| початок розділу
Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві |
хитрощі майстру
електроніка фізика технології винаходи |
таємниці космосу
таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу |
  |
| Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання) | |||
Навігація: => |
На головну / Каталог патентів / В розділ каталогу / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2160850
ПРИСТРІЙ ДЛЯ ОТРИМАННЯ ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ З ТЕПЛА ПОВІТРЯ НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА
Ім'я винахідника: Цивінський Станіслав Вікторович
Ім'я патентовласника: Цивінський Станіслав Вікторович
Адреса для листування: 109542, Москва, Рязанський пр-т, д.82, корп.2, кв.15, Цивінський С.В.
Дата початку дії патенту: 2000.06.08
Пристрій призначений для вироблення електроенергії за рахунок утворення вихору в вертикально розташованої трубі, використовуючи різницю температур і тисків над земною поверхнею. Пристрій містить опору з закріпленими на ній оболонкою, виконаної у вигляді вертикальної циліндричної труби з воронкоподібним розтрубом в нижній частині, і воронкою, встановленої шийкою вгору співвісно з трубою і з зазором між розтрубом і поверхнею воронки для засмоктування повітря з навколишнього середовища. У верхній частині труби розташовані співвісні з нею вітряної двигун з електрогенератором. У проточній частині пристрою розміщені три пальники, одна з яких розташована в нижній частині воронки співвісно з нею, друга - по периферії горлечка воронки, а третя - в нижній частині труби після воронкоподібного розтруба. Друга і третя пальника виконані кожна у вигляді, щонайменше, трьох патрубків, що дають факел полум'я, спрямований проти годинникової стрілки при вигляді зверху, по дотичній до стінок воронки і труби відповідно. Патрубки третьої пальника розміщені в кільцевої канавці, виконаної з нахилом в стінці труби. На вході до згаданого зазор встановлена кільцева заслінка з направляючими, що проходять крізь отвори в опорі і з'єднаними з, щонайменше, трьома пневмо- або гідроциліндрами, в вихідному патрубку яких розміщений дросель. Така пристрій розроблений таким чином забезпечити надійне утворення повітряної вихору в трубі, що обертає вітряної двигун електрогенератора.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до галузі енергетики і призначене для отримання електроенергії, використовуючи різницю температур і тисків над земною поверхнею, так як відомо, що більш тепле повітря, прогріте у поверхні землі, прагне піднятися вгору, його місце займає більш важке повітря верхніх шарів. Додатково в холодну пору року пропонований пристрій може бути використано як газотурбінна електростанція. Крім того, пристрій, виконаний у вигляді пересувної установки, змонтованої на потужному автомобілі, може бути використано для формування локального дощу під час посухи.
Відомо пристрій, який називається термоповітряний електростанцією [1,2], що складається з прозорого для сонячних променів купола (з поперечним розміром в кілька сотень метрів і з такою ж висотою), у верхній частині якого у вертикальній трубі встановлений вітряної двигун. Повітря під куполом прогрівається сонячними променями, спрямовується вгору і обертає вітряної двигун з співвісно розташованим електрогенератором, що виробляють електроенергію, яка направляється в електромережу до споживачів. Такі установки побудовані і працюють в країнах з жарким кліматом, наприклад в Іспанії [1,2].
Недолік цього пристрою [1,2] - його величезні розміри, що вимагає великих площ і капіталовкладень.
Другим великим недоліком цього пристрою є його мала ефективність або непрацездатність при хмарності і в холодну пору року, що особливо важливо для країн з помірним або холодним кліматом і в тому числі для Росії.
Близьким за технічною сутністю і досягається результату є пристрій, засноване на використанні керованого, штучно створеного вихору типу смерч-торнадо [3].
Пристрій складається з вертикально встановленої конусоподібної труби, що розширюється догори, на осі якої в її нижній частині співвісно встановлений лопатевої компресор, а у верхній частині - вітряної двигун, співвісно з'єднаний з електрогенератором. При обертанні лопатевого компресора повітря засмоктується з навколишнього середовища по спіральних каналах, закрученим за годинниковою стрілкою, якщо дивитися на них зверху труби. Ці канали надають засмоктує ззовні повітрю обертальний рух, яке існує в природному вихорі торнадо. Далі повітря надходить в розширює верхню частину конічної труби і обертає вітряної двигун, що приводить в дію електрогенератор, що виробляє електроенергію. При цьому передбачається, що після примусового створення первинного вихору за допомогою лопатевого компресора, останній можна вимкнути і вихровий потік типу смерч-торнадо буде самопідтримуючу за рахунок теплової енергії повітря навколишнього середовища, подібно до того як це відбувається в природних вихорах типу смерч-торнадо.
Недоліком пристрою [3] є складність: потрібно компресор з силовим приводом і спеціальні спіральні напрямні для створення обертального руху повітря, що утворює вихровий потік.
Як найближчого аналога можна прийняти пристрій для отримання електричної енергії шляхом перетворення енергії потоків текучого середовища типу природних циклонів і антициклонів, що містить оболонку, виконану у вигляді вертикальної труби, направляючі, розташовані в нижній частині труби для додання повітрю, засмоктує з навколишнього середовища, вихрового руху , розташовану в нижній частині труби установку для штучного створення первинного вихрового потоку в трубі, вітряної двигун (турбіну), розташований співвісно з трубою в її верхній частині і з'єднаний з співвісно встановлених електрогенератором, при цьому труба виконана циліндричної з воронкоподібним розтрубом в її нижній частині, а напрямні для формування вихрового потоку виконані у вигляді воронки, встановленої шийкою вгору співвісно з трубою, причому між воронкоподібним розтрубом і поверхнею воронки виконаний зазор для засмоктування повітря з навколишнього середовища, а для формування вихрового потоку конструкція доповнена спалюють пристроєм і пристроєм підігріву повітря, розташованим в воронці, причому для регулювання подачі повітря в зазорі передбачений перепиняє механізм, виконаний у вигляді заслінки [4].
Однак даний пристрій має складну конструкцію, а отже, і невисоку надійність в роботі.
Завданням винаходу є спрощення конструкції при одночасному підвищенні її ефективності та розширення можливостей застосування.
Ця мета досягається завдяки тому, що пристрій для отримання електроенергії з тепла повітря навколишнього середовища за допомогою керованого вихору типу смерч-торнадо містить оболонку у вигляді вертикальної труби, напрямні в нижній частині труби для додання повітрю, засмоктує з навколишнього середовища, вихрового руху, розташовану в нижньої частини труби установку для штучного створення первинного вихрового потоку в трубі, вітряної двигун (турбіну), розташований співвісно з трубою в її верхній частині і з'єднаний співвісно з встановленим над ним електрогенератором. Труба-оболонка виконана циліндричної з воронкоподібним розтрубом в її нижній частині, а напрямні для формування вихрового потоку виконані у вигляді воронки, встановленої співвісно з трубою-оболонкою шийкою вгору, причому між воронкоподібним розтрубом вертикальної труби-оболонки і поверхнею воронки виконаний зазор для засмоктування повітря з довкілля, а для формування початкового вихрового потоку в проточній частині пристрою розміщені три пальники, одна з яких розташована в нижній частині воронки співвісно з нею, друга - по периферії горлечка воронки, а третя - в нижній частині труби після воронкоподібного розтруба, друга і третя пальника виконані кожна у вигляді, щонайменше, трьох патрубків, що дають факел полум'я, спрямований проти годинникової стрілки при вигляді зверху, по дотичній до стінок воронки і труби відповідно, причому патрубки третьої пальника розміщені в кільцевої канавці, виконаної з нахилом в стінці труби, а на вході в згаданий зазор встановлена кільцева заслінка з направляючими, що проходять крізь отвори в опорі і з'єднаними з, щонайменше, трьома пневмо - або гідроциліндрами, в вихідному патрубку яких розміщений дросель.
Суть винаходу полягає в наступному. При горінні палива в трьох пальниках у вертикальній трубі-оболонці виникає потужний потік гарячих газів, що спрямовується по трубі вгору. Завдяки цьому, як у відомому газоструйних насосі [5] тиск газів в трубі стає нижче атмосферного і повітря навколишнього середовища через зазор засмоктується всередину труби. Внаслідок швидкого збільшення швидкості руху повітря в зазорі в міру наближення до шийки воронки (за рахунок зменшення площі поперечного перерізу потоку) частки повітря відчувають коріолісову прискорення і на них діє сила Коріоліса [5], спрямована перпендикулярно вектору швидкості потоку повітря, і ця сила викликає додаткове обертальний рух повітря, чому і сприяє тангенціальне розташування патрубків другий і третій пальника, дають факел полум'я, спрямований проти годинникової стрілки при вигляді зверху, по дотичній до стінок воронки і труби відповідно. В результаті цього виникає газовий потік, що спрямовується вгору і одночасно обертається навколо осі труби-оболонки. Утворюється вихор типу смерч-торнадо, подібний природному. Після формування початкового стабільного вихору пальника поступово можуть бути вимкнені, і вихор буде самопідтримуючу за рахунок теплової енергії засмоктуваного з навколишнього середовища теплого повітря, як це відбувається в природних смерчax-торнадо.
Піднімаючись вгору по трубі-оболонці, вихровий потік обертає вітряної двигун (трбіну) і електрогенератор, який виробляє електроенергію, який спрямовується в електромережу споживачам, і у вигляді вихрового потоку виходить з труби назовні вгору в навколишній простір.
Винахід пояснюється графічним матеріалом, де на фіг. 1 зображена схема запропонованого пристрою в поздовжньому розрізі, а на фіг. 2 приведена схема руху потоків повітря зі швидкістю V і напрямки Коріолісова прискорення a k і сили Коріоліса f k, яка викликає обертальний рух повітря і формує вихор типу смерч-торнадо.
 |
 |
Пристрій на фіг. 1 містить опору 1 з закріпленими на ній оболонкою, виконаної у вигляді вертикальної циліндричної труби 2, з воронкоподібним розтрубом 3 в нижній частині, і лійкою 4, встановленої шийкою вгору співвісно з трубою 2 і з зазором 5 між розтрубом 3 і поверхнею воронки 4 для засмоктування повітря з навколишнього середовища. У верхній частині труби 2 розташовані співвісні з нею вітряної двигун 6 з електрогенератором. При цьому в проточній частині пристрою розміщені три пальники 7,8 і 9. Одна 7 з яких розташована в нижній частині воронки 4 співвісно з нею, друга 8 - по периферії горлечка воронки 4, а третя 9 - в нижній частині труби 2 після воронкоподібного розтруба 3, друга і третя пальника 8 і 9 виконані кожна у вигляді, щонайменше, трьох патрубків, що дають факел полум'я, спрямований проти годинникової стрілки при вигляді зверху, по дотичній до стінок воронки 4 і труби 2 відповідно, причому патрубки третьої пальника 9 розміщені в кільцевої канавки 10, виконаної з нахилом в стінці труби 2, а на вході в згаданий зазор 5 встановлена кільцева заслінка 11 з напрямними 12, що проходять крізь отвори 13 в опорі 1 і з'єднаними з, щонайменше, трьома пневмо - або гідроциліндрами 14, в вихідному патрубку 15 яких розміщений дросель 16.
РОБОТА ПРИСТРОЮ ЗДІЙСНЮЄТЬСЯ наступним чином
За допомогою пневмо - або гідроциліндрів 14, використовуючи насос, компресор або балони з стиснутим повітрям або азотом, піднімають за напрямні 12 кільцеву заслінку 11 і тим самим відкривають доступ повітря з навколишнього середовища в зазор 5. Далі запалюють пальник 7, від якої підпалюють паливо пальників 8 і 9. Потік гарячих газів з продуктів горіння палива по трубі 2 спрямовується вгору і, як в газоструйних насосі [5], засмоктує в трубу 2 повітря з навколишнього середовища по зазору 5. Під дією виникає при цьому сили Коріоліса, [5] фіг . 2, повітря починає обертатися проти годинникової стрілки, якщо дивитися зверху труби 2. Таке обертальний рух повітря, як і в природних смерчах-торнадо, викликає потужний засмоктування повітря з навколишнього середовища. Пристрій як би сама себе підганяє. Після цього пальника 7,8 і 9 можна вимкнути. Виниклий потужний, спрямований вгору потік газоообразних продуктів горіння палива, а потім повітря обертає вітряної двигун 6 і електрогенератор, що виробляє електроенергію, і у вигляді вихору типу смерч-торнадо виходить з труби 2, піднімаючись високо вгору, аж до хмар.
Якщо температура повітря навколишнього середовища досить висока, то штучно створений смерч-торнадо, як і в природі, буде самопідтримуючу, виробляючи електроенергію з теплової енергії, що міститься в повітрі навколишнього середовища.
Роботу пристрою можна припинити, закривши доступ повітря в зазор 5, опустивши кільцеву заслінку 11 шляхом підбурювання робочого тіла з подпоршневую порожнини циліндрів 14, причому підбурювання робочого тіла здійснюють в повільному темпі, використовуючи для цього у вихідному патрубку 15 дросель 16, що дозволяє уникнути відриву вихору з труби 2.
У холодну пору року, коли робота в режимі самопідтримки може бути неможливою, пальники 7,8 і 9 можуть працювати безперервно, і пропонований пристрій буде працювати в режимі газотурбінної електростанції.
Так як при роботі в режимі самопідтримки виходить з труби 2 смерч-торнадо піднімається аж до хмар, то це відкриває можливість в разі посухи викликати штучний дощ при дуже малій витраті палива, якщо в гарячому повітрі навколишнього середовища висока вологість. Пари води, що надходять в пропонований пристрій з повітрям, зі смерчем-торнадо піднімуться в верхні шари атмосфери, де температура низька, і пари води будуть конденсуватися і утворювати хмари, які приведуть до випадання дощу.
Пристрій імітує урагани, відбираючи тепло від землі, і переміщує його вгору, тому його використання в областях з частими ураганами може перешкоджати виникненню природних ураганів.
Економічний ефект від використання запропонованого пристрою буде дуже великим, але кількісно його в даний час оцінити важко.
ДЖЕРЕЛА ІНФОРМАЦІЇ
1. Quraeshi S. Solar / wind power plants. INTESOL 85: Proc.9 th Bien.Congr. Int. Solar Energy Soc.
2.Rummich E. Elektrotechn. Und Maschinenbau, 1985, 102, N1, s. 37- 42.
3.Федоряка А. Вісник "Конверсія", N 11-12, 1991 р, стор. 14.
4.GB 2081390 А, МПК 7 F 03 D 3/04, 1982.
5. Савельєв І. В. Курс загальної фізики, т.1, "Наука", Москва, 1970 г., стр. 112, стор.205.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
Пристрій для отримання електроенергії, що містить опору з закріпленими на ній оболонкою, виконаної у вигляді вертикальної циліндричної труби з воронкоподібним розтрубом в нижній частині, і воронкою, встановленої шийкою вгору співвісно з трубою і з зазором між розтрубом і поверхнею воронки для засмоктування повітря з навколишнього середовища, у верхній частині труби розташовані співвісні з нею вітряної двигун з електрогенератором, при цьому в проточній частині пристрою розміщені три пальники, одна з яких розташована в нижній частині воронки співвісно з нею, друга - по периферії горлечка воронки, а третя - в нижній частині труби після воронкоподібного розтруба, друга і третя пальника виконані кожна у вигляді, щонайменше, трьох патрубків, що дають факел полум'я, спрямований проти годинникової стрілки при вигляді зверху, по дотичній до стінок воронки і труби відповідно, причому патрубки третьої пальника розміщені в кільцевої канавці, виконаної з нахилом в стінці труби, а на вході в згаданий зазор встановлена кільцева заслінка з направляючими, що проходять крізь отвори в опорі і з'єднаними з, щонайменше, трьома пневмо- або гідроциліндрами, в вихідному патрубку яких розміщений дросель.
Версія для друку
Дата публікації 18.03.2007гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.