10.01.2015
216.013.1992

КАПИЛЛЯРНЫЙ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЙ КОНДЕНСАТОР-ЭЛЕКТРОГЕНЕРАТОР

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002537974
Дата охранного документа
10.01.2015
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к энергомашиностроению, к теплообменной аппаратуре и может быть использовано для конденсации отработанного пара без использования хладоагента с трансформацией части тепловой энергии в электрическую. Технический результат состоит в повышении эффективности. Электростатический конденсатор-электрогенератор содержит корпус с верхней и нижней крышками. Патрубки входа отработанного пара, выхода конденсата, воздушный патрубок выполнены из диэлектрического материала. Между верхней и нижней крышками размещены вертикальные прямоугольные перегородки, образуя паровые камеры и камеры сбора конденсата. Каждая вертикальная перегородка состоит из нескольких вертикальных перфорированных пластин, размещенных с зазором и изготовленных из гидрофильного диэлектрического материала. Отверстия в пластинах выполнены в виде горизонтальных конических капилляров, расположенных таким образом, что большие отверстия конических капилляров предыдущей вертикальной пластины направлены в сторону паровой камеры, а малые - в сторону камеры сбора конденсата. Наружная поверхность каждой указанной пластины всех вертикальных перегородок покрыта слоем перфорированного электропроводящего материала, соединенного снизу с одноименными электродами, соединенными, в свою очередь, с проводами одноименных коллекторов и клеммами. Рабочим телом процесса получения электричества является парожидкостная смесь. 4 ил.
Основные результаты: Капиллярный электростатический конденсатор-электрогенератор, содержащий корпус с верхней и нижней крышками, снабженный патрубками входа отработанного пара, выхода конденсата, воздушным патрубком, внутри которого между верхней и нижней крышками размещены вертикальные прямоугольные перегородки, соединенные между собой через одну попарно снизу горизонтальными полосами-днищами, а сверху тоже через одну попарно горизонтальными полосами-крышками, образуя паровые камеры и камеры сбора конденсата, каждая вертикальная перегородка которых состоит из нескольких вертикальных перфорированных пластин, размещенных с зазором между собой, изготовленных из гидрофильного диэлектрического материала, отверстия в которых выполнены в виде горизонтальных конических капилляров, расположенных таким образом, что большие отверстия конических капилляров предыдущей вертикальной пластины направлены в сторону паровой камеры, а малые - в сторону камеры сбора конденсата, отличающийся тем, что наружная поверхность каждой наружной вертикальной перфорированной пластины всех вертикальных перегородок покрыта слоем перфорированного электропроводящего материала, соединенного снизу с одноименными электродами, соединенными, в свою очередь, с проводами одноименных коллекторов и клеммами, при этом рабочим телом процесса получения электричества является парожидкостная смесь.
Реферат Свернуть Развернуть

Предлагаемое изобретение относится к энергомашиностроению и может быть использовано для конденсации отработанного пара без использования хладоагента с трансформацией части тепловой энергии в электрическую.

Известен теплотрубный электростатический генератор, который содержит корпус, выполненный из диэлектрического материала, помещенного внутрь обечайки коаксиально кожуху, перегородку, выполненную из диэлектрического материала, делящую полость между кожухом и обечайкой на два отсека, заполненных фитилями, выполненными из разных по своим электрохимическим характеристикам пористых материалов, позволяющих получать положительные или отрицательные заряды в рабочем теле и примыкающих к коллекторам положительных и отрицательных зарядов и снабженных наружными клеммами, причем в качестве рабочего тела используется диэлектрическая жидкость [Патент РФ №2327055, М.кл. F02N 3/00, 2008].

Основным недостатком известного устройства является малая мощность генератора, обусловленная незначительной теплообменной поверхностью отдельной тепловой трубы и вытекающими отсюда низким количеством утилизируемого тепла и расходом рабочей жидкости, что снижает его эффективность.

Более близким к предлагаемому изобретению является капиллярный конденсатор, включающий корпус с верхней и нижней крышками, снабженный патрубками входа отработанного пара и выхода конденсата (рабочего тела), воздушным патрубком, внутри которого между верхней и нижней крышками размещены вертикальные прямоугольные перегородки, образующие паровые камеры и камеры сбора конденсата, причем каждая вертикальная перегородка состоит из нескольких вертикальных перфорированных пластин, размещенных с зазором между собой, покрытых слоем гидрофильного материала или изготовленных из него, отверстия в которых выполнены в виде горизонтальных конических капилляров, обращенных большими отверстиями в сторону паровой камеры, а малыми отверстиями - в сторону камеры сбора конденсата [Патент РФ №2390688, М.кл. F22B 37/26, B01D 5/00, 2010].

Основным недостатком известного устройства является невозможность использования теплоты конденсации отработанного пара для попутного получения электрической энергии, что снижает его эффективность.

Техническим результатом, на решение которого направлено предлагаемое изобретение, является повышение эффективности капиллярного электростатического конденсатора-электрогенератора.

Технический результат достигается капиллярным электростатическим конденсатором-электрогенератором, содержащим корпус с верхней и нижней крышками, снабженный патрубками входа отработанного пара, выхода конденсата, воздушным патрубком, выполненными из диэлектрического материала, внутри которого между верхней и нижней крышками размещены вертикальные прямоугольные перегородки, соединенные между собой через одну попарно снизу горизонтальными полосами-днищами, образуя паровые камеры, а сверху соединенные между собой в шахматном порядке через одну попарно горизонтальными полосами-крышками, образуя камеры сбора конденсата, причем каждая вертикальная перегородка состоит из нескольких вертикальных перфорированных пластин, размещенных с зазором между собой, изготовленных из гидрофильного диэлектрического материала, отверстия в которых выполнены в виде горизонтальных конических капилляров, расположенных таким образом, что малые отверстия конических капилляров предыдущей вертикальной пластины располагаются против больших отверстий конических капилляров последующей вертикальной пластины, при этом в полость каждой паровой камеры вертикальные пластины вертикальных перегородок обращены большими отверстиями конических капилляров, а в полость каждой камеры сбора конденсата, наоборот, вертикальные пластины вертикальных перегородок обращены малыми отверстиями конических капилляров, причем наружная поверхность каждой наружной вертикальной перфорированной пластины всех вертикальных перегородок покрыта слоем перфорированного электропроводящего материала, соединенного снизу с одноименными электродами, соединенными, в свою очередь, с проводами одноименных коллекторов и клеммами, при этом рабочим телом процесса получения электричества является парожидкостная смесь.

На фиг.1 представлен общий вид предлагаемого капиллярного электростатического конденсатора-электрогенератора, на фиг.2-4 - разрез и основные узлы.

Капиллярный электростатический конденсатор-электрогенератор (КЭСКЭГ) содержит корпус 1 с верхней и нижней крышками 2 и 3, снабженный патрубками входа отработанного пара 4 и выхода конденсата 5, воздушным патрубком 6, выполненными из диэлектрического материала, внутри которого между верхней и нижней крышками 2 и 3 размещены вертикальные прямоугольные перегородки 7, соединенные между собой через одну попарно снизу горизонтальными полосами-днищами 8, образуя паровые камеры 9, а сверху соединенные между собой в шахматном порядке через одну попарно горизонтальными полосами-крышками 10, образуя камеры сбора конденсата 11, причем каждая вертикальная перегородка 7 состоит из нескольких вертикальных перфорированных пластин 12, размещенных с зазором 13 между собой, изготовленных из гидрофильного диэлектрического материала (например, стеклопластика), отверстия в которых выполнены в виде горизонтальных конических капилляров 14, расположенных таким образом, что малые отверстия конических капилляров 14 предыдущей пластины 12 располагаются против больших отверстий конических капилляров 14 последующей пластины 12, при этом в полость каждой паровой камеры 9 пластины 12 вертикальных перегородок 7 обращены большими отверстиями конических капилляров 14, а в полость каждой камеры сбора конденсата 11, наоборот, пластины 12 вертикальных перегородок 7 обращены малыми отверстиями конических капилляров 14, причем наружная поверхность каждой наружной вертикальной перфорированной пластины 12 всех вертикальных перегородок 7 покрыта слоем перфорированного электропроводящего материала 15 (например, алюминиевой фольги), соединенного снизу с одноименными электродами 16 и 17, соединенными, в свою очередь, с проводами одноименных коллекторов 18, 19 и клеммами 20 и 21, соответственно.

В основу работы предлагаемого капиллярного электростатического конденсатора-электрогенератора положены особенности движения жидкости (пара) в конических капиллярах, в которых движение осуществляется от большего сечения к меньшему, в широкой части капилляра происходит испарение жидкости, в узкой части капилляра - конденсация пара [Лыков А.В. Тепломассообмен: (Справочник). 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергия, 1978, с.365, 366], а также способность диэлектрических жидкостей и газов подвергаться электризации при движении через трубопроводы и особенно через пористые перегородки, в которых величина тока электризация может увеличиться на несколько порядков [В.В. Захарченко и др. Электризация жидкостей и ее предотвращение. - М.: Химия, 1975, с.15-25],

КЭСКЭГ работает следующим образом. Отработанный пар при температуре насыщения через патрубок 4 поступает в верхнюю зону капиллярного конденсатора, откуда он распределяется по паровым камерам 9. Из камер 9 пар поступает в большие отверстия конических капилляров 14 первых пластин 12 вертикальных перегородок 7, в которых под действием капиллярных сил перемещается к их малым отверстиям конических капилляров 14, где происходит его частичная конденсация с выделением тепла конденсации Qr1. Мениски образовавшейся жидкости в капиллярах 15 соприкасаются с гидрофильным диэлектрическим материалом вертикальных пластин 12, распределяются на его поверхности благодаря зазорам 13 и его гидрофильности на следующих пластинах 12, откуда попадают в большие отверстия их капилляров 14, куда также поступает несконденсировавшийся пар из предыдущих пластин 12.

В больших отверстиях конических капилляров 14 происходит частичное испарение образовавшейся жидкости в конических капиллярах 14, на которое используется тепло конденсации Qr1 предыдущей пластины 12 и тепло самого пара, парожидкостная смесь под действием капиллярных сил перемещается к малым отверстиям конических капилляров 15, где также происходит частичная конденсация меньшего количества пара с выделением уже меньшего количества тепла Qr2. Образовавшееся жидкость как и в первой пластине 12 распределяется по поверхности гидрофильных пластин 12, благодаря зазорам 13 поступает на поверхность следующих пластин 12, смешивается с несконденсировавшимся паром, поступающим из конических капилляров 14 предыдущих пластин 12, и процесс повторяется аналогично вышеописанному во всех последующих пластинах 12. При этом по мере перемещения парожидкостной смеси от одной пластины 12 к другой влагосодержание ее увеличивается.

Образовавшийся конденсат из малых отверстий конических капилляров 15 последних по ходу пара пластин 12 распределяется по поверхности гидрофильного материала последней пластины 12 и под действием сил тяжести стекает на днище, образованное нижней крышкой 3, откуда выводится из конденсатора через патрубок 5, а несконденсировавшийся пар и газы (O2, СО2, N2) выводятся через воздушный патрубок 6. Одновременно, при движении парожидкостной смеси, являющейся диэлектриком, по капиллярам 14 от первой вертикальной пластины 12 перегородки 4 до последней, выполненных из диэлектрического гидрофильного материала, парожидкостная смесь электризуется, электрический ток капиллярных потоков парожидкостной смеси суммируется слоями электропроводящего материала 15 с электродами 16 и 17 на первой и последней пластинах 12 с приобретением положительных и отрицательных зарядов, соответственно, поступает в разноименные коллекторы 18 и 19, создавая разность потенциалов на клеммах 20 и 21.

Количество пластин 12 в одной перегородке 7 принимают таким, чтобы обеспечить конденсацию большей части пара, поступившего в конические капилляры 14 первых по его ходу пластин 12. Ширина зазора 13 между пластинами 12 зависит от свойств жидкости и определяется опытным путем.

Количество конденсата, транспортируемого с паром по коническим капиллярам 14 пластин 12, увеличивается по мере перемещения от одной пластины 12 к другой, а количество пара, соответственно, уменьшается. Аналогично этому количество тепла конденсации Qri также уменьшается по мере перемещения парожидкостной смеси от одной пластины 12 к другой, так как энергия большей части этого тепла тратится на создание поверхности жидкости на гидрофильной поверхности пластин 12, капиллярных сил, взаимное фазовое превращение и преодоление сил трения. В тоже время при перемещении парожидкостной смеси по капиллярам 14, в результате преодоления сил трения, возникает статическое электричество, мощность и напряжение которого тем больше, чем больше число капилляров 14, их длина, расход парожидкостной смеси, ее диэлектрические свойства и диэлектрические свойства материала перегородок 7.

Таким образом, предлагаемая конструкция капиллярного электростатического конденсатора-электрогенератора позволяет проводить процесс конденсации пара без использования хладоагента с одновременным получением электричества.

Капиллярный электростатический конденсатор-электрогенератор, содержащий корпус с верхней и нижней крышками, снабженный патрубками входа отработанного пара, выхода конденсата, воздушным патрубком, внутри которого между верхней и нижней крышками размещены вертикальные прямоугольные перегородки, соединенные между собой через одну попарно снизу горизонтальными полосами-днищами, а сверху тоже через одну попарно горизонтальными полосами-крышками, образуя паровые камеры и камеры сбора конденсата, каждая вертикальная перегородка которых состоит из нескольких вертикальных перфорированных пластин, размещенных с зазором между собой, изготовленных из гидрофильного диэлектрического материала, отверстия в которых выполнены в виде горизонтальных конических капилляров, расположенных таким образом, что большие отверстия конических капилляров предыдущей вертикальной пластины направлены в сторону паровой камеры, а малые - в сторону камеры сбора конденсата, отличающийся тем, что наружная поверхность каждой наружной вертикальной перфорированной пластины всех вертикальных перегородок покрыта слоем перфорированного электропроводящего материала, соединенного снизу с одноименными электродами, соединенными, в свою очередь, с проводами одноименных коллекторов и клеммами, при этом рабочим телом процесса получения электричества является парожидкостная смесь.
КАПИЛЛЯРНЫЙ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЙ КОНДЕНСАТОР-ЭЛЕКТРОГЕНЕРАТОР
КАПИЛЛЯРНЫЙ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЙ КОНДЕНСАТОР-ЭЛЕКТРОГЕНЕРАТОР
КАПИЛЛЯРНЫЙ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЙ КОНДЕНСАТОР-ЭЛЕКТРОГЕНЕРАТОР
КАПИЛЛЯРНЫЙ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЙ КОНДЕНСАТОР-ЭЛЕКТРОГЕНЕРАТОР
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 94.
27.01.2013
№216.012.2094

Способ и устройство для утилизации органических компонентов городских и промышленных отдохов

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для переработки и утилизации городских и промышленных отходов органического происхождения. Способ утилизации органических компонентов городских и промышленных отходов включает измельчение и смешивание органических компонентов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473841
Дата охранного документа: 27.01.2013
10.02.2013
№216.012.2433

Полифункциональный ступенчатый вихревой обогреватель

Изобретение относится к газовой промышленности и может быть использовано для обогрева помещений и основного оборудования газораспределительных станций и газораспределительных пунктов путем трансформации энергии давления транспортируемого газа в тепловую. Техническим результатом является...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474769
Дата охранного документа: 10.02.2013
20.03.2013
№216.012.2f51

Способ и устройство для полной утилизации дымовых газов

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в процессах очистки дымовых газов от вредных примесей, а именно для полной утилизации дымовых газов теплогенераторов. Способ полной утилизации дымовых газов включает смешение дымовых газов с озоновоздушной смесью, охлаждение до...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477648
Дата охранного документа: 20.03.2013
10.07.2013
№216.012.54c2

Полифункциональный стеклоблочный воздухоподогреватель

Изобретение относится к теплоэнергетике и может использоваться при нагревании воздуха, подаваемого на горение теплом дымовых газов котельных агрегатов и промышленных печей. Техническим результатом изобретения является повышение надежности и эффективности полифункционального стеклоблочного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487301
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.08.2013
№216.012.5d92

Паротурбинная гелиотеплотрубная установка

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...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489575
Дата охранного документа: 10.08.2013
10.08.2013
№216.012.5dec

Бесшумная теплотрубная система охлаждения

Бесшумная теплотрубная система охлаждения включает источник тепла, закрытый плоский теплотрубный испаритель и конденсатор, снабженные паровыми и жидкостными патрубками, соединенными между собой паропроводом и конденсатопроводом. В испарителе внутренняя поверхность днища покрыта фитилем. В...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489665
Дата охранного документа: 10.08.2013
20.08.2013
№216.012.6163

Теплоэлектрический генератор

Изобретение относится к теплоэлектроэнергетике и может быть использовано в теплогенераторах для одновременного получения тепловой и электрической энергии в одном аппарате. Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение надежности и эффективности теплоэлектрического...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490563
Дата охранного документа: 20.08.2013
20.09.2013
№216.012.6ccd

Теплоэлектрический генератор для автономного энергоснабжения

Изобретение относится к теплоэлектроэнергетике и может быть использовано для обеспечивания тепловой и электрической энергией индивидуальных домов и квартир. Техническим результатом изобретения является повышение надежности и эффективности теплоэлектрического генератора. Технический результат...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493504
Дата охранного документа: 20.09.2013
20.09.2013
№216.012.6ce2

Пластинчатый теплообменник с естественной подачей охлаждающего воздуха

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в теплообменниках без принудительной подачи охлаждающего воздуха. В пластинчатом теплообменнике с естественной подачей охлаждающего воздуха, содержащем кожух, с трубными досками и крышками, между которыми помещен пакет теплообменных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493525
Дата охранного документа: 20.09.2013
27.09.2013
№216.012.6ff6

Комплексный регенеративный роторный воздухоподогреватель

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в процессах очистки дымовых газов от вредных примесей. Техническим результатом, на решение которого направлено изобретение, является упрощение конструкции, уменьшение коррозионного износа металлической набивки путем совмещения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494313
Дата охранного документа: 27.09.2013
Показаны записи 1-10 из 146.
10.01.2013
№216.012.19b0

Устройство для сжигания отходов

Изобретение относится к устройствам для термической переработки мусора, бытовых и промышленных отходов. Технический результат: поддержание при длительной эксплуатации постоянства производительности и снижение энергозатрат на монтажно-демонтажные работы, связанные с очисткой поверхности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472068
Дата охранного документа: 10.01.2013
27.05.2013
№216.012.4378

Способ получения микрокапсул лекарственных препаратов группы цефалоспоринов в конжаковой камеди в диэтиловом эфире

Изобретение относится к области микрокапсулирования лекарственных препаратов группы цефалоспоринов, относящихся к β-лактамным антибиотикам. В способе микрокапсулирования препаратов группы цефалоспоринов в качестве оболочки микрокапсул используется конжаковая камедь, получение микрокапсул...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482849
Дата охранного документа: 27.05.2013
27.06.2013
№216.012.5205

Способ и устройство инвариантной идентификации отпечатков пальцев по ключевым точкам

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть применено в автоматических дактилоскопических идентификационных системах на базе специализированных электронных вычислительных машин. Техническим результатом является создание специализированного вычислительного устройства для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486590
Дата охранного документа: 27.06.2013
20.07.2013
№216.012.5791

Свеклонасос

Изобретение относится к насосостроению и может быть использовано в сахарной промышленности. Свеклонасос содержит корпус с патрубками и консольно установленное на валу рабочее колесо. На внутренней поверхности корпуса и поверхностях колеса размещены покрытия из эластичного материала. Изогнутая...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488025
Дата охранного документа: 20.07.2013
27.07.2013
№216.012.58f6

Способ получения микрокапсул риванола в водорастворимых полимерах

Изобретение относится к области микрокапсулирования лекарственных препаратов на примере риванола, который может быть использован в качестве противомикробного, противогрибкового препарата наружного применения. Способ получения микрокапсул риванола в водорастворимом полимере, представляющем собой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488395
Дата охранного документа: 27.07.2013
10.08.2013
№216.012.5d92

Паротурбинная гелиотеплотрубная установка

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...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489575
Дата охранного документа: 10.08.2013
20.08.2013
№216.012.6163

Теплоэлектрический генератор

Изобретение относится к теплоэлектроэнергетике и может быть использовано в теплогенераторах для одновременного получения тепловой и электрической энергии в одном аппарате. Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение надежности и эффективности теплоэлектрического...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490563
Дата охранного документа: 20.08.2013
20.09.2013
№216.012.6ce2

Пластинчатый теплообменник с естественной подачей охлаждающего воздуха

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в теплообменниках без принудительной подачи охлаждающего воздуха. В пластинчатом теплообменнике с естественной подачей охлаждающего воздуха, содержащем кожух, с трубными досками и крышками, между которыми помещен пакет теплообменных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493525
Дата охранного документа: 20.09.2013
27.09.2013
№216.012.6ff6

Комплексный регенеративный роторный воздухоподогреватель

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в процессах очистки дымовых газов от вредных примесей. Техническим результатом, на решение которого направлено изобретение, является упрощение конструкции, уменьшение коррозионного износа металлической набивки путем совмещения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494313
Дата охранного документа: 27.09.2013
27.10.2013
№216.012.7865

Способ получения микрокапсул

Изобретение относится к области микрокапсулирования лекарственных препаратов, витаминов, гербицидов, ароматизаторов и полисахаридов. Получение микрокапсул осуществляется физико-химическим способом осаждения нерастворителем с использованием бензола в качестве осадителя. Изобретение обеспечивает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496483
Дата охранного документа: 27.10.2013

Похожие РИД в системе

+ добавить свой РИД