ТЕРМОВОЗДУШНАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ Российский патент 1994 года по МПК F16L3/00 F03G6/00 F03D9/00 

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано при создании экологически чистых электростанций аэродинамического типа.

Известно устройство термовоздушной электростанции (ТВС) (авт.св. N 1416745, кл. F 03 D 9/00), содержащее коллектор, в котором размещены трубы с теплоносителем, и соединенный пневматически с вертикальным жестким (металлическим или бетонным) воздуховодом, в котором установлены воздушные турбины.

Недостатки этого устройства: ограниченные возможности по мощности из-за сложности строительства жесткого воздуховода больших размеров (например, для ТВС мощностью 100 МВт требуется воздуховод высотой ≈ 1000 м и диаметром ≈ 90 м).

Наиболее близким к изобретению является устройство, содержащее коллектор, турбогенератор и воздуховод, выполненный в виде проволочно-тросового каркаса, обтянутого снаружи пленочным материалом, а в верхней части воздуховода закреплен аэростат [1].

Однако такое устройство ТВС имеет низкую эффективность.

Цель изобретения - увеличение эффективности, упрощение конструкции и расширение возможностей.

Это достигается тем, что в термовоздушной электростанции, содержащей коллектор, турбогенератор, воздуховод в виде каркаса с закрепленной на нем обшивкой в виде гибкого материала и аэростат, скрепленный с воздуховодом, аэростат выполнен в виде тороида, соединенного по внутренней поверхности, ограничивающей отверстие, с внешней поверхностью воздуховода, а внешняя поверхность тороида имеет соединения с тросами, закрепленными под углом к вертикали на земле.

На воздуховоде возможно закрепление нескольких аэростатов-тороидов, внешний диаметр и объем которых уменьшаются к основанию воздуховода. Возможно также выполнение обшивки воздуховода многослойной, причем пространство между слоями заполнено газом. Кроме того, возможно заполнение пространства между слоями обшивки вспененным затвердевшим материалом (например, пенополиуретаном).

На фиг. 1-3 дано предлагаемое устройство.

Устройство содержит коллектор 1, служащий для нагрева воздуха (от Солнца или жидкого теплоносителя), воздуховод 2, закрепленный на аэростатах 3, удерживаемых тросами-растяжками 4, турбины 5, элемент 6 каркаса воздуховода; слои 7 обшивки, пространство 8 между слоями обшивки.

Благодаря тороидной форме аэростата обеспечивается возможность свободного пропускания через него трубы воздуховода, в котором при этом исключаются потери на трение потока. Тороид не только упрощает конструкцию устройства, но и изготовление самого аэростата (цилиндр, изогнутый в "бублик"), при этом возможен приближенный тороид - с квадратным или прямоугольным сечением.

Расположение нескольких аэростатов-тороидов по длине воздуховода (см. фиг. 2) позволяет увеличить устойчивость и жесткость конструкции. При этом возрастает и надежность всей системы, облегчается задача установки воздуховода: аэростаты закрепляются на воздуховоде и тросах, заполняются газом на земле, а затем поднимаются последовательно, начиная с верхнего (возможно последовательное заполнение газом и подъем каждого аэростата по очереди).

Благодаря заполнению пространства в обшивке газом (например, гелием), во-первых, увеличивается подъемная сила, а во-вторых, обеспечивается жесткость обшивки. При заполнении полости между стенками обшивки вспененным затвердевшим материалом (типа пенополиуретана) обеспечивается не только прочность, но и теплоизоляция стенок воздуховода.

Использование: при создании экологически чистых электростанций аэродинамического типа. Сущность изобретения: на воздуховоде (В) в виде каркаса закреплена обшивка из гибкого материала. Аэростат прикреплен к В, имеет форму тороида и соединен по внутренней поверхности, ограничивающей отверстие тороида, с внешней поверхностью В. Внешняя по отношению к отверстию поверхность тороида соединена с тросами, расположенными под углом к вертикали и закрепленными на земле. На В закреплено по высоте несколько аэростатов-тороидов. Аэростаты расположены ближе к земле, имеют меньший диаметр и объем, чем аэростаты, расположенные выше. Обшивка В выполнена многослойной, пространство между слоями заполнено газом. 3 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. ТЕРМОВОЗДУШНАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ, содержащая коллектор, турбогенератор, воздуховод в виде каркаса с закрепленной на нем обшивкой из гибкого материала и аэростат, прикрепленный к воздуховоду, отличающаяся тем, что аэростат имеет форму тороида, соединен по внутренней поверхности, ограничивающей отверстие тороида, с внешней поверхностью воздуховода, а внешняя по отношению к его отверстию поверхность тороида соединена с тросами, расположенными под углом к вертикали и закрепленными на земле. 2. Электростанция по п.1, отличающаяся тем, что на воздуховоде закреплено по высоте несколько аэростатов-тороидов, причем аэростаты, расположенные ближе к земле, имеют меньшие диаметр и объем, чем аэростаты, расположенные выше. 3. Электростанция по п. 1, отличающаяся тем, что обшивка воздуховода выполнена многослойной, а пространство между слоями заполнено газом. 4. Электростанция по п.3, отличающаяся тем, что в рабочем вертикальном положении пространство между слоями обшивки воздуховода заполнено вспененным затвердевшим материалом.