RU2810845C1 - Two-phase gravity motor - Google Patents

Two-phase gravity motor Download PDF

Info

Publication number
RU2810845C1
RU2810845C1 RU2022128967A RU2022128967A RU2810845C1 RU 2810845 C1 RU2810845 C1 RU 2810845C1 RU 2022128967 A RU2022128967 A RU 2022128967A RU 2022128967 A RU2022128967 A RU 2022128967A RU 2810845 C1 RU2810845 C1 RU 2810845C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
turbine
liquid
housing
condenser
funnel
Prior art date
Application number
RU2022128967A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Ильич Попов
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина"
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина"
Application granted granted Critical
Publication of RU2810845C1 publication Critical patent/RU2810845C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: heat engines.
SUBSTANCE: heat engines that convert low-grade heat into mechanical or electrical energy, using different types of low-boiling liquids for specific conditions as a working fluid, and can be widely used in the national economy. A two-phase gravitational engine contains a thermosyphon with a housing partially filled with liquid and a turbine installed in it, the turbine being made of vapour-liquid type. Moreover, a thermosiphon is used, in which the lower evaporation chamber and the upper condensing chamber are connected by a vertical steam pipe for the vapour-liquid mixture. The lower part of the pipe is equipped with a funnel, the edges of which are adjacent to the inner surface of the engine housing along the circumference. In the area where the funnel adjoins the inner surface of the housing, check valves are installed around the circumference, and in the upper part of the steam pipe in front of the condenser there is a cut-out in which the turbine is installed. The steam line pipe is equipped with a nozzle the size of the turbine inlet, and the turbine shaft is brought out through the housing wall. An annular fine-mesh filler with high thermal conductivity is introduced into the lower evaporation chamber, and a condenser with cooling fins is inserted into the upper condensing chamber, inside of which a part of the steam pipe connected to an inverted glass is inserted; holes are also made in the condenser, and an additional funnel having an annular gap with the body is placed below them.
EFFECT: new design.
2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к тепловым двигателям, преобразующим низкопотенциальное тепло в механическую или электрическую энергию.The invention relates to heat engines that convert low-grade heat into mechanical or electrical energy.

Известен, например, «Тепловой двигатель» авторов Осадчего Г. В. и Слободянюка В. А. по изобретению СССР № 1490317, МПК F03G 7/06.Known, for example, is the “Heat Engine” by the authors G. V. Osadchy and V. A. Slobodyanyuk according to USSR invention No. 1490317, IPC F03G 7/06.

Это устройство содержит испаритель-нагнетатель, в котором при подведении тепла повышается давление паров жидкости, которая выдавливается по трубопроводу через холодильник, клапан и исполнительный механизм, в качестве которого используется гидромотор, причем часть полезной мощности отбирается в гидроаккумулятор. После вытеснения зеркала жидкости в холодильник начинается конденсация ее паров при этом давление в испарителе-нагнетателе падает и за счет перезапуска клапанов энергия, запасенная в гидроаккумуляторе, заполняет по другому трубопроводу испаритель-нагнетатель для повторения цикла.This device contains an evaporator-supercharger, in which, when heat is added, the vapor pressure of the liquid increases, which is squeezed out through a pipeline through a refrigerator, a valve and an actuator, which uses a hydraulic motor, and part of the useful power is taken into the hydraulic accumulator. After the liquid mirror is displaced into the refrigerator, condensation of its vapor begins, while the pressure in the evaporator-supercharger drops and, due to the restart of the valves, the energy stored in the hydraulic accumulator fills the evaporator-supercharger through another pipeline to repeat the cycle.

Данное устройство работает не ритмично, требует управление клапанами и имеет низкий коэффициент полезного действия.This device does not operate rhythmically, requires valve control and has a low efficiency.

Известна также «Океаническая тепловая электростанция» авторов Ильина А.К. и Шишкина И.Л. По изобретению СССР № 1681031, МПК F01K13 /00, F03G7 /04. Это устройство содержит соединенные в замкнутом контуре турбину, размещенный под уровнем моря испаритель, паровую турбину, конденсатор, аэродинамическую трубу в виде сверхзвукового диффузора с вентилятором и ветродвигателем с электрогенератором, соединенным с электропароперегревателем.Also known is “Ocean Thermal Power Plant” by Ilyin A.K. and Shishkina I.L. According to the invention of the USSR No. 1681031, IPC F01K13 / 00, F03G7 / 04. This device contains a turbine connected in a closed loop, an evaporator located below sea level, a steam turbine, a condenser, a wind tunnel in the form of a supersonic diffuser with a fan and a wind engine with an electric generator connected to an electric superheater.

В данном устройстве пары рабочего тела (фреона) после испарителя перегреваются в электропароперегревателе и вращают турбину с электрогенератором, затем пары попадают в конденсатор, расположенный внутри аэродинамической трубы, где охлаждаются атмосферным воздухом. После этого сконденсированное рабочее тело стекает вниз и за счет напора вращает гидравлическую турбину, после чего поступает в испаритель и цикл повторяется.In this device, vapors of the working fluid (freon) after the evaporator are overheated in an electric steam superheater and rotate a turbine with an electric generator, then the vapors enter a condenser located inside a wind tunnel, where they are cooled by atmospheric air. After this, the condensed working fluid flows down and, due to the pressure, rotates the hydraulic turbine, after which it enters the evaporator and the cycle is repeated.

Данная тепловая электростанция так же имеет низкую эффективность, обусловленную необходимостью размещать конденсатор в аэродинамической трубе, охлаждаемый воздухом от работающей ветроустановки. Известно, что ветроустановки для их нормальной работы требуют среднегодовую скорость ветра более пяти метров в секунду («золотое» правило ветроэнергетики). Таким образом, для увеличения КПД этой электростанции потребуется найти ветровую зону с более стабильными ветрами.This thermal power plant also has low efficiency due to the need to place a condenser in a wind tunnel, cooled by air from an operating wind turbine. It is known that wind turbines require an average annual wind speed of more than five meters per second for their normal operation (the “golden” rule of wind energy). Thus, to increase the efficiency of this power plant, it will be necessary to find a wind zone with more stable winds.

Известна также «Энергетическая установка» авторов Бабаяна Р. С. и Аванесова Э. С. и др. по патенту СССР № 1744276, МПК F01K 13/00, F03G 7/04. Also known is the “Power Plant” by the authors R. S. Babayan and E. S. Avanesov et al. according to USSR patent No. 1744276, IPC F01K 13/00, F03G 7/04.

Данное устройство содержит трубчатый испаритель и конденсатор, соединенные паропроводом через паровую турбину и трубопроводом подачи конденсата, причем в каждой теплообменной трубке испарителя дополнительно установлен упругий сепаратор в виде жалюзи, а испаритель расположен ниже уровня конденсата в конденсаторе.This device contains a tubular evaporator and a condenser connected by a steam line through a steam turbine and a condensate supply pipeline, and an elastic separator in the form of a shutter is additionally installed in each heat exchange tube of the evaporator, and the evaporator is located below the condensate level in the condenser.

Данная энергетическая установка имеет низкий КПД и ограниченное применение для условий расположения испарителя на глубине 20…30 метров и более, где температура воды составляет около плюс 4 градуса Цельсия, а конденсатор находится на поверхности льда, при температуре воздуха минус 20…30 градусов Цельсия или еще ниже. При использовании установки для других меньших перепадов температур КПД установки будет еще ниже. Кроме того, следует отметить не надежную конструкцию устройства из-за использования пластинчатых упругих сепараторов в теплообменных трубках трубчатого испарителя, подверженных колебаниями на излом и в критических случаях - обмерзанию льдом.This power plant has low efficiency and limited use for conditions where the evaporator is located at a depth of 20...30 meters or more, where the water temperature is about plus 4 degrees Celsius, and the condenser is located on the surface of the ice, at an air temperature of minus 20...30 degrees Celsius or more below. When using the installation for other smaller temperature differences, the efficiency of the installation will be even lower. In addition, it should be noted that the design of the device is not reliable due to the use of plate elastic separators in the heat exchange tubes of a tubular evaporator, which are subject to oscillations to break and, in critical cases, to freezing with ice.

Известна также «Энергетическая установка» автора Мествиришвили Ш. А. по изобретению СССР № 1170180, МПК F01K 25/00.Also known is the “Power Plant” by the author Sh. A. Mestvirishvili according to the invention of the USSR No. 1170180, IPC F01K 25/00.

Установка содержит две обогреваемые камеры, заполненные вспомогательной жидкостью, присоединенные к ним трубопроводы для подачи насосом легкоиспаряющегося рабочего тела, турбину и конденсатор, связанные магистральными линиями отвода, соединенные определенным образом с нижними и верхними частями камер.The installation contains two heated chambers filled with an auxiliary liquid, pipelines connected to them for supplying an easily evaporating working fluid by a pump, a turbine and a condenser connected by main drain lines, connected in a certain way to the lower and upper parts of the chambers.

Недостатками данного устройства являются его низкий КПД и необходимость иметь насос со своим электроприводом, управляемым от внешнего воздействия. Под действием нарастающего давления вспомогательная жидкость перекачивается из одной камеры в другую через турбину, создавая ее неравномерное и реверсивное вращение. Кроме того, данная установка предназначена для размещения ее в определенной климатической зоне и имеет узкоспециальное применение.The disadvantages of this device are its low efficiency and the need to have a pump with its own electric drive, controlled from external influences. Under the influence of increasing pressure, the auxiliary fluid is pumped from one chamber to another through the turbine, creating its uneven and reverse rotation. In addition, this installation is designed to be placed in a certain climatic zone and has a highly specialized application.

Наиболее близким аналогом (прототипом) предлагаемого изобретения является «Двухфазный гравитационный двигатель» авторов Соловьева Е. В. и Привезенцева В. В. по патенту № 2102632, МПК F03G 3/00.The closest analogue (prototype) of the proposed invention is the “Two-phase gravitational motor” by the authors E.V. Solovyov and V.V. Privezentsev according to patent No. 2102632, IPC F03G 3/00.

Данное изобретение содержит внутри корпуса термосифона под турбиной вертикально установленную трубу с зазором относительно корпуса термосифона и ротора турбины, а в зазоре между боковой поверхностью трубы и корпусом установлено, как минимум, одно парожидкостное сопло турбины, причем турбина выполнена парожидкостной, а уровень кипящей жидкости находится выше турбины.This invention contains a vertically installed pipe inside the thermosiphon housing under the turbine with a gap relative to the thermosiphon housing and the turbine rotor, and in the gap between the side surface of the pipe and the housing, at least one vapor-liquid turbine nozzle is installed, wherein the turbine is made vapor-liquid, and the level of the boiling liquid is above turbines.

В настоящем двигателе паровоздушная смесь перемещается вверх на лопасти турбины, двигаясь по стенкам корпуса, что требует его подогрева на всем протяжении корпуса до зоны конденсации, а жидкость опускается по центральной трубе вниз на ее нагрев в испарительной зоне. Применена нестандартная турбина, лопасти которой расположены на периферии внутреннего диаметра корпуса для приема восходящего потока пароводяной смеси.In a real engine, the steam-air mixture moves up onto the turbine blades, moving along the walls of the housing, which requires heating it along the entire length of the housing to the condensation zone, and the liquid descends down the central pipe to be heated in the evaporation zone. A non-standard turbine was used, the blades of which are located on the periphery of the inner diameter of the housing to receive the upward flow of the steam-water mixture.

Подобные лопастные турбины имеют низкий КПД, обусловленный большой долей свободного пролета пара или жидкости между лопастями, не оказывая на них давление.Such bladed turbines have low efficiency due to the large proportion of free passage of steam or liquid between the blades without exerting pressure on them.

Другим недостатком данного двигателя является отсутствие возможности создать внутри корпуса повышенное давление пароводяной смеси, поступающей на турбину для увеличения КПД устройства в целом. Another disadvantage of this engine is the inability to create an increased pressure of the steam-water mixture inside the housing, which flows to the turbine to increase the efficiency of the device as a whole.

Задачей предлагаемого изобретения является создание «Двухфазного гравитационного двигателя» на базе термосифона с более высоким КПД.The objective of the proposed invention is to create a “Two-phase gravitational motor” based on a thermosyphon with a higher efficiency.

Технической проблемой, которую решает настоящее изобретение, является выработка двигателем механической и/или электрической энергии от естественной разности перепадов температур в окружающей среде, используя в качестве стандартной турбины гидромотор или объемный расходомер, что расширяет его зону применения.The technical problem that the present invention solves is the generation of mechanical and/or electrical energy by an engine from natural temperature differences in the environment, using a hydraulic motor or a volumetric flow meter as a standard turbine, which expands its application area.

Технический результат заключается в том, что в двухфазном гравитационном двигателе, содержащим термосифон с корпусом, частично заполненным жидкостью, и установленным в нем турбиной, при этом турбина выполнена парожидкостной, применен термосифон, в котором нижняя испарительная камера и верхняя конденсирующая камера соединены вертикальной трубой паропровода парожидкостной смеси, нижняя часть трубы оснащена воронкой, края которой по окружности примыкают к внутренней поверхности корпуса двигателя, причем в зоне примыкания воронки к внутренней поверхности корпуса по окружности установлены обратные запорные клапаны, а в верхней части трубы паропровода перед конденсатором выполнен вырез, в котором установлена турбина, причем труба паропровода оснащена соплом по размерам входного отверстия турбины, а вал турбины выведен через стенку корпуса, в нижнюю испарительную камеру введен кольцевой мелкоячеистый наполнитель с высокой теплопроводностью, а в верхнюю конденсирующую камеру введен конденсатор с охлаждающими ребрами, во внутрь которого пропущена часть трубы паропровода, соединенная с перевернутым стаканом, также в конденсаторе выполнены отверстия, а под ними на уровне сконденсированной жидкости размещена дополнительная воронка, имеющая с корпусом кольцевой зазор.The technical result is that in a two-phase gravitational engine containing a thermosyphon with a housing partially filled with liquid and a turbine installed in it, wherein the turbine is made of vapor-liquid, a thermosyphon is used in which the lower evaporation chamber and the upper condensing chamber are connected by a vertical vapor-liquid steam line pipe mixture, the lower part of the pipe is equipped with a funnel, the edges of which are adjacent around the inner surface of the engine housing, and in the area where the funnel is adjacent to the inner surface of the housing, check valves are installed around the circumference, and in the upper part of the steam line pipe in front of the condenser there is a cutout in which the turbine is installed , wherein the steam line pipe is equipped with a nozzle according to the dimensions of the turbine inlet, and the turbine shaft is brought out through the housing wall, an annular fine-mesh filler with high thermal conductivity is introduced into the lower evaporation chamber, and a condenser with cooling fins is introduced into the upper condensing chamber, into which part of the steam line pipe is passed. , connected to an inverted glass, there are also holes in the condenser, and under them, at the level of the condensed liquid, there is an additional funnel, which has an annular gap with the body.

Технический результат заключается также в том, что в двухфазном гравитационном двигателе в качестве парожидкостной турбины применен гидромотор или объемный расходомер, не допускающий холостых протечек жидкости между их лопастями. The technical result also lies in the fact that in a two-phase gravitational engine, a hydraulic motor or volumetric flow meter is used as a vapor-liquid turbine, which prevents idle fluid leaks between their blades.

На чертеже изображен «Двухтактный гравитационный двигатель».The drawing shows a "Two-Stroke Gravity Engine".

Двигатель содержит корпус 1 с нижней испарительной камерой 2 «+Q» и верхней конденсирующей «-Q» камерой 3, которые соединены трубой 4 паропровода парожидкостной смеси с воронкой 5, имеющей в кольцевой зоне примыкания с корпусом обратные запорные клапаны 6. В верхнюю камеру, заполненную частично сконденсированной жидкостью, введен конденсатор 7 с охлаждающими ребрами, вовнутрь которого пропущена часть трубы паропровода, соединенной с перевернутым стаканом 8, причем верхняя часть стакана находится в воздушной зоне конденсатора, а его нижняя часть постоянно размещена в конденсирующейся жидкости. В корпусе конденсатора выполнены отверстия 9 и размещена под ними на уровне сконденсированной жидкости дополнительная воронка 10, имеющая с корпусом кольцевой зазор 11 или отверстия между нею и корпусом. В верхней части внутри трубы паропровода перед конденсатором выполнен вырез, в который установлена турбина (гидропривод) 12, вал 13 которой выведен через стенку корпуса и соединен, например, с электрогенератором, а в нижнюю испарительную камеру введен кольцевой мелкоячеистый наполнитель 14 с высокой теплопроводностью, плотно прилегающий к внутренней стенке корпуса и расположенный ниже воронки трубы паропровода. Труба также оснащена соплом 15 по размерам входного отверстия турбины (гидромотора), а место кольцевого примыкания воронки к внутренней поверхности корпуса показано на позиции 16.The engine contains a housing 1 with a lower evaporation chamber 2 “+Q” and an upper condensing chamber “-Q” 3, which are connected by a steam line pipe 4 for the vapor-liquid mixture with a funnel 5, which has check valves 6 in the annular area adjacent to the housing. filled with partially condensed liquid, a condenser 7 with cooling fins is inserted, inside of which is passed a part of a steam pipe connected to an inverted glass 8, with the upper part of the glass located in the air zone of the condenser, and its lower part is constantly placed in the condensing liquid. There are holes 9 in the capacitor body and an additional funnel 10 is placed under them at the level of the condensed liquid, which has an annular gap 11 with the body or holes between it and the body. In the upper part inside the steam pipe in front of the condenser there is a cutout in which a turbine (hydraulic drive) 12 is installed, the shaft 13 of which is brought out through the wall of the housing and connected, for example, to an electric generator, and an annular fine-mesh filler 14 with high thermal conductivity is inserted into the lower evaporation chamber, tightly adjacent to the inner wall of the housing and located below the funnel of the steam pipe. The pipe is also equipped with a nozzle 15 according to the dimensions of the turbine (hydraulic motor) inlet, and the location of the annular junction of the funnel to the inner surface of the housing is shown at position 16.

«Двухфазный гравитационный двигатель» работает следующим образом. При нагреве «+Q» нижней испарительной камеры 2 до кипения жидкости пары ее парожидкостной смеси, ограниченные зоной воронки 5, поступают в паропровод 4 и далее через турбину (гидропривод) 12, где частично дросселируются, охлаждаются и далее через перевернутый стакан 8 передаются в жидкость корпуса конденсатора 7, конденсируясь в последнем «-Q». Вал 13 турбины приводит во вращение электрогенератор (не показано на рисунке). Поскольку пары парожидкостной смеси проходят «пробулькивание» через жидкость конденсатора, то это гарантирует их полную конденсацию. Для обеспечения этого условия необходимо, чтобы объем жидкости в конденсаторе был достаточен при максимальной нагрузке на двигатель.The “two-phase gravity motor” works as follows. When the “+Q” of the lower evaporation chamber 2 is heated to the boiling point of the liquid, the vapors of its vapor-liquid mixture, limited by the zone of the funnel 5, enter the steam line 4 and then through the turbine (hydraulic drive) 12, where they are partially throttled, cooled and then transferred into the liquid through an inverted glass 8 capacitor body 7, condensing in the last “-Q”. The turbine shaft 13 rotates the electric generator (not shown in the figure). Since the vapors of the vapor-liquid mixture “bubble” through the condenser liquid, this guarantees their complete condensation. To ensure this condition, it is necessary that the volume of liquid in the condenser be sufficient at maximum engine load.

Под воронкой 5, поскольку ее края по окружности плотно примыкают, поз. 16, к внутренней поверхности корпуса 1, происходит накопление парожидкостной смеси, которая передается в трубу 4 и далее на турбину (гидропривод) 12, что увеличивает КПД двигателя.Under funnel 5, since its edges are tightly adjacent around the circumference, pos. 16, to the inner surface of housing 1, a vapor-liquid mixture accumulates, which is transferred to pipe 4 and then to turbine (hydraulic drive) 12, which increases engine efficiency.

Увеличивающийся объем жидкости конденсата через отверстия 9 в корпусе поступает на дополнительную воронку 10 конденсатора и далее через зазоры 11 на внутреннюю стенку корпуса 1, стекая по ней через обратные запорные клапаны 6 до кольцевого мелкоячеистого наполнителя 14 нижней испарительной камеры 2. Количество клапанов 6 по окружности выбирается из условия пропуска ими сконденсированной воды при максимальной нагрузке двигателя. The increasing volume of condensate liquid through the holes 9 in the housing enters the additional funnel 10 of the condenser and then through the gaps 11 onto the inner wall of the housing 1, flowing along it through check valves 6 to the annular fine-mesh filler 14 of the lower evaporation chamber 2. The number of valves 6 around the circumference is selected from the condition that they pass condensed water at maximum engine load.

Мелкоячеистый наполнитель 14, выполненный из металла, выполняет функцию теплового аккумулятора обладает высокой теплопроводностью для передачи жидкости внешней тепловой энергии и усиливает пленочное испарение за счет большой испарительной поверхности. Пленочное распределение жидкости в теплообменных поверхностях получило широкое распространение в технике (Тананайко Ю. М., Воронцов Е. Е. Методы расчета и исследования пленочных процессов. Киев, 1975).The fine-mesh filler 14, made of metal, acts as a heat accumulator, has high thermal conductivity to transfer external thermal energy to the liquid and enhances film evaporation due to the large evaporation surface. Film distribution of liquid in heat transfer surfaces has become widespread in technology (Tananaiko Yu. M., Vorontsov E. E. Methods for calculating and studying film processes. Kyiv, 1975).

При попадании пленки жидкости на мелкоячеистый наполнитель происходит ее перемешивание за счет сетчатой структуры наполнителя и создается волновой режим течения пленки. В работе: Капица П. Л., Капица Е. Е. ЖЭТФ. Т. 19, 1949, № 2, с.105-120, указывается, что при волновом режиме течения теплопередача на 20% больше, чем при гладком ламинарном течении.When a liquid film hits a fine-mesh filler, it is mixed due to the mesh structure of the filler and a wave mode of film flow is created. In: Kapitsa P. L., Kapitsa E. E. JETP. T. 19, 1949, No. 2, pp. 105-120, it is indicated that with a wave flow regime, heat transfer is 20% greater than with a smooth laminar flow.

Таким образом, наличие мелкоячеистого наполнителя 14 в нижней испарительной камере 2 приводит к возникновению дополнительного теплового потока, обусловленного поперечным течением жидкости.Thus, the presence of fine-mesh filler 14 in the lower evaporation chamber 2 leads to the emergence of additional heat flow due to the transverse flow of liquid.

В качестве турбин для разных условий эксплуатации могут использоваться, например, аналоги фреоновых турбин, разработанные Калужским турбинным заводом для Паратунской ГеоЭС около города Петропавловск-Камчатский, работающие на фреоне с температурой воды в земных пластах ниже 100 градусов Цельсия.As turbines for different operating conditions, for example, analogues of freon turbines developed by the Kaluga Turbine Plant for the Paratunka GeoPP near the city of Petropavlovsk-Kamchatsky, operating on freon with water temperatures in earth layers below 100 degrees Celsius, can be used.

Также в качестве турбин могут применяться гидромоторы и объемные расходомеры, например, «Ролико-лопастная машина» авторов Домогацкого В.В. и Левченко И.В. по патенту РФ № 2230194, МПК F01C 1/14. Подобные расходомеры выпускаются серийно для разных перекачиваемых объемов жидкостей, используются при заправке самолетов, тепловозов, при прокачке топлива по трубам, например, ОР-40, ОР-1000 и др. Данные расходомеры практически не допускают холостых протечек жидкости и их целесообразно применить для реализации настоящего изобретения на вырабатываемые мощности до нескольких десятков киловатт.Also, hydraulic motors and volumetric flow meters can be used as turbines, for example, “Roller-blade machine” by V.V. Domogatsky. and Levchenko I.V. according to RF patent No. 2230194, IPC F01C 1/14. Such flow meters are produced commercially for different pumped volumes of liquids, they are used when refueling aircraft, diesel locomotives, when pumping fuel through pipes, for example, OR-40, OR-1000, etc. These flow meters practically do not allow idle liquid leaks and it is advisable to use them to implement this inventions for generated power up to several tens of kilowatts.

Предлагаемый высокоэффективный «Двухфазный гравитационный двигатель», использующий в качестве рабочего тела разные типы легкокипящих жидкостей для конкретных условий, может найти широкое применение в народном хозяйстве для выработки механической или электрической энергии от перепада температур в различных средах.The proposed highly efficient “Two-phase gravitational engine”, using different types of low-boiling liquids for specific conditions as a working fluid, can be widely used in the national economy to generate mechanical or electrical energy from temperature differences in various environments.

Claims (2)

1. Двухфазный гравитационный двигатель, содержащий термосифон с корпусом, частично заполненным жидкостью, и установленной в нем турбиной, при этом турбина выполнена парожидкостной, отличающийся тем, что применен термосифон, в котором нижняя испарительная камера и верхняя конденсирующая камера соединены вертикальной трубой паропровода парожидкостной смеси, нижняя часть трубы оснащена воронкой, края которой по окружности примыкают к внутренней поверхности корпуса двигателя, причем в зоне примыкания воронки к внутренней поверхности корпуса по окружности установлены обратные запорные клапаны, а в верхней части трубы паропровода перед конденсатором выполнен вырез, в котором установлена турбина, причем труба паропровода оснащена соплом по размерам входного отверстия турбины, а вал турбины выведен через стенку корпуса, в нижнюю испарительную камеру введен кольцевой мелкоячеистый наполнитель с высокой теплопроводностью, а в верхнюю конденсирующую камеру введен конденсатор с охлаждающими ребрами, вовнутрь которого пропущена часть трубы паропровода, соединенная с перевернутым стаканом, также в конденсаторе выполнены отверстия, а под ними на уровне сконденсированной жидкости размещена дополнительная воронка, имеющая с корпусом кольцевой зазор.1. A two-phase gravity engine containing a thermosyphon with a housing partially filled with liquid and a turbine installed in it, wherein the turbine is made of vapor-liquid, characterized in that a thermosyphon is used in which the lower evaporation chamber and the upper condensing chamber are connected by a vertical pipe of the steam line of the vapor-liquid mixture, the lower part of the pipe is equipped with a funnel, the edges of which are adjacent around the inner surface of the engine housing, and in the area where the funnel is adjacent to the inner surface of the housing, check valves are installed around the circumference, and in the upper part of the steam line pipe in front of the condenser there is a cutout in which the turbine is installed, and the steam line pipe is equipped with a nozzle according to the size of the turbine inlet, and the turbine shaft is brought out through the housing wall, an annular fine-mesh filler with high thermal conductivity is introduced into the lower evaporation chamber, and a condenser with cooling fins is inserted into the upper condensing chamber, inside of which a part of the steam line pipe connected to with an inverted glass, there are also holes made in the condenser, and under them, at the level of the condensed liquid, there is an additional funnel, which has an annular gap with the body. 2. Двухфазный гравитационный двигатель по п. 1, отличающийся тем, что в качестве парожидкостной турбины применен гидромотор или объемный расходомер, не допускающий холостых протечек жидкости между их лопастями.2. A two-phase gravity engine according to claim 1, characterized in that a hydraulic motor or volumetric flow meter is used as a vapor-liquid turbine, which prevents idle liquid leaks between their blades.
RU2022128967A 2022-11-08 Two-phase gravity motor RU2810845C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2810845C1 true RU2810845C1 (en) 2023-12-28

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1490317A1 (en) * 1986-10-20 1989-06-30 Г.Б.Осадчий и В.А.Слобод нюк Heat engine
RU2102632C1 (en) * 1996-03-18 1998-01-20 Государственный научный центр РФ Физико-энергетический институт Two-phase gravitational motor
RU2646273C1 (en) * 2017-05-10 2018-03-02 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина Thermosyphon
US10258926B2 (en) * 2015-02-11 2019-04-16 Massachusetts Institute Of Technology Hybridization of humidification-dehumidification and pressure-retarded osmosis
CA3124652A1 (en) * 2018-12-27 2020-07-02 National Oilwell Varco, L.P. Systems and methods for electrical power generation

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1490317A1 (en) * 1986-10-20 1989-06-30 Г.Б.Осадчий и В.А.Слобод нюк Heat engine
RU2102632C1 (en) * 1996-03-18 1998-01-20 Государственный научный центр РФ Физико-энергетический институт Two-phase gravitational motor
US10258926B2 (en) * 2015-02-11 2019-04-16 Massachusetts Institute Of Technology Hybridization of humidification-dehumidification and pressure-retarded osmosis
RU2646273C1 (en) * 2017-05-10 2018-03-02 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина Thermosyphon
CA3124652A1 (en) * 2018-12-27 2020-07-02 National Oilwell Varco, L.P. Systems and methods for electrical power generation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2447827T3 (en) Thermodynamic machine and procedure for its operation
CN101892964B (en) Cycling hot-dry-rock generating method and device by using gravity vacuum auxiliary heat pipe in myriameter single-deep-well
WO2007147035A2 (en) Heat transfer for ocean thermal energy conversion
BR112020016055A2 (en) GEOTHERMAL ENERGY DEVICE
US20130213613A1 (en) Heat transfer device
WO2003095802A1 (en) Combined desalt-hydroelectric power plant
JP5904351B2 (en) Absorption cooler, heat exchanger
CN101776400A (en) Forced-draft direct water film evaporative air-cooling condensor system
CN201858918U (en) Gravity heat pipe type heat transfer device for 10,000-meter single deep well
Wang et al. Design and testing of a 340 kW Organic Rankine Cycle system for Low Pressure Saturated Steam heat source
JP2015202445A (en) Reduced-pressure boiling-type seawater desalination apparatus with power generating function
RU2810845C1 (en) Two-phase gravity motor
CN102022294A (en) Method and device for generating electricity with rotating heat pipe
BR112018002719B1 (en) THERMODYNAMIC ENGINE
Dambly et al. The Organic Rankine Cycle for Geothermal Power Generation
CN201858096U (en) Myriameter single deep well gravity vacuum auxiliary heat pipe circulation dry heat rock electric generator
RU2805156C1 (en) Power plant operating on temperature differences in different media (variants)
CN112797810A (en) Condensation heat recovery system of power plant
KR20180124643A (en) A Generating System using Air heat and Gravity
JP2006329038A (en) Jet steam engine
RU2234618C2 (en) Gravitation steam-power hydroelectric station
RU2129213C1 (en) Thermal power plant
Habieeb et al. An Experimental Study of a Two-Phase Closed Thermosyphon Rankine Cycle Performance.
RU2818432C1 (en) Cryogenic power generation plant
RU2018032C1 (en) Heat power-to-pressure control energy converter