Энергетическая установка Советский патент 1992 года по МПК F03G7/04 F03D9/02 

Изобретение относится к энергетике и может быть применено в различных областях народного хозяйства как автономный источник электроэнергии для районов средней полосы и более южных районов.

Известно генерирование энергии посредством управляемой конвек-ции 1. Воздушно-электрическая- энергетическая система содержит длинный канал, один конец которого расположен на большей высоте, чем другой конец, устройство для введения воды в воздух у конца канала, находящегося на большей высоте, с целью понижения температуры воздуха в этом конце канала по сравнению с температурой воздуха снаружи канала и таким образом обедпе- чения течения воздуха через канал. Соответствующее устройство, установленное в канале на малой высоте вблизи другого конца, отбирает энергию от протекающего по каналу воздуха. Недостатком этой электростанции является наличие воздушного охладителя на большой высоте, на подачу воды в который затрачивается энергия.

Известна электростанция, использующая для производства энергии разницу температур воды рек и окружающего воздуха зимой 2. Эта воздушная электростанция содержит трубу, уложенную в толще высокого берега реки, сообщающуюся с атмосферой нижним входным и верхним выходным концами. Нижняя часть трубы служит нагревателем, выполненным в виде погруженного в воду теплопроводного участка трубы. На входном конце установлена турбина с электрогенератором. Работа электростанции автоматически поддерживается весь зимний период. Вода как аномально теплоемкая жидкость хорошо прогревает и омывает придонный участок трубы и, следовательно, воздух, протекающий в сухой трубе Воздух, расширяясь, устремляется вверх по трубе, создавая тягу с подсосом внешнего воздуха через турбину

с выходом отработавшего воздуха через верхний конец трубы. Вращение турбины передается электрогенератору, который вырабатывает электрический ток.

Недостатком известной конструкции

воздушной электростанции является короткий период работы (в период, когда температура атмосферного воздуха ниже

температуры реки и берега, в которой вмонтирована труба), а также невысокая эффективность станции, которая зависит от разницы температур между воздухом внут- ри и снаружи трубы.

Целью изобретения является увеличение КПД установки.

На чертеже схематично представлена энергетическая установка общий вид.

Энергетическая установка содержит размещенный в грунте V воздуховод 2, воздушную турбину 3, связанную с генератором 4, установленные во входном патрубке 5 воздуховода 2. нижняя часть 6 которого погружена в воду 7. Установка снабжена переходным воздуховодом 8 с заслонкой 9

и двухфазными термосифонами 10 и 11, одни концы которых сообщены с атмосферой и отогнуты вниз, а другие отогнуты вверх, при этом часть термосифонов 10 установлена в воздуховоде 2, другая часть термосифонов 11 -- в прилегающем к воздуховоду 2 грунте 1, а патрубок 5 соединен с воздуховодом 2 посредством переходного воздуховода 8, размещенного над водой 7, Переходной воздуховод 8 установлен с на клоном. Кроме этого, воздуховод 2 снабжен выходным патрубком 12.

Энергетическая установка работает на перепаде температур между воздухом внутри воздуховода 2 и окружающим воздухом,

который постоянно поддерживается таким, что воздух внутри воздуховода 2 всегда теплее, чем окружающий воздух. Теплый воздух в воздуховоде 2 имеет более низкую плотность, чем холодный окружающий воздух, и вследствие этого устремляется вверх,

создавая тягу во входном патрубке 5 с подсосом внешнего воздуха через турбину 3, которая соединена с генератором 4, вырабатывающим электроэнергию.

В случае, когда атмосферный воздух хо- лоднее воды 7, заслонка 9 находится в положении I и перекрывает переходной воздуховод 8. минуя нижнюю часть 6 воздуховода. Воздух в воздуховоде 2 и его нижней части 6 нагревается за счет энергии, перенесенной в толщу грунта берега 1 и теплоты воды 7 и устремляется вверх, создавая тягу с подсосом внешнего воздуха через турбину 3 и генератор 4. Отработанный воздух удаляется через выходной патрубок 12. Запас тепловой энергии и ее постоянное пополнение осуществляется за счет двухфазных термосифонов 10 и 11, которые перекачивают тепловую энергию от солнца (термосифоны 11) в толщу грунта берега вок- руг воздуховода 2. Двухфазные термосифоны 10- передают тепловую энергию от солнца внутрь воздуховода 2, увеличивая температуру воздуха внутри воздуховода 2 и тем самым увеличивая температурный пе- репад между воздухом внутри воздуховода иокружающим воздухом, вследствие чего увеличивается мощность и повышается КПД установки.

В случаях, когда температура атмосфер- ного воздуха равна температуре воды 7 и атмосферный воздух теплее воды, заслонка 9 находится в положении II, открывая выход для воздуха из переходного воздуховода 8 в воздуховод 2 и перекрывая выход из ниж- ней части 6 воздуховода 2. Тогда установка начинает работать на температурном пере- паде между воздухом внутри воздуховода 2 и окружающим воздухом, минуя нижнюю

часть 6 воздуховода 2, находящуюся в воде 7. Температурный перепад создается днем за счет тепловой энергии солнца, которая передается воздуху, находящемуся внутри воздуховода 2, посредством термосифонов 10 и окружающего воздуховод 2 грунта 1. тепло в котором накапливается при помощи термосифонов 11, непосредственно передающих тепловую энергию солнца грунту 1. окружающему воздуховод 2; ночью за счет энергии, перенесенной в грунт 1, которая нагревает воздух внутри воздуховода 2. Заслонка 9, находясь в положении II, исключает подсос, холодного воздуха из нижней части 6 воздуховода 2 и тем самым уменьшает потери энергии, затрачиваемые на подъем воздуха.

Формула изобретения

1.Энергетическая установка, содержащая размещенный в грунте воздуховод, воздушную турбину, связанную с генератором, установленным в выходном патрубке воздуховода, нижняя часть которого погружена в воду, отличающаяся тем, что, с целью увеличения КПД, она снабжена переходным воздуховодом с заслонкой и двухфазными термосифонами, одни концы которых сообщены с атмосферой и отогнуты вниз, а другие отогнуты вверх, при этом часть термосифонов установлена в воздуховоде, другая часть - в прилегающем к воздуховоду грунте, а патрубок соединен с воздуховодом посредством переходного воздуховода, размещенного над водой.

2.Установка по п. 1,отличающая- с я тем, что переходный воздуховод установлен с наклоном.

Использование: в ветроэнергетических установках, работающих на перепаде температур. Сущность: в случае, когда атмосферный воздух (АВ) холоднее воды (В) 7, заслонка 9, расположенная в переходном воздуховоде 8, перекрывает его, и воздух в воздуховоде (ВВ) 2 и в его нижней части 6, расположенной в В 7, нагревается и устремляется вверх, создавая тягу с подсосом АВ через турбину 3 и генератор 4, которые установлены во входном патрубке 5 В В 2. Отработанный воздух удаляется через