×
10.08.2013
216.012.5d92

ПАРОТУРБИННАЯ ГЕЛИОТЕПЛОТРУБНАЯ УСТАНОВКА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002489575
Дата охранного документа
10.08.2013
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к гелиотехнике и может быть использовано для утилизации тепловой энергии природных источников, а именно трансформации тепловой энергии солнца, наружного воздуха и воды в механическую и электрическую для перемещения водного транспортного средства. Паротурбинная гелиотеплотрубная установка содержит испаритель, испарительная поверхность которого составлена из полых пирамидальных секций, обращенных своими вершинами наружу и покрытых снаружи фотоэлементами, силовую турбину, питательный насос, конденсатор, причем фотоэлементы испарителя соединены с блоком накопления электроэнергии. Изобретение позволяет увеличить надежность и эффективность паротурбинной гелиотеплотрубной установки. 6 ил.
Основные результаты: Паротурбинная гелиотеплотрубная установка, включающая расположенные по ходу движения пара испаритель, внутри которого его конденсационная поверхность, боковые стенки и конусное днище покрыты решеткой из полос пористого материала, расположен распределительный коллектор с форсунками, под которым размещены каплеотбойник и паровой патрубок, силовую турбину, корпус которой снабжен патрубками входа и выхода пара, вал которой соединен коаксиально с рабочим органом и питательным насосом, помещенным в резервуар, конденсатор с крышкой, снабженной паровым патрубком, внутри которого конденсационная поверхность покрыта решеткой из полос пористого материала, в которой напорный патрубок питательного насоса соединен конденсатопроводом с распределительным коллектором испарителя, патрубки входа рабочего и выхода отработавшего пара силовой турбины соединены с паровыми патрубками испарителя и конденсатора паропроводами, отличающаяся тем, что в испарителе испарительная поверхность составлена из полых пирамидальных секций, обращенных своими вершинами наружу и покрытых снаружи фотоэлементами, форсунки распределительного коллектора размещены в центре входа в полости пирамидальных секций, в конденсаторе конденсационная поверхность выполнена ребристой с направлением ребер, параллельным оси вала турбины, ее решетка из полос пористого материала соединена с расположенными на внутренних кромках ребер продольными фитилями, которые, в свою очередь, соединены левыми торцами с фитилем-коллектором, соединенным транспортным фитилем, помещенным в трубопровод, с расположенным в корпусе питательной установки массивом фитиля и сообщающимся с ним через перфорированную стенку резервуаром, вал ротора питательного насоса пропущен через боковую стенку корпуса питательной установки, а фотоэлементы испарителя соединены с блоком накопления электроэнергии.
Реферат Свернуть Развернуть

Предлагаемое изобретение относится к гелиотехнике и может быть использовано для утилизации тепловой энергии природных источников, а именно, трансформации тепловой энергии солнца, наружного воздуха и воды в механическую и электрическую для перемещения водного транстпортного средства.

Известен коаксиальный мультитеплотрубный двигатель, который содержит последовательно расположенные испарительную камеру, состоящую из вертикальных испарительных гильз, соединенных с крышкой сепарационной секции, внутренняя поверхность которых покрыта полосами и решеткой из пористого материала, в которой расположен распределительный коллектор, с форсунками, размещенными в центре входа в испарительные гильзы и каплеотбойник, соединенную через кольцевое уплотнение с рабочей камерой, выполненной в форме цилиндрической трубы, соединенной снаружи с рабочим органом, внутри которой устроены коаксиально силовые турбины, и которая соединена через кольцевое уплотнение с конденсационной камерой, состоящей из цилиндрической распределительной секции, днище которой покрыто массивом фитиля с отверстиями и выполнено с отверстиями, к которым присоединены открытыми торцами вертикальные конденсационные гильзы с внутренней поверхностью покрытой полосами и решеткой из пористого материала, соединенными с массивом фитиля, в центре которого устроен цилиндрический резервуар с перфорированными стенками и питательный насос, вал которого соединен с осью силовой турбины, а напорный трубопровод с распределительным коллектором [Патент РФ №2379526 F01K 25/00. F28D 15/02, 2010].

Основными недостатками известного коаксиального мультитеплотрубного двигателя являю км соединение рабочей камеры с испарительной и конденсационной камерами через кольцевые уплотнения, что ограничивает величину давления пара, при котором работает устройство и снижает его герметичность, невозможность размещения испарительной и конденсационной камер на удалении друг от друга, что ограничивает область применения устройства и невозможность параллельного получения электрической энергии, что, в конечном и итоге, уменьшают его надежность и эффективность.

Более близким к предлагаемому изобретению являемся паротурбинная мультитеплотрубная установка, которая содержит, расположение по ходу движения пара: испарительную камеру (испаритель), состоящую из вертикальных испарительных гильз (образующих испарительную поверхность), соединенных открытыми торцами с крышкой сепарационной секции, внутренняя поверхность, боковых стенок и конусного днища сепарационной секции, испарительных гильз покрыты решеткой из полос пористого материала, вверху сепарационной секции расположен распределительный коллектор, снабженный форсунками, размещенными в центре входа в испарительные гильзы, а снизу помешен каплеотбойник, под которым устроен паровой патрубок; рабочую камеру, состоящую из силовой турбины, снабженной патрубками входа и выхода пара, вал колеса которой соединен снаружи с рабочим органом; конденсационную камеру (конденсатор), крышка которой снабжена входным патрубком отработавшего пара, соединенным с патрубком выхода отработавшего пара рабочей камеры, днище которой покрыто массивом фитиля с отверстиями и выполнено также с отверстиями, к которым присоединены о (крытыми торнами вертикальные конденсационные гильзы (образующих конденсационную поверхность), внутренняя боковая поверхность и торцы которых покрыты решеткой из полос пористого материала, соединенной с массивом фитиля, причем в центре массива фитиля устроен цилиндрический резервуар с перфорированными стенками, в котором помещен питательный насос, вал которого пропущен через крышку конденсационной камеры коаксиально валу колеса силовой турбины и соединен с ним, а напорный патрубок соединен трубопроводом с распределительным коллекторам [Патент РФ №2449134 F01K 25/00, F28D 15/02, 2012].

Недостатками известной паротурбинной мультитеплотрубной установки являются невозможность ее использования в качестве двигателя для водного транспорта, обусловленная выполнением теплообменных поверхностей испарителя и конденсатора в виде гильз, затеняющих друг друга и создающих высокое гидравлическое сопротивление при их перемещении и параллельного получения в ней электрической энергии, что, в конечном итоге, уменьшают ее надежность и эффективность.

Техническим результатом, на решение которого направлено предлагаемое изобретение, является увеличение надежности и эффективности паротурбинной гелиотеплотрубной установки.

Технический результат достигается в паротурбинной гелиотеплотрубной установке, содержащей, расположенные по ходу движения пара: испаритель, крышка которого представляет собой испарительную поверхность, составленную из полых пирамидальных секций, обращенных своими вершинами наружу и покрытых снаружи фотоэлементами, внутренняя поверхность крышки, боковых стенок и конусного днища испарителя покрыты решеткой из полос пористого материала, внутри испарителя расположен распределительный коллектор, снабженный форсунками, размещенными в центре входа в полости пирамидальных секций, снизу размещен каплеотбойник, под которым устроен паровой патрубок; силовую турбину, корпус которой снабжен патрубками входа и выхода пара, вал которой, соединен с рабочим органом; конденсатор, крышка которого снабжена входным патрубком отработавшего пара, днище представляем собой конденсационную поверхность, выполнено ребристым, с направлением ребер параллельным оси вала турбины и покрыто изнутри решеткой из полос пористого материала, соединенной с расположенными на внутренних кромках ребер продольными фитилями, которые, в свою очередь, соединены левыми горцами с фитилем-коллектором, соединенным транспортным фитилем, помещенным в трубопровод, с расположенным в корпусе питательной установки, массивом фитиля и сообщающимся с ним через перфорированную стенку, резервуаром, в котором помещен питательный насос, вал ротора которого, пропущен через боковую стенку корпуса питательной установки коаксиально валу силовой турбины и соединен с ним, напорный патрубок питательного насоса соединен конденсатопроводом с входным патрубком распределительною коллектора, патрубки входа рабочего и выхода отработавшего пара силовой турбины соединены с паровыми патрубками испарителя и конденсатора паропроводами, соответственно, а фотоэлементы соединены с блоком накопления электроэнергии.

На фиг.1 представлен общий вид, на фиг.2 - узел, на фиг.3-6 - разрезы предлагаемой паротурбинной гелиотеплотрубной установки (ПТГТТУ).

ПТГТТУ содержит, расположенные но ходу движения пара: испаритель 1, крышка которого представляет собой испарительную поверхность 2 и составлена из полых пирамидальных секций 3, обращенных своими вершинами наружу, покрытых снаружи фотоэлеметами 4, внутренняя поверхность крышки, боковых стенок и конусного днища испарителя 1 покрыты решеткой 5 из полос пористого материала, внутри испарителя 1 расположен распределительный коллектор 6, снабженный форсунками 7, размещенными в центре входа в полости пирамидальных секций 3, снизу размещен каплеотбойник 8, под которым устроен паровой патрубок 9; силовую турбину 10, корпус которой снабжен патрубками входа рабочего и выхода отработавшего пара 11 и 12, вал которой 13, соединен с рабочим органом (на фиг.1-6 не показан); конденсатор 14, крышка которого снабжена входным патрубком отработавшею пара 15, днище представляет собой конденсационную поверхность 16, выполнено ребристым, направление ребер 17 параллельно оси вала 13 турбины 10 и покрыто изнутри решеткой 5 из полос пористого материала, соединенной с расположенными на внутренних кромках ребер 17 продольными фитилями коллекторами 18, которые, в свою очередь, соединены левыми торцами с общим фитилем-коллектором 19, соединенным транспортным фитилем 20, помещенным в трубопровод 21, с расположенным в корпусе питательной установки 22, массивом фитиля 23 и сообщающимся с ним через перфорированную стенку 24, резервуаром 25, в котором помещен питательный насос 26, вал 27 которого пропущен через боковую слепку корпуса питательной установки 22 коаксиально валу 13 силовой турбины 10 и соединен с ним, напорный патрубок 28 питательного насоса 26 соединен конденсатопроводом (на фиг.1-6 не показан) с распределительным коллектором 6, патрубки входа рабочего и выхода отработавшего пара 11 и 12 силовой турбины 10 соединены с паровыми патрубками 9 и 15 испарителя 1 и конденсатора 14 паропроводами (на фиг.1-6 не показаны), соответственно, а фотоэлементы 4 соединены с блоком накопления электроэнергии 29.

В основе работы предлагаемой ПТГТТУ наряду с использованием солнечной энергии для получения электричества, лежит основной цикл паросиловой установки - цикл Ренкина [И.Н. Сушкин. Теплотехника. - М.: Металлургия, 1973, с.117], устройство и принцип действия винтового насоса [Т.М. Башта др. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы. - М: Машиностр., 1982, с.347] и высокая эффективность передачи теплоты в тепловых трубах, частично заполненных рабочей жидкостью-переносчиком теплоты, в качестве которой используются вода, спирты, хладоны и т.д. [В.В. Харитонов и др. Вторичные теплоэнергоресурсы и охрана окружающей среды. - Минск: Выш. школа. 1988. с.106].

Предлагаемая ПТГТТУ работает следующим образом (рассматривается вариант использования ПТГТТУ в качестве двигателя для водного транспорта). Испаритель 1 устанавливают на палубе транспортного средства (на фиг.1-6 не показаны) таким образом, чтобы фотоэлементы 4 воспринимали максимальное количество солнечной энергии (угол наклона граней пирамидальных секций 3 выбирают в зависимости от географического расположения маршрута движения), силовую турбину 10 устанавливают в нижней части кормы транспортного средства, а конденсатор 14 устанавливают в специальной нише дниша так, чтобы кромки ребер 17 были параллельны продольной оси транспортного средства (на фиг.1-6 не показаны). После этого осуществляют соединение всех коммуникаций, а выходной торец вала 13 силовой турбины 10 присоединяют к рабочему органу (например, винту). Перед началом работы из полостей испарителя 1, корпуса турбины 10, конденсатора 14, питательной установки 22 ПТГТТУ удаляют воздух и заполняют пористый материал решеток 5, фитили 18, 19, 20, 23, резервуар 25, полость питательного насоса 26, напорный трубопровод (на фиг.1-6 не показан) и коллектор с рабочей жидкостью, которую выбирают в зависимости от температурного потенциала холодной и горячей сред, (штуцера для удаления воздуха и подачи рабочей жидкости (на фиг.1-6 не показаны), после чего ПТГТТУ устанавливают таким образом, чтобы испарительная поверхность 2 испарителя 1 контактировала с горячей средой (солнечными лучами и наружным воздухом), а конденсационная поверхность 16 конденсатора 14 с холодной средой (водой).

В результате нагрева испарительной поверхности 2 испарителя 1 на внутренней поверхности полых пирамидальных секций 3 происходит испарение рабочей жидкости, находящейся в пористом материале решетки 5, которая предотвращает образование паровой пленки па внутренней поверхности стенки и, таким образом, интенсифицирует процесс испарения [Тепловые трубы и теплообменники: от науки к практике. Сборник научн. тр. - М: 1990, с.22], образуется пар с давлением равным давлению, развиваемому питательным насосом 26, которым, проходя через каплеотбойник 8, освобождается от уносимых капель рабочей жидкости, поглощаемых пористым материалом решетки 5, который снова транспортирует их в зону испарения. Очищенный пар поступает через патрубок 9, напорный паропровод (на фиг 1-6 не показан) и патрубок рабочего пара 11 в корпус силовой турбины 10, вращаем ее рабочее колесо, сообщает вращательное движение валам 27 и 13 и соответственно, ротору питательного насоса 26 и вращающий момент М рабочему органу (винту), в результате чего питательный насос 26 перемешаем рабочую жидкость и создает требуемое давление в ней, а рабочий орган (винт) производит полезную работу, перемещая транспортное средство. В полости корпуса силовой турбины 10 происходит изоэнтропное теплопадение пара с одновременным снижением его температуры и давления, после чего отработавший мятый пар поступает через патрубки 12 и 15 в конденсатор 14, давление в котором значительно меньше, чем в испарителе 1. Отработанный пар конденсируется на внутренней поверхности ребер 17 за счет контакта их наружной поверхности с холодной средой (водой), которая омывает конденсационную поверхность 16 конденсатора 14. Образовавшийся конденсат рабочей жидкости всасывается пористым материалом решетки 5. фитилями 18, 19, 20, 23 и под воздействием капиллярных сил и разрежения заполняет резервуар 25, откуда поступает во всасывающее отверстие насоса 26. Далее, рабочая жидкость через напорный трубопровод (на фиг.1-6 не показан), коллектор 6 и форсунки 7 под давлением, создаваемым насосом 26, величина которого определяет рабочее давление пара, в испарителе 1, разбрызгивается по внутренней поверхности и полых пирамидальных секции 3, где происходит вышеописанный процесс испарения, после чего образовавшийся пар освобождается от капель рабочей жидкости на каплеотбойнике 8 и цикл повторяется.

Одновременно, в результате воздействия солнечных лучей на фотоэлементы 4, размещенные на наружной поверхности полых пирамидальных секций 3 испарителя 1, в них происходит выработка электричества, которое поступает в электрическую сеть транспортного средства и в блок накопления электроэнергии 29. Процесс испарения рабочей жидкости с внутренней поверхности полых пирамидальных секции 3 и отвода из испарителя 1 полученного пара, обеспечивает интенсивный отвод тепла от фотоэлементов 4 и создает тем самым оптимальный режим для их работы.

При этом, при увеличении скорости движения транспортного средства увеличивается турбулизация потоков горячей и холодной сред, которая увеличивает скорость теплообмена между испарительной поверхностью 2 испарителя 1 (поверхностью полых пирамидальных секций 3) и горячей средой (солнечными лучами и наружным воздухом), конденсационной поверхностью 16 (наружной поверхностью ребер 17) конденсатора 14 и холодной средой (водой), что автоматически увеличивает мощность ПТГТТУ.

Таким образом, конструкция предлагаемой ПТГТТУ обеспечивает улучшение режима работы фотоэлементов, интенсивное использование солнечной энергии и низкопотенциальной энергии окружающей среды, позволяет одновременно генерировать электрическую и механическую энергии, что повышает ее надежность и эффективность.

Паротурбинная гелиотеплотрубная установка, включающая расположенные по ходу движения пара испаритель, внутри которого его конденсационная поверхность, боковые стенки и конусное днище покрыты решеткой из полос пористого материала, расположен распределительный коллектор с форсунками, под которым размещены каплеотбойник и паровой патрубок, силовую турбину, корпус которой снабжен патрубками входа и выхода пара, вал которой соединен коаксиально с рабочим органом и питательным насосом, помещенным в резервуар, конденсатор с крышкой, снабженной паровым патрубком, внутри которого конденсационная поверхность покрыта решеткой из полос пористого материала, в которой напорный патрубок питательного насоса соединен конденсатопроводом с распределительным коллектором испарителя, патрубки входа рабочего и выхода отработавшего пара силовой турбины соединены с паровыми патрубками испарителя и конденсатора паропроводами, отличающаяся тем, что в испарителе испарительная поверхность составлена из полых пирамидальных секций, обращенных своими вершинами наружу и покрытых снаружи фотоэлементами, форсунки распределительного коллектора размещены в центре входа в полости пирамидальных секций, в конденсаторе конденсационная поверхность выполнена ребристой с направлением ребер, параллельным оси вала турбины, ее решетка из полос пористого материала соединена с расположенными на внутренних кромках ребер продольными фитилями, которые, в свою очередь, соединены левыми торцами с фитилем-коллектором, соединенным транспортным фитилем, помещенным в трубопровод, с расположенным в корпусе питательной установки массивом фитиля и сообщающимся с ним через перфорированную стенку резервуаром, вал ротора питательного насоса пропущен через боковую стенку корпуса питательной установки, а фотоэлементы испарителя соединены с блоком накопления электроэнергии.
ПАРОТУРБИННАЯ ГЕЛИОТЕПЛОТРУБНАЯ УСТАНОВКА
ПАРОТУРБИННАЯ ГЕЛИОТЕПЛОТРУБНАЯ УСТАНОВКА
ПАРОТУРБИННАЯ ГЕЛИОТЕПЛОТРУБНАЯ УСТАНОВКА
ПАРОТУРБИННАЯ ГЕЛИОТЕПЛОТРУБНАЯ УСТАНОВКА
ПАРОТУРБИННАЯ ГЕЛИОТЕПЛОТРУБНАЯ УСТАНОВКА
ПАРОТУРБИННАЯ ГЕЛИОТЕПЛОТРУБНАЯ УСТАНОВКА
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 71-80 из 85.
26.08.2017
№217.015.eaf1

Классификатор для разделения очищенных дымовых газов на азот и углекислый газ

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в процессах очистки дымовых газов от вредных примесей, например, для полной утилизации дымовых газов теплогенераторов, работающих на бессернистом топливе (природном газе). Классификатор для разделения очищенных дымовых газов на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002627892
Дата охранного документа: 14.08.2017
19.01.2018
№218.016.00c5

Электрогенерирующая теплозащитная оболочка

Использование: для получения электрической энергии. Сущность изобретения заключается в том, что электрогенерирующая теплозащитная оболочка содержит гибкий лист, состоящий из гибкого теплоизоляционного материала–диэлектрика, покрытого с обеих сторон пленкой, выполненной из влагозащитного и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002629650
Дата охранного документа: 30.08.2017
19.01.2018
№218.016.024c

Комплексный электрогенерирующий отопительный прибор

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к системам теплоснабжения жилых, общественных и промышленных зданий. Комплексный электрогенерирующий отопительный прибор, который включает в себя две трубы верхнего и нижнего коллекторов, вертикальные трубы овального сечения, связывающие полости...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002630069
Дата охранного документа: 05.09.2017
19.01.2018
№218.016.0357

Воздухоочиститель

Изобретение относится к энергетике, а именно к кондиционированию воздуха и, в частности, к устройствам для очистки воздуха помещений от вредных компонентов (например, СО и водяных паров), выделяющихся при дыхании людей и животных, а также производственных загрязнений. Воздухоочиститель...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002630446
Дата охранного документа: 07.09.2017
19.01.2018
№218.016.03c7

Теплотрубная гелиотермоэлектростанция

Изобретение относится к теплоэлектроэнергетике и может быть использовано для прямой трансформации тепловой энергии в электрическую. Теплотрубная гелиотермоэлектростанция включает поддон с отверстием в днище, закрытый сверху крышкой, покрытой фотоэлементами, внутренняя сторона которой покрыта...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002630363
Дата охранного документа: 07.09.2017
19.01.2018
№218.016.03cf

Способ и устройство для обезвреживания и утилизации массива бытовых отходов

Способ для обезвреживания и утилизации массива бытовых отходов содержит бурение скважин в толще массива и установку в них вертикальных перфорированных отводящих труб, солнечный нагрев и увлажнение массива, размещенного под пирамидальными прозрачными колпаками, атмосферными осадками и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002630456
Дата охранного документа: 08.09.2017
19.01.2018
№218.016.0560

Надувной теплоизоляционный купол

Изобретение относится военной технике. Надувной теплоизоляционный купол включает ограждение, составленное из соединенных между собой изогнутого покрытия и двух торцевых стенок, выполненных из гибкого, упругого материала, при этом изогнутое покрытие состоит из двух горизонтальных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002630842
Дата охранного документа: 13.09.2017
19.01.2018
№218.016.09b0

Самоочищающийся кожухотрубный теплообменник

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для нагрева и охлаждения газов и жидкостей в различных отраслях народного хозяйства. В самоочищающемся кожухотрубном теплообменнике, содержащем кожух, в котором размещен пучок труб, соединенных с трубными решетками, и патрубки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002631963
Дата охранного документа: 29.09.2017
20.01.2018
№218.016.0ff5

Воздухоочищающее вентилируемое ограждение здания

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при изготовлении вентилируемых стеновых ограждений, позволяющих утилизировать тепло наружного воздуха и тепловые потери здания в летний и зимний периоды и одновременно очищать уличный воздух от вредных примесей. Технический...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002633621
Дата охранного документа: 16.10.2017
13.02.2018
№218.016.2186

Теплица с очисткой и комплексной утилизацией сбросных газов

Изобретение относится к теплоэнергетике и сельскому хозяйству и может быть использовано для повышения урожайности в овощеводстве закрытого грунта. Теплица включает транзитный газоход с отводным газоходом, теплообменник, вентилятор, эжектор, распределитель озоновоздушной смеси, соединенный с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002641747
Дата охранного документа: 22.01.2018
Показаны записи 31-32 из 32.
10.07.2015
№216.013.60b8

Измеритель параметров многоэлементных rlc-двухполюсников

Изобретение относится к измерительной технике. В состав измерителя входит генератор импульсов напряжения, изменяющегося по закону n-й степени, n последовательно включенных дифференциаторов на операционном усилителе каждый, многоэлементный двухполюсник объекта измерения, дифференциальный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556301
Дата охранного документа: 10.07.2015
10.03.2016
№216.014.c179

Автономный интеллектуальный измерительный модуль

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники. Технический результат заключается в повышении скорости обработки данных. Автономный интеллектуальный измерительный модуль содержит аналоговые датчики, аналоговый коммутатор, аналогово-цифровой преобразователь (АЦП),...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002576595
Дата охранного документа: 10.03.2016
+ добавить свой РИД