| 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 RU2031486
ТЕРМОЕЛЕКТРИЧНИЙ ГЕНЕРАТОР
Ім'я винахідника: Гринь Микола Андрійович [UA]; Лобунець Юрій Миколайович [UA]; Струць Георгій Вікентійович [UA]
Ім'я патентовласника: Відділення високотемпературного перетворення енергії Інституту проблем енергозбереження АН України (UA)
Адреса для листування:
Дата початку дії патенту: 1991.04.01
Використання: в якості джерела електроенергії малої потужності для живлення устаткування автономних океанічних буїв. Суть винаходу: термоелектричний генератор для перетворення теплової енергії океану в електричну містить термоелектричну батарею, що включає гарячий і холодний спаї, акумулятор теплоти, що має тепловий контакт з гарячим спаєм термоелектричної батареї, балластную ємність, розташовану над холодним спаєм термоелектричної батареї, виконану з відкритою нижньою частиною і забезпечену керованим клапаном, що зв'язує верхню частину ємності з навколишнім середовищем.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до області термоелектричного перетворення енергії, а саме до термоелектричним генераторів (ТЕГ), призначеним для забезпечення електричною енергією океанічних буїв за рахунок використання природних перепадів температур між поверхневими і глибинними шарами океану.
Основна проблема при створенні таких ТЕГ полягає в необхідності забезпечити теплове сполучення спаев термоелектричної батареї (ТЕБ) з водою поверхневих і глибинних шарів, відстань між якими по вертикалі при використанні максимальної різниці температур (повністю розвиненого термокліна) досягає 1000 м і більше.
Відомий ТЕГ, в якому гарячий і холодний спаї розміщуються в поверхневих шарах океану, а охолодження холодного спаю здійснюється шляхом прокачування води з глибинних шарів насосом з електропроводів [1].
Відомий і ТЕГ, в якому теплове сполучення між холодним спаєм ТЕБ та водою глибинних шарів океану здійснюється в процесі фазових перетворень проміжного теплоносія, а для повернення конденсату цього теплоносія в поверхневі шари і використовується насос з електроприводом або осмотичний насос [2].
Відомий спосіб експлуатації ТЕГ, що полягає в нагріванні гарячого спаю ТЕБ в поверхневих шарах океану і охолодженні холодного спаю ТЕБ теплоносієм, що переміщуються з глибинних шарів океану циркуляційним насосом.
Недолік відомих пристроїв і способу їх експлуатації пов'язаний з витратами частини перетворюється теплової (осмотичний насос) або отриманої електричної (механічний насос з електроприводом) енергії на забезпечення циркуляції охолоджуючого теплоносія.
Найбільш близький за технічною суттю до винаходу ТЕГ [3], обраний в якості прототипу і включає ТЕБ, що містить гарячий і холодний спаї, систему трубопроводів для циркуляції теплоносія, акумулятор теплоти, що має тепловий контакт з гарячим спаєм ТЕБ. Спосіб експлуатації полягає в зарядці акумулятора теплоти, нагріванні гарячих спаїв ТЕБ та охолодженні холодних спаїв водою глибинних шарів океану.
Недолік цих пристроїв і способу їх експлуатації пов'язаний з необхідністю витрат енергії на власні потреби. Ці витрати виражаються у вигляді витрати електроенергії на привід насоса (частини електроенергії, що генерується ТЕГ) або у втраті частини наявного перепаду температур між поверхневими і глибинними шарами океану, придатними для перетворення в електричну енергію, якщо циркуляцію теплоносія здійснюють за рахунок осмотичного насоса. В обох випадках витрати енергії на власні потреби знижують загальний ККД ТЕБ.
Мета винаходу - підвищення ККД ТЕГ за рахунок виключення витрат енергії на власні потреби, пов'язані з необхідністю забезпечення циркуляції охолоджуючого теплоносія між глибинними шарами океану і холодним спаєм ТЕБ.
 |
Поставлена мета досягається тим, що в генератор, що включає ТЕБ, що містить гарячий і холодний спаї, акумулятор теплоти, що має тепловий контакт з гарячим спаєм ТЕБ, відповідно до винаходу додатково введені баластних ємність, розташована над холодним спаєм ТЕБ, виконана з відкритою нижньою частиною і забезпечена керованим клапаном, що зв'язує верхню частину ємності з навколишнім середовищем. На кресленні показаний пропонований ТЕГ, де 1 - акумулятор теплоти, 2 - баластних ємність, 3 - керований клапан, що зв'язує верхню частину баластної ємності з навколишнім середовищем, 5 - холодний спай ТЕБ, 6 - ТЕБ, 7 - гарячий спай ТЕБ. Генератор містить акумулятор 1 теплоти, що має тепловий контакт з гарячим спаєм 7 ТЕБ 6. Баластова ємність 2 розташована таким чином, що її відкрита частина 4 знаходиться безпосередньо над холодним спаєм 5 ТЕБ 6. У баластної ємності 2 є керований клапан 3, що зв'язує верхню частину цієї ємності з навколишнім середовищем. |
Генератор працює наступним чином. У початковому стані ТЕГ занурений в поверхневий шар океану і знаходиться в стані спокою за рахунок нульової плавучості. Нульова плавучість забезпечується завдяки наявності в верхній частині баластної ємності 2 деякої кількості газу (в початковому стані повітря). У поверхневому шарі океану акумулятор 1 теплоти заряджається за рахунок теплоти цього шару. Після зарядки акумулятора керований клапан 3 відкривається газ, що міститься у верхній частині баластної ємності 2, стравливается в навколишнє середовище і баластних ємність заповнюється водою - приймає баласт. Після прийому баласту плавучість ТЕГ зменшується і він занурюється в глибинні шари океану. Співвідношення маси і об'єму (водотоннажності) ТЕГ такі, що він з прийнятим баластом має нульову плавучість на певній (заданої) глибині за рахунок збільшення щільності навколишньої води. У процесі занурення при відкритому клапані 3 відбувається вентиляція баластної ємності 2 - теплова вода поверхневих шарів замінюється холодною водою глибинних шарів. Після цього керований клапан 3 закривається.
Відомо, що в глибинних шарах океану температура води стабілізовано на рівні 4 о С. Отже, в глибинних шарах океану гарячий спай 7 ТЕБ нагрівається від акумулятора 1 теплоти до температури, що дорівнює температурі поверхневого шару, а холодний 5 охолоджується водою глибинних шарів, що призводить до виникненню термоЕРС на спаях ТЕБ. При охолодженні спаяний 5 ТЕБ водою глибинних шарів ця вода нагрівається за рахунок відведеної теплоти. При нагріванні води глибинних шарів океану, насиченою вуглекислим і деякими іншими газами, відбувається виділення цих газів. Виділилися гази накопичуються в баластної ємності 2, яка своєю відкритою частиною 4 розташована над холодним спаєм 5 ТЕБ. При накопиченні газів вода витісняється з баластної ємності 2 через її нижню частину. Плавучість ТЕГ збільшується - ТЕГ піднімається в поверхневі шари океану. За час, протягом якого ТЕГ знаходився в глибинних шарах океану, акумулятор теплоти зарядився теплотою низького потенціалу. При спливанні в поверхневі шари ТЕБ генерує ЕРС до моменту зарядки акумулятора теплоти. Для повторення циклу необхідно відкрити керований клапан 3 і стравити газ в навколишнє середовище.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
ТЕРМОЕЛЕКТРИЧНИЙ ГЕНЕРАТОР для перетворення теплової енергії океану в електричну, що включає термоелектричний батарею, яка містить гарячий і холодний спаї, акумулятор теплоти, що має тепловий контакт з гарячим спаєм термоелектричної батареї, що відрізняється тим, що, з метою підвищення ККД за рахунок виключення витрат енергії на власні потреби, в нього додатково введена баластних ємність, розташована над холодним спаєм термоелектричної батареї, виконана з відкритою нижньою частиною і забезпечена керованим клапаном, що зв'язує верхню частину ємності з навколишнім середовищем.
Версія для друку
Дата публікації 24.01.2007гг
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.