WO2012167801A1 - Импульсная установка для преобразования низкопотенциальной тепловой энергии в электрическую - Google Patents
Импульсная установка для преобразования низкопотенциальной тепловой энергии в электрическую Download PDFInfo
- Publication number
- WO2012167801A1 WO2012167801A1 PCT/EA2011/000008 EA2011000008W WO2012167801A1 WO 2012167801 A1 WO2012167801 A1 WO 2012167801A1 EA 2011000008 W EA2011000008 W EA 2011000008W WO 2012167801 A1 WO2012167801 A1 WO 2012167801A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- energy
- evaporator
- condenser
- bellows
- thermal energy
- Prior art date
Links
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
- F03G7/04—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using pressure differences or thermal differences occurring in nature
Definitions
- the invention relates to power engineering, and, in particular, to energy machines that convert low-grade thermal energy of technogenic and natural origin through the use of phase transitions and / or limiting states of a low-boiling liquid (for example, freon) or natural gases, alcohols, ethers or water - a working fluid, a heat exchanger with a variable volume, which is alternately in a cycle an evaporator and a condenser of a working fluid, a device that sets and regulates the external pressure is filled Nitrogen, air, another gas with a liquid - water or another liquid or without liquid, a device for pumping conductive liquid (generator device) metal, metal solutions, electrolytes in one direction in a closed loop including two sealed drive membranes (diaphragms) or two bellows (piston) with or without a delay device, one or two check valves, accelerating fluid flow, the working channel is a magneto-hydrodynamic generator p confuser type unit permanent magnets or electromagnets
- All three devices are a block rotating around an axis with an adjustable (necessary) speed so that the evaporator-condenser is alternately in a warmer and colder environment, for example: water and air.
- Such blocks can be arbitrarily many in this case, the device that sets and controls the external pressure can be common.
- the duty cycle is the transfer of heat from a warmer medium to the working fluid (substance) in the evaporator / condenser upon reaching the set temperature and pressure equal to the pressure in the external pressure setting device, the working substance is transferred from liquid to a gaseous state with an increase in the occupied volume and through a diaphragm / bellows in a device with a conductive liquid, the liquid moves through the return channel into the volume connected by the diaphragm / bellows with a device that sets the external pressure without performing useful work.
- the heat exchange device becomes a condenser once it enters a colder environment, the volume occupied by the working fluid decreases, the pressure decreases, and under the influence of pressure in the master through the diaphragm / bellows, the conductive fluid moves and passes through the working channel and induces an electric current in the magnetic field, doing useful work.
- the cycle repeats.
- the essence of this invention is: uniformly around the circumference of a partially immersed rotor, heat-sensitive elements (TE) are installed associated with the load, made in the form of a massive rim, with the possibility of its radial movement when the ambient temperature changes, which is achieved by creating in the upper and lower parts the rotor of the heating and cooling zones, respectively, the first of which is ambient air, and the second is formed by a container in the form of a tray that communicates with the upper part of the pipeline, cerned upwardly as by communicating vessels, the cold water from the interior of its layers.
- the rotor is equipped with blades for mixing water along the tray from the top of the pipeline.
- the rotation of the rotor is due to the moment of gravity F generated by the loads at different distances P2 and P1 of the side parts of the rim from the axis depending on the heating and cooling of the fuel cell.
- F moment of gravity
- a device for converting the energy of a source of compressed air, low-potential thermal energy of an aqueous medium, the gravitational / inertial and lifting forces of Archimedes into mechanical and electrical energy (See utility model "Pneumohydraulic device", patent RU 88398 IPC F03B17 / 02).
- the disadvantages of this device are its low efficiency, due to the non-isothermal process of gas compression in the compressor and insufficient regeneration of the heat generated during this compression, as well as the fact that the gas pressure energy is not converted into useful work.
- thermal energy device for transforming (refrigerator or heat pump), including "circulation circuit with mounted therein sequentially evaporator jet apparatus, cooler (condenser), throttle or expander, and an additional circulation circuit (communications) containing a pump and a high pressure evaporator and connected to the main circuit from the pump side between the cooler and the choke, and from the high pressure evaporator to the jet apparatus.
- thermal energy device for transforming (refrigerator or heat pump), including "circulation circuit with mounted therein sequentially evaporator jet apparatus, cooler (condenser), throttle or expander, and an additional circulation circuit (communications) containing a pump and a high pressure evaporator and connected to the main circuit from the pump side between the cooler and the choke, and from the high pressure evaporator to the jet apparatus.
- Known heat power plant containing a high potential heat source, a closed loop with an intermediate heat carrier, a power turbine, heat exchangers for heating and cooling the working fluid. (See the invention "Heat Turbine
- a known device for converting thermal energy into mechanical and electrical energy is a heat power plant containing a block of a high potential heat source, a closed loop with an intermediate heat carrier, a power turbine, heat exchangers for heating and cooling the working fluid for converting the energy of the liquid and gas phases into mechanical and electrical energy.
- a heat power plant containing a block of a high potential heat source, a closed loop with an intermediate heat carrier, a power turbine, heat exchangers for heating and cooling the working fluid for converting the energy of the liquid and gas phases into mechanical and electrical energy.
- the aim of the invention is the creation of a reliable and efficient power plant for converting low-grade thermal energy of technogenic and natural origin with any temperature difference, up to 1-5K due to the use of temperature difference, when the difference in temperature (gradient) of the medium on the working fluid (for example, freon) , and the use of its phase transitions to aggregate states from liquid to gaseous phases for environmentally friendly conversion of energy from an external given or atmospheric pressure during the transition of the working substance from the gaseous phase to the liquid and the movement of the conductive fluid in a magnetic field for direct conversion into an electric current.
- gradient difference in temperature
- freon freon
- the specified goal and technical result is achieved due to the fact that the power plant for the utilization of low-potential technogenic or natural - thermal energy, characterized by the use of the process of the effect of the temperature difference on the working fluid (for example, freon), and the use of its transitions to aggregate states from the liquid to the gaseous phase and vice versa to convert the energy of external pressure into the kinetic energy of the flow of a conductive fluid in a magnetic field and direct conversion into electrical energy.
- the device contains: a heat exchanger with developed internal and external heat exchange surfaces, characterized in that it is an evaporator and a condenser of the working fluid (substance) alternately in the cycle and has a variable volume due to the working stroke of the diaphragm (bellows or piston).
- the working channel is a confusor type magnetic hydrodynamic generator with a block of permanent magnets or an electron nits and a pair or more pairs of successive electrodes induced in the conductor removing current supplied to the load consumer and a return duct connecting with each other through the membranes or bellows (piston) on one side and a heat exchanger on the other side of the device specifying the external pressure.
- All three devices are block power plant characterized in that the orbiting axis controlled (desired) frequency (speed) and a height with respect to the interface that would evaporator-condenser are alternately located in warmer and colder e medium e.g. : water and air, and the cycle of evaporation and condensation of the working fluid was completely and optimally implemented.
- the device sets and regulates the external the pressure can be general and differs in that the external set or atmospheric pressure produces useful work.
- Figure 1 shows a schematic diagram of a device block of a pulsed power plant for converting low-grade thermal energy of technogenic and natural origin, where 1 is an evaporator / condenser, 2 is a membrane unit, 3 is a generator device, 4 is a membrane unit, 5 is a device that sets the external pressure , 6 - pressure regulator, 7 - rotation axis, 8 - bearings, 9 - rotation drive, 14 - media interface.
- Figure 2 shows a structural diagram of a pulsed power plant consisting of several blocks of devices.
- Fig. 3 shows a diagram of a generator device, where 2 is a membrane assembly, 10 is the mouth of a liquid working channel, 11 is a liquid working channel, 12 are electrodes, 13 are magnets, 15 is a consumer load (electrical output), 16 is a return channel, 17 - check valve.
- a pulsed power plant is implemented through the use of phase transitions of the working fluid into gas and back into the fluid (for example, freon), an evaporator / condenser with a variable volume, a device that regulates and sets the external pressure or external pressure of the medium, a closed one-way circuit (one or two check valves ) circulation of a liquid conductor (for example, an electrolyte) with a working channel for accelerating a stream having external magnets defining a magnetic field in the region of the working channel and electrodes for removing electric nical current from a moving magnetic field conductor membrane (diaphragm) or the bellows (piston) for sealed transfer differential pressure energy from the driving pressure "of the external device to the evaporator -.
- a liquid conductor for example, an electrolyte
- the principle of operation of a pulsed power plant is based on the following.
- the power plant continues the rotation (rotation drive 9) transfers the evaporator / condenser 1 to a colder medium through the interface 14, after which the working fluid (substance) in the evaporator / condenser 1 begins to condense due to heat removal in the colder medium with a decrease in volume.
- the electrically conductive fluid flows through the fluid working channel 11 at a high speed crossing the magnetic field created by the magnets 13, which leads to electric current at the electrodes 12 when the load of the consumer 15.
- the work cycle of the device block is completed and is repeated again.
- Similar blocks ( Figure 1) in the power plant ( Figure 2) can be many, while the device that sets the external pressure 5 can be one.
- the supports 8 serve, among other things, to change the distance between the axis of rotation 7 and the boundary of the media 14 and to control the residence time of the Evaporator / condenser 1 in a particular medium to achieve an optimal cycle, the rotation speed of the power plant is set by drive 8 and serves the same purpose - achieving an optimal work cycle.
- the pressure regulator 6 changes the pressure in the master 5 in accordance with changes in the temperature characteristics of the heating medium and is a control system.
- the technical result achieved ensures the use of the minimum temperature gradient of two media for the implementation of a controlled thermodynamic cycle of the phase transition of the working fluid in the evaporator-condenser and using a device that sets the external pressure, the pressure gradient that arises during the condensation of the working fluid can be converted into the kinetic energy of the conductive fluid flow in a magnetic field and then directly into electrical energy, as well as the practical absence of wear knots and anizmov, high speeds, high levels of specific energy consumption, simplicity, low cost, environmental cleanliness and durability of the low potential pulse converter of thermal energy into electric energy.
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)
Abstract
Изобретение относится к установкам для преобразования низкопотенциальной тепловой энергии в электрическую. Энергетическая установка содержит тепоообменное устройство в вид испарителя и конденсатора, ось вращения, рабочее вещество, цилиндр, диафрагму (мембрану) или сильфон, образующие насос, компрессор, обратный клапан, электрический генератор, образующи один или несколько однотипных блоков, герметичное генераторное устройство с жидки проводником - металлом, раствором металла, электролитом, являющееся магнитным гидродинамическим генератором с электродами, соединенными с внешней нагрузкой, возвратную магистраль с обратным клапаном, устройство задержки срабатывания с задающей регулируемо внешнее давление герметичной емкостью. Изобретение позволяет повысить надежность и эффективность энергетической установки.
Description
ИМПУЛЬСНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ НИЗКОПОТЕНЦИАЛЬНОЙ
ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ
Изобретение относится к энергомашиностроению, и, в частности, к энергетическим машинам, преобразующим низкопотенциальную тепловую энергию техногенного и естественного происхождения, за счет использования фазовых переходов и/или предельных состояний низкокипящей жидкости (на пример, фреона) либо природных газов, спиртов, эфиров или воды - рабочего тела, теплообмен ного устройства с переменным объемом являющегося поочередно в цикле испарителем и конденсатором рабочего тела , устройства задающего и регулирующего внешнее давление заполненное азотом , воздухом иным газом с жидкостью - водой или иной жидкостью или без жидкости, устройства обеспечивающего перекачивание токопроводящей жидкости (генераторное устройство) металл, растворы металлов, электролиты в одном направлении по замкнутому контуру включающему в себя две герметичные приводящие мембраны (диафрагмы) или два сильфона(поршня) имеющих или не имеющих устройство задержки срабатывания, один или два обратных клапана, ускоряющий поток жидкости рабочий канал представляющий собой магнитно гидродинамический генератор конфузорного типа с блоком постоянных магнитов или электромагнитов и пары или нескольких последовательных пар электродов снимающих возникающий в жидком проводнике ток, возвратный канал и связывающее между собой с одной стороны теплообменное устройство и с другой стороны устройство задающее внешнее давление.
Всё три устройства представляют собой блок вращающийся вокруг оси с регулируемой (необходимой) скоростью с тем, что бы испаритель-конденсатор попеременно находился в более теплой и более холодной среде например: вода й воздух. Таких блоков может быть сколь угодно много в этом случае устройство задающее и регулирующее внешнее давление может быть общим.
Рабочий цикл представляет из себя передачу теплоты от более нагретой среды рабочему телу (веществу) в испарителе/конденсаторе по достижению заданной температуры и давления равного давлению в задающем внешнее давление устройстве, происходит переход рабочего вещества из жидкого в
газообразное состояние с увеличением занимаемого объема и через диафрагму/сильфон в устройстве с токопроводящей жидкостью жидкость перемещается через возвратный канал в объем связанный диафрагмой/сильфоном с устройством задающим внешнее давление без совершения полезной работы.
Далее теплообменное устройство становится конденсатором попав в более холодную среду объем занимаемый рабочим телом уменьшается давление снижается и под действием давления в задающем устройстве через диафрагму/сильфон токопроводящая жидкость приходит в движение и проходя через рабочий канал индуцирует в магнитном поле электрический ток, совершив полезную работу. Далее цикл повторяется.
Известен способ получения механической энергии вращения за счет использования разности температур морской воды на разных ее уровнях и гравитационного взаимодействия без расходования топливно-энергетических ресурсов.
Сущностью данного изобретения является: равномерно по окружности частично погруженного в воду ротора, установлены теплочувствительные элементы (ТЭ), связанные с грузом, выполненным в виде массивного обода, с возможностью его радиального перемещения при изменении температуры окружающей среды, что обеспечивается созданием в верхней и нижней частях ротора соответственно зон нагрева и охлаждения, первой из которых является окружающий воздух, а вторая образована емкостью в виде лотка, который сообщается с верхнёй частью трубопровода, поднимающему вверх, как по сообщающемуся сосуду, холодную воду из глубинных ее слоев. Ротор снабжен лопатками для перемешивания воды по лотку от верхней части трубопровода. Вращение ротора осуществляется за счет момента сил тяжести F, создаваемых грузами при разных расстояниях Р2 и Р1 боковых частей обода от оси в зависимости от нагрева и охлаждения ТЭ. (См. «Способ получения экологически чистой механической энергии вращения и устройство для его осуществления ' Б.Ф.Кочеткова», патент RU2076949, МПК 6 F03G7/05, F03G7/06). '
Однако, этот способ позволяет использовать тепловую энергию только в узком диапазоне температур, также он обладает значительной
инерционностью и не может обеспечивать высокий КПД преобразования низкопотенциальной энергии окружающей среды (воды и воздуха) в механическую энергию.
Известно устройство для преобразования энергии источника сжатого воздуха, низкопотенциальной тепловой энергии водной среды, гравитационной/ инерционной и подъемной силы Архимеда в механическую и электрическую энергию (См. полезная модель «Пневмогидравлическое устройство», патент RU 88398 МПК F03B17/02).
Однако недостатками этого устройства является его невысокая эффективность, обусловленная неизотерм ичностью процесса сжатия газа в компрессоре и недостаточной регенерацией выделяющегося при этом сжатии тепла, а также то, что не предусмотрено преобразование в полезную работу энергии давления газа.
Известен также парокомпрессионные способы термотрансформации, включающие испарение рабочей среды при пониженном давлении, сопровождаемое поглощением тепловой энергии низкотемпературного источника, сжатие рабочей среды в парообразном состоянии с помощью компрессора, охлаждение и конденсацию рабочей среды с передачей, выделяющейся при этом тепловой энергии более высокотемпературному приемнику, и понижение давления рабочей среды (как правило, дросселированием) перед испарением. (См. Энергетические основы трансформации тепла и процессов охлаждения. - М . Энергия, 1968, с. 185 - 212., а также изобретение «Способ и устройство для трансформации тепловой энергии», патент RU 2161759 , МПК 7 F25B9/08, F25B30/02).
Однако, энергетическая эффективность такого рода устройств сравнительно мала и уступает по эффективности способам на основе низкотемпературных 'кипящих жидкостей, поскольку требует применения устройства для трансформации тепловой энергии (холодильник или тепловой насос), включающее " циркуляционный контур с установленными в нем последовательно испарителем, струйным аппаратом, охладителем (конденсатором), дросселем или детандером, и дополнительный циркуляционный контур (коммуникации), содержащий насос и испаритель высокого давления и подключенный к основному контуру со стороны насоса между охладителем и дросселем, а со стороны испарителя высокого давления - к струйному аппарату.
Известна теплосиловая установка, содержащая высокопотенциальный источник тепла, замкнутый контур с промежуточным теплоносителем, силовую турбину, теплообменники для нагрева и охлаждения рабочего тела. (См. изобретение «Теплотурбинный двигатель», патент RU2287709, МПК F01 K25/00).
Основные недостатки такой установки:
- сложность конструкции, потребность в источниках высоких температур, невозможность использования низкопотенциального тепла в широком диапазоне температур от -50 градусов по Цельсию до +150 градусов по Цельсию, например, от естественных и/или техногенных источников;
- невысокий КПД из-за непроизводительных потерь тепла на образование и конденсацию пара легкокипящей жидкости, который используется для вытеснения вспомогательной жидкости из камеры, а также невозможность использования в цикле низкопотенциального тепла для производства, например, электроэнергии и образования экологически чистой системы преобразования тепла.
Известным устройством преобразования тепловой энергии в механическую и электрическую энергию является теплосиловая установка, содержащая блок высокопотенциального источника тепла, замкнутый контур с промежуточным теплоносителем, силовую турбину, теплообменники для нагрева и охлаждения рабочего тела для преобразования энергии жидкой и газовой фаз в механическую и электрическую энергию. (См. изобретение «Энергетическая установка и способ приготовления ее рабочего тела», патент RU 2013572, МПК 5 F01K25/00).
Основные недостатки такой установки - необходимость и сложность технологии приготовления ее рабочего тела и, как результат, сложность конструкции, потребность в источниках высоких температур, невозможность использования низкопотенциального тепла, например, от естественных или техногенных источников, невысокий КПД.
Наиболее близким к предлагаемому решению по технической сущности и достигаемому результату является способ преобразования тепловой энергии в механическую и электрическую энергию является устройство преобразования нйзкопотенцйальной тепловой энергии окружающей среды и/или тепловой энергии техногенных процессов в нефтехимическом производстве за счет использования разности их температур, при воздействии разности температур
(градиента) на низкотемпературную кипящую жидкость (например, фреон), и использование ее фазовых переходов в агрегатные состояния из жидкой в газообразную фазы для экологически чистого преобразования энергии расширения газообразной фазы низкотемпературной кипящей жидкости в механическую энергию мембраны воздушного компрессора, и механическую энергию вращения воздушной турбины в электрическую. (См. заявка на изобретение «Способ утилизации низкопотенциальной техногенной тепловой энергии в нефтехимических производствах» RU N2 2010134612 от 20.08.2010 г.).
Однако, данный способ утилизации низкопотенциальной тепловой энергии требует затрат на охлаждение и нагрев рабочей жидкости в широком диапазоне температур, что снижает КПД устройства и требует применение нагревателей и охладителей большой емкости, а также не обеспечивает снижения противодавления газовой среды в турбине за счет утилизации энергии конденсации газовой фазы рабочего тела за газовой турбиной.
Цель изобретения.
Целью изобретения является создание надежной и эффективной энергетической установки для преобразования низкопотенциальной тепловой энергии техногенного и естественного происхождения с любой разностью температур, вплоть до 1-5К за счет использования разности температур, при воздействии разности температур (градиента) сред на рабочую жидкость (например, фреон), и использование ее фазовых переходов в агрегатные состояния из жидкой в газообразную фазы для экологически чистого преобразования энергии внешнего заданного или атмосферного давления при переходе рабочего вещества из газообразной фазы в жидкую и приведение в движение токопроводящей жидкости в магнитном поле для прямого преобразования в электрический ток.
Реализация изобретения.
Указанная Цель и технический результат достигается за счет того, что энергетическая установка для утилизации низкопотенциальной техногенной или природной - тепловой энергии, характеризующееся использованием
процесса воздействия разности температур на рабочую жидкость (например, фреон), и использование ее переходов в агрегатные состояния из жидкой в газообразную фазы и наоборот для преобразования энергии внешнего давления в кинетическую энергию потока токопроводящей жидкости в магнитном поле и прямое преобразование в электрическую энергию.
Устройство содержит: теплообменное устройство с развитыми внутренними и внешними поверхностями теплообмена и отличающееся тем, что является' поочередно в цикле испарителем и конденсатором рабочего тела (вещества) и имеет переменный объем за счет рабочего хода диафрагмы (сильфона или поршня) .смеет неизменное количество (массу) рабочего вещества и является замкнутым (герметичным) объемом , отличающееся так же, наличием устройства задающего и регулирующего внешнее давление заполненное азотом , воздухом иным газом с жидкостью - водой или иной жидкостью или без жидкости, устройство отличающееся тем, что обеспечивает перекачивание токопроводящей жидкости: металл, растворы металлов, электролиты в одном направлении по замкнутому контуру включающему в себя две герметичные приводящие мембраны (диафрагмы) или два сильфона (поршня) имеющих или не имеющих устройство задержки срабатывания, один или два обратных клапана, ускоряющее поток жидкости рабочий канал представляющий собой магнитный гидродинамический генератор конфузорного типа с блоком постоянных магнитов или электромагнитов и пары или нескольких последовательных пар электродов снимающих индуцированный в проводнике ток подаваемый к нагрузке потребителей, возвратный канал и связывающее между собой через мембраны или сильфоны (поршни) с одной стороны теплообменное устройство и с другой стороны устройство задающее внешнее давление.
Всё три устройства представляют собой блок энергетической установки отличающийся тем, что вращаясь вокруг оси с регулируемой (необходимой) периодичностью (скоростью) и высотой по отношению к границе сред с тем, что бы испаритель-конденсатор попеременно находился в более теплой и более холодной е среде например: вода и воздух и был полностью и оптимально реализован цикл испарения и конденсации рабочего тела. Таких однотипных блоков на одной оси энергетической установки может быть сколь угодно много, в этом случае устройство задающее и регулирующее внешнее
давление может быть общим и отличается тем, что полезную работу производит внешнее заданное или атмосферное давление.
Краткое описание чертежей.
На Фиг.1 показана принципиальная схема блока устройств импульсной энергетической установки для преобразования низкопотенциальной тепловой энергии техногенного и естественного происхождения, где 1 - испаритель/конденсатор, 2 - мембранный узел, 3 - генераторное устройство, 4 - мембранный узел, 5 - устройство задающее внешнее давление , 6 - регулятор давления, 7 - ось вращения, 8 - опоры, 9 - привод вращения, 14 - граница раздела сред.
На Фиг.2 показана конструктивная схема импульсной энергетической установки состоящей из нескольких блоков устройств.
На Фиг.З показана схема генераторного устройства, где 2 - мембранный узел, 10 - устье жидкостного рабочего канала, 11 - жидкостной рабочий канал, 12 - электроды, 13 - магниты, 15 - нагрузка потребителя (электрический выход), 16 - возвратный канал, 17 - обратный клапан.
Осуществление изобретения
Импульсная энергетическая установка реализуется за счет использования фазовых переходов рабочей жидкости в газ и обратно в жидкость (например, фреона), испарителя/конденсатора с переменным объемом, устройства регулирующего и задающего внешнее давление или внешнее давление среды, замкнутого контура односторонней (один или два обратных клапана) циркуляции жидкого проводника (например электролита) с рабочим каналом ускорения потока , имеющего внешние магниты задающие магнитное поле в области рабочего канала и электроды для снятия электрического тока с движущегося в магнитном поле проводника, мембраны (диафрагмы) или сильфоны(поршни) для герметичной передачи энергии разности давлений от задающего давление "внешнего устройства к испарителю - конденсатору в момент перехода рабочего тела из газовой фазы в жидкость. Объединенных в единый/ блок вращающийся на оси и обеспечивающий поочередное прохождение с регулируемой периодичностью и высотой по отношению к
границе сред испарителя-конденсатора из более нагретой среды в менее нагретую одного или нескольких блоков устройств.
Принцип работы импульсной энергетической установки основан на следующем.
Низкопотенциальная тепловая энергия техногенного или естественного происхождения более теплой среды передается через устройство испаритель/конденсатор 1 рабочему телу (веществу) за время совершения части оборота энергетической установки вокруг оси вращения 7 , испаряет его и увеличивает в объеме, через мембранный узел 2, рабочее тело перемещает электропроводящую жидкость в генераторном устройстве Фиг.З (обратный клапан 17 открыт), по возвратному каналу 16 в мембранный узел 4, при этом в задающем внешнее давление устройстве 5 давление не меняется в связи с одновременной работой в разных фазах нескольких блоков устройств. Энергетическая установка продолжая вращение (привод вращения 9) переводит испаритель/конденсатор 1 в более холодную среду через границу раздела сред 14, после чего рабочее тело (вещество) в испарителе/конденсаторе 1 начинает конденсироваться за счет отвода тепла в более холодной среде с уменьшением объема. Стремясь компенсировать возникающую разность давлений в задающем устройстве 5 и испарителе/конденсаторе 1 через мембранный узел 4 к мембранному узлу 2, электропроводящая жидкость при закрытом обратном клапане 17 с высокой скоростью перетекает по жидкостному рабочему каналу 11 пересекая магнитное поле созданное магнитами 13, что ведет к возникновению электрического тока на электродах 12 при появлении нагрузки потребителя 15. Таким образом рабочий цикл блока устройств завершен и повторяется вновь.
Аналогичных блоков (Фиг.1) в составе энергетической установки (Фиг.2) может быть много, при этом, устройство задающее внешнее давление 5 может быть одно . Опоры 8, служат в том числе, для изменения расстояния между осью вращения 7 и границей сред 14 и регулирования времени нахождения Испарителя/конденсатора 1 в той или иной среде для достижения оптимального- цикла, скорость вращения энергетической установки задается приводом 8 и служит той же цели - достижение оптимального цикла работы. Регулятор давления 6 изменяет давление в задающем устройстве 5 в
соответствии с изменениями температурных характеристик нагревающей среды и является управляющей системой.
Достигнутый технический результат обеспечивает использование минимального температурного градиента двух сред для осуществления управляемого термодинамического цикла фазового перехода рабочего тела в испарителе-конденсаторе и используя устройство задающее внешнее давление позволяет преобразовать возникший в процессе конденсации рабочего тела градиент давления в кинетическую энергию потока токопроводящей жидкости в магнитном поле и далее напрямую в электрическую энергию, а так же, практическое отсутствие изнашиваемых узлов и механизмов, высоких скоростей, высокие показатели удельной энергоемкости, простоту, низкую стоимость, экологическую чистоту и долговечность импульсного преобразователя низкопотенциальной тепловой энергии в электрическую энергию.
Claims
сная энергетическая установка для преобразования низкопотенциальной тепловой энергии
в электрическую энергию
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Импульсная энергетическая установка для преобразования низкопотенциальной тепловой энергии в электрическую энергию, содержащая теплообменное устройство испаритель и конденсатор, рабочее вещество (например фреон) с цилиндром диафрагмой (мембраной) или сильфоном (поршнем) образующий насос компрессор, обратный клапан, электрический генератор , соединительный трубопровод и отличающееся тем, что содержит один или несколько однотипных блоков состоящих из теплообменного устройства которое является поочередно в цикле испарителем и конденсатором рабочего тела (вещества) и имеет переменный объем за счет рабочего хода диафрагмы (сильфона или поршня) .содержит неизменное количество (массу) рабочего вещества и является замкнутым (герметичным) объемом соединяющимся через мембрану (диафрагму) или сильфон (поршень) с торцевой частью герметичного генераторного устройства с жидким проводником - металлом, раствором металла, электролитом, содержащий ускоряющий поток жидкости рабочий канал, блоком постоянных магнитов или электромагнитов , электродами соединенными с внешней нагрузкой и возвратной магистралью с обратным клапаном, являющийся магнитным гидродинамическим генератором, соединенный другой торцевой частью через мембрану (диафрагму) или сильфон (поршень) имеющую или не имеющую устройство задержки срабатывания с задающей регулируемое внешнее давление герметичной емкостью (либо атмосферным давлением) общей для одного или нескольких блоков с иным газом с жидкостью или без жидкости, и оси вращения установки для нагрева и испарения рабочего тела испарителя/конденсатора в теплой среде и конденсации при переходе в холодную среду.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/EA2011/000008 WO2012167801A1 (ru) | 2011-06-07 | 2011-06-07 | Импульсная установка для преобразования низкопотенциальной тепловой энергии в электрическую |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/EA2011/000008 WO2012167801A1 (ru) | 2011-06-07 | 2011-06-07 | Импульсная установка для преобразования низкопотенциальной тепловой энергии в электрическую |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2012167801A1 true WO2012167801A1 (ru) | 2012-12-13 |
Family
ID=47295502
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/EA2011/000008 WO2012167801A1 (ru) | 2011-06-07 | 2011-06-07 | Импульсная установка для преобразования низкопотенциальной тепловой энергии в электрическую |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2012167801A1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9447097B2 (en) | 2014-04-22 | 2016-09-20 | Hoffmann-La Roche Inc. | 4-amino-imidazoquinoline compounds |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1180551A1 (ru) * | 1983-04-01 | 1985-09-23 | Ленинградский Ордена Трудового Красного Знамени Технологический Институт Холодильной Промышленности | Преобразователь тепловой энергии в механическую |
| SU1326770A1 (ru) * | 1986-02-06 | 1987-07-30 | Научно-исследовательский институт прикладных физических проблем им.А.Н.Севченко | Вод ное колесо |
| RU2199025C1 (ru) * | 2001-12-28 | 2003-02-20 | Темерко Александр Викторович | Способ работы магнитотеплового устройства |
| RU2367818C1 (ru) * | 2007-12-21 | 2009-09-20 | Анатолий Тимофеевич Кожанов | Тепловой двигатель |
-
2011
- 2011-06-07 WO PCT/EA2011/000008 patent/WO2012167801A1/ru active Application Filing
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1180551A1 (ru) * | 1983-04-01 | 1985-09-23 | Ленинградский Ордена Трудового Красного Знамени Технологический Институт Холодильной Промышленности | Преобразователь тепловой энергии в механическую |
| SU1326770A1 (ru) * | 1986-02-06 | 1987-07-30 | Научно-исследовательский институт прикладных физических проблем им.А.Н.Севченко | Вод ное колесо |
| RU2199025C1 (ru) * | 2001-12-28 | 2003-02-20 | Темерко Александр Викторович | Способ работы магнитотеплового устройства |
| RU2367818C1 (ru) * | 2007-12-21 | 2009-09-20 | Анатолий Тимофеевич Кожанов | Тепловой двигатель |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9447097B2 (en) | 2014-04-22 | 2016-09-20 | Hoffmann-La Roche Inc. | 4-amino-imidazoquinoline compounds |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Wang et al. | Stirling cycle engines for recovering low and moderate temperature heat: A review | |
| WO2022166384A1 (zh) | 基于二氧化碳气液相变的热能转化机械能储能装置 | |
| US6827104B2 (en) | Seal and valve systems and methods for use in expanders and compressors of energy conversion systems | |
| US20080072597A1 (en) | Electrically conductive liquid piston engine | |
| CN102213199A (zh) | 一种利用海洋温差发电的方法及装置 | |
| WO2003042505A2 (en) | Energy conversion method and system with enhanced heat engine | |
| CN203883658U (zh) | 一种双温位热源驱动的热声三相交流发电系统 | |
| BG110419A (bg) | Метод и устройство за топлинен хидродвигател за преобразуване на топлинна енергия в механична | |
| US9869272B1 (en) | Performance of a transcritical or supercritical CO2 Rankin cycle engine | |
| CN107304754B (zh) | 利用浮力采能的变形式朗肯循环低温差能开发系统 | |
| WO2020147918A1 (en) | Turbine system | |
| US10947926B1 (en) | Devices, systems, and methods for generating power | |
| US11199114B2 (en) | Devices, systems, and methods for generating power | |
| WO2012167801A1 (ru) | Импульсная установка для преобразования низкопотенциальной тепловой энергии в электрическую | |
| CN208184905U (zh) | 一种带有压力调整控制的温差驱动泵系统 | |
| RU104293U1 (ru) | Устройство преобразования низкопотенциальной тепловой энергии окружающей среды в механическую и электрическую энергию | |
| CN107255066B (zh) | 一种热泵制热的温差动力发动机 | |
| CN102102539B (zh) | 活塞式发电机及发电方法 | |
| GB2565863A (en) | Turbine system | |
| WO2020107915A1 (zh) | 一种耗材不花钱但能输出能量的机器 | |
| JP2022537062A (ja) | バイナリーサイクル発電システム | |
| CN203655369U (zh) | 一种相变热发电系统 | |
| CN103790661B (zh) | 一种相变热发电系统 | |
| JP5467462B2 (ja) | 低温度差動力変換装置 | |
| RU100559U1 (ru) | Устройство для утилизации тепловой энергии в механическую и электрическую энергию |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 11867227 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 11867227 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |