штуцерами с обратными клапанами, через которые нагнетают сжатый воздух компрессором. Корпус аппарата наполняют водяным паром кипячением в нем воды, налитой через штуцер, нагревая его электронагревателями до насыщенного или перегретого состояния, необходимого для создания потока, обеспечивающего работу электростанции, а по манометру и термометру проверяют температуру и давление. Электронагреватели имеют подключение как к внешнему источнику энергии, так и непосредственно к самой электростанции. В начальный период запуска электростанции их подключают к внешнему источнику электроэнергии. Электронагреватели представляют собой нагревательный элемент, заключенный в герметичный плоский круглый электроизоляционный корпус с хорошей теплопроводностью. Он закреплен в нижней плоской части полусферы из теплоизоляционного материала с отверстиями по ее сферической поверхности, что обеспечивает свободный допуск воде и пару к нагревательному элементу. В зависимости от мощности электростанции их может быть от 6 штук и более. В корпусе аппарата 50% их располагают в нижней части, а остальное количество равномерно распределяют, закрепляя на внутренних стенках корпуса аппарата. Температурой пара автоматически управляют терморегуляторы, постоянно обеспечивая необходимый диапазон температур от 100 градусов Цельсия и выше. Количество электронагревателей зависит от объема воды, залитой в корпус аппарата. Общеизвестно, что один литр воды при давлении, равном 1 атмосфере, при его кипячении дает 1600 объемов пара. Это позволяет определить необходимое количество воды, заливаемой в корпус аппарата. Крепят аппарат за нижний конец к трем бетонным опорам, а верхний конец тремя электролебедками с углеполимерными тросами за крепежные кольца на выходном отверстии. При данном способе электростанция вырабатывает электроэнергию при любой погоде, а расположение ее на земной поверхности обеспечивает быстрое строительство, низкую стоимость и дешевое обслуживание, компактное расположение на местности и, практически, получение любой мощности электростанции. Что позволяет нашей стране сделать громадный скачок в обеспечении дешевой электрической энергией и занять первое место в мировом энергетическом пространстве.