Генератор энергии Советский патент 1984 года по МПК B01D13/00 F03B17/00 

-i-T-gfeja J-T -,,r-- ,iL..j, .ri 7 изобретение относится к области - ТйВргетйкй и касается получения нергии впромьтшенном масштабе с ™ ЙС йгйцЫ осмоса на полупроницаемых vtor- -мембрамахтИзвестны устройства для псшуче нйя энергии, основанные на явлении осмоса на полупроницаемых мембра HaScJl состоящие из мембранного Snna рата и рабочего органа Cl и 23 , В цилиндре, подсоединенном к камере, . заполненной раствором установлен поршень. Во второй Kdrtepe, 6 3вйён ой от первой полупроницаемой мембраной, находится пресная вода. Вслед - в1ГГ ягййёйй прямого ocMoica-if fe-c ШГ еьда- через по лу1Грдн11цаемую мембрану и увеличи1ает обвем раствора в первой камере, что приво дйт и 1й5Д«Шу-1Го-ршня. -- . ГиДростатическое давление при Лсо.и;.-..Дй л г .«Л1-,.е.1Й ЭТОМ змисит от разЖости оологически давлений раствора и | астворит1еля ч „й. f , Хл. и достигает больших величин (100 ат и выше). Однако промыиотеннрго исполь зЗв анйятак 6ё устррйство 1не нашло вследствие чрезвычайно низкой Эощнос . 3fiic rlFefWt 8FdffefP«if, сЪЪтрящий из двух камер, разделенных полупроницаемой мембраной, одна из которых заполнена растворБй соЛй, а другая - растворителем Сз J Генератор представляет собой емйбё:1Ь ул лА - - -л - - -oa.. одической форкы с двойными ванными стенками, между которыми полупроницаемая мембрана Г ЁШбйс заттолнёна рассолом и помещена в ре lepiVap7 залитый растворителем. При диффузии растворителя в раствор объе последнего з еличивается, а получаеМ1ЛЙ При 3fOM 1г б ш жйдкойФй под давчерез сойлаГгГодаетггя, йапрй - .ROrtaeShi™™- f,f ,, .«SC- ir-i; ,, на гидротурбину. 0iM pado bnPetf)lTopa энергии ис пйпьзуют электролитические растворы Ъмсокой концентрации , облаДЪющие осмотическЙ1м давлением до 2вОО а ес в1нными wfeflOctatKUMiJ генера й вляю 6я низкаямощность при использовании растворов с очень высокой концентрацией солей, периоди , необхддШ1оЙ использо «Ь.чй,.ц.-авЛЙ..Й Ъания специально приготовленных раст , -fат| УДйЯ1 Г йспойь эбГанйе генератора для получения энергчш Ьмшленном масштабе. Целью изобретения являет я обёспе чение непрерывной работы генера-тора,. ssp;-S - ps i 2S fWsi itS43S к%; :т й,. g SSMfiiSEsffiSSSi sasEi

22 Цель достигается тем, что генератор снабясен смесительной камерой, соединенной с камерой генератора, заполненной раствором, и параллельно соединенными питателями раствора, каждый из которых содержит две камеры, разделенные полупроницаемой мембраной, одна из которых заполнена расть. вором соли, а другая - растворителем. Генератор схематически представлен .f, продольный разрезi на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1, на фяг.З - разрез Б-Б.на фиг. 1. Генератор состоит из двух частей. Верхняя часть, представляющая собой устройство для поддержания концентра1 ш,раствора, состоит из ряда емкостей t-5, вьтолненных, например, из металлических труб со сплош1|ыми стенками, закрытых с Торцов Заглушками 6. В каждой из емкости размещены полупроницаемые мембраны в виде полых волокон 7. Последние закрыты с одного (нижнего) торца, а другим (открытым) концом соединены с полосчрями 8. Последние сообщаются посредством трубок 9, снабженных клапанами, с трубкой 10, которая подключена к насосу 11. Промежутки между полыми волокнами в каждой емкости соединены с полостями t2, а последние с помощью трубок 13, снабженных клапанами, подключены к насосу 14. Из полостей 12 выведены трубки 15 (с клапанами), соединенные со сборной трубой 16 и резервуаром 17.. Кроме того, из полости 12 выведены трубки 18 с обратньгми клапайами t9, соединенные с второй частью генератора. Вторая часть генератора представляет собой емкость 20, например металлическую трубу со спл:ошными стенками, разт еленную поперечными перегородками 21 с оtвёpctиями и закрытую с борцов заглушками 22. В емкости 20, размещены (со спиральным расположением) полупроницаемые мембраны 23, например, из ацетил-, целлюлозы которые образуют две полости 24 и 25. Полость 24, закрытая с обоих торцов сообщается посредством трубы 26 (с клапаном) с насосом 27, а полость 25, с обоих торцов, сообщается с полостями 28 и 29, отделенными от емкости 20 перегородками 21. гГолость 11, являющаяся смесительной камерой, сообщается с емкостями 1-5, a полость 29 соедийена трубой 30 (с клапаном) с насосом 31. Кроме того, из полости 29 выведены трубы 32 и 33 (с клапанами) а из полости 24 - труба 34 (с кл паном). В емкостях 1-5 и в полости 28 установлены датчики давления (не показаны) , связанные, например, с электроприводами, управляющими работой клапанов, которые также могут открьгоаться и закрываться вручную. Генератор работает следующим образом. С помощью насоса 11 при открытых клапанах трубок 9 и закрытых клапанах трубок 15 и 18 заполняют емкости 1-5 раствором соли повышенной концентрации, например 10-40%. Для полу чения.растворов высокой концентрации например 20-40%, также могут быть использованы природные соленые воды, например воды из морских заливов, со ляньк озер, соленые воды, полученные выпариванием, концентрированные растворы, получаемые при разработке. соляных копей бишофита (в частности, наприм€ р, с концентрацией 40%) с закачиванием пресной воды под землю и извлечением растворов высокой концентрации и т.п.. После заполнения емкостей 1-5 раствором соли закрывают клапаны подводящих труб. Одновременно с помощью насоса 31 при открытом клапане трубы 30 и закрытых клапанах труб 32, 33 и 34, заполняют полости 25,28,29 водным раствором солей, например, с концентрацией 10%, после чего закрывают клапан трубы 30. Для заполнения емкости 20 могут бытЪ использованы те же соленые воды, что и для заполнения емкостей 1-5, но с соответствующим разбавлением их прес ной водой или соленой водой низко.й концентрации, например, морской водо с тем, чтобы концентрация раствора в емкости 20 была примерно в два раза ниже средней концентрации раствор в верхней части генератора. . Затем с помощью насоса 27 через трубу 26 ( при закрытом клапане трубы 34) непрерывным потоком под давлением 1-2 ат в свободные полости 24 емкости 20 подают пресную воду. При отсутствии пресной воды можно

использовать соленую воду невысокой концентрации, например, 1-3%, что однако приводит к снижению вырабатыс 25 до 20% датчик давления в полости 12 с помощью электропривода откроет клапан через который подается пресваемой мощности. При поступлении пресной воды в полость 24 пресная вода вследствие явления прямого начнет диффундировать через мембраны и разбавлять соленую воду, имею) щуюсй в полостях 25,28,29, что приводит к увеличению ее Объема и повышению гидростатического давления в указанных полостях. Открыв клапан тру бы 32, подают поток жидкости под давлением, например, на гйдрогёйератор для выработки энергии. При диффузии пресной воды в соленую происходит разбавление последней, это приводит не только к снижейию осмотическогодавлёнйя, но и к снижению скорости диффузии, к снижению гидрсстатическбгб давлевйй -и расхода воды, а следовательно,и к значительному снижению йырабатываемой мощности. Для.автоматического и непрёрьтного поддержания заданного Осмотического давления в ейК&стй 20 в нее непрерывно подают рассол повышенной концентрации, для чего используют емкости 1-5. В начальный период работы генератора после снижения эадайнбго давления в ПОЛОСТИ 28, которое регистрирует датчик давления, включают насос 11, последний поочередно ( с заданными интервалаь и) непрерывно подает в полости 8 емкостей 1-5 пресную вод;у, которая гюступае; во внутренние полости полых волокон 7. В результате диффузии пресной воды через стенки полых в5лоКон объем соленой воды, заполняющей промежутки между волокнами, повьшгаетсяс соответствующим увеличением давления в емкости 1. Так как концентрация соленой воды в емкости 1 выше концентрации воды в емкости 20,то и давление в ней будет превьш1ать давление в емкости 20, в связи с чем обратньй клапан 19 автоматически откроется и концентрированная солёна явода из емкости 1 будет поступать в полость -28. При этом однако будет происходить снижение концентрации воды в емкости 1 . Когда концентрация воды (и давление) в емкости 1 снизится, например. ная вода в емкость 2, которая начнет работать одновременно с емкостью 1, При снижении концентрации s емкости t с 20 до 15% автоматически включается в работу емкость 3, а при снижении концентрации (в емкости 1) нгасе 15% включается емкость 4. Одновременно с этим емкость 1 от-ключают, для чего автоматически открывают клапан спускной трубы 15 и сливают разбавленную соленую воду в сборный резервуар 17. Пресная вода пртг этом диффундировать в емкости 1 не будет, taK как OTCyTtfiBjrei соленая вода. При этом обратный клапан 19 емкости 1 автоматически закроется, так как давление в емкости 20 будет вьппе давления в емкости 1.. Погс ле этого емкость 1 (при закрытом клапане трубы 15) заполняют концентрированной соленой водой. Емкости 2-5 работают аналогичным образом, В срязи с этим после пускового периода одновременно и непрерыв но будут работать три из пяти емкоетей 1-5, а в двух других емкостях поочередно производят спуск разбавленной соленой воды и заполнение кон центрированной соленой. Б трех .емкостях, работающих одновременно (т.е. подающих непрерывно под давлением концентрированную срле ную воду в емкость 20), концентрация рассола будет различной, а именно 25,20 и 15%,средняя концентрация 20% Соленые воды (различньк концентра дни), одновременно поступающие в емкость 28, смешиваются с соленой водо имеющейся в емкости 20, и повшают ее концентрацию. Так, например, при пос.туплении в емкость 20 пресной воды (вследствие диффузии) в количеств 100 л/с для поддержания заданной кон цент1Гации (например ) непрерьшно нужно подавать такое же количество (т.е. 100 ЛУс) солёной водьг с концентрацией . Таким образом, в результате совместной работы обеих частей генератора может быть обеспечено непрерывное поддержание заданного осмотического давления и мощности генератора в заданных пределах. 4 При этом необходимо отметить, что совместная работа двух частей генератора приводит к увеличению мощности основного генератора в два раза. Вызвано это тем, что в основной (нижний) генератор, помимо диффундирующей через мембраны пресной воды (например, с расходом ) поступает такое же количество (т.е. ЮОХ/с) концентрированной воды. В связи с этим расход воды из основного генератора будет равен 200 л/с , а так как давление не меняется, то вырабатываемая мощность удваивается. При этом объем соленой воды в емкости 20 остается неизменным и добавление в нее раствора требуется лишь периодически для компенсации возможных утечек. Соленая вода с концентрацией 0 14-15%, собираемая в резервуаре 17, может быть возвращена в морской запив, озеро и т.п. или направлена в испарительные бассейны для повышения ее концентрации и повторного использования, что позволяет организовать работу по замкнутому циклу. , Для работы основных генераторов могут быть использованы также и природные соленые воды низких концентраций, Так, например, возможно создание электростанции с генераторами, использующими океанскую воду с и пресную воду, например воду реки,. впадающую в океан. При этом в верхнюю часть генератора подают океанскую воду с , а в основную (нижннно) часть генератора соленую (океанскую) воду, разбавленную до ,25%. В верхней части генератора (в результате прямого осмоса) концентрацию океанской воды с снижают до ,5% и подают ее в основной генератор для поддержания в нем заданной концентращш (О 1-1,25%). Повышение мощности генератора может быть достигнутым за счет использования мембран с повьппенной пропускной способностью,а также уве личением плотности укладки мембран в емкостя.,

ГЕНЕРАТОР ЭНЕРГИИ, состоящий из двух камер, разделенных полупроницаемой мембраной, одна из которых заполнена раствором со'ли, а другая - растворителем, отличающийся тем, что, % целью обеспечения непрерывности работы, генератор снабжен смеситель, ной камерой, соединенной с камерой генератора, заполненной раствором, и параллельно соединенньми питателями раствора,' каждый из которых Содержит две камеры, разделенные полупроницаемой мембраной, одна из которых заполнена ра;створом соли, а другая - растворителем.S