19.04.2019
219.017.2fad

СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ ЭНЕРГИЮ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002379820
Дата охранного документа
20.01.2010
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение может быть использовано в электрических машинах для прямого преобразования тепловых эффектов в электричество. Замкнутый магнитопровод содержит обмотку возбуждения, получающую питание от источника постоянного тока, и вставку, выполненную из ферромагнитного материала, обладающего теплотой фазового перехода второго рода, при котором материал теряет свои магнитные свойства, с пониженной точкой Кюри, например пермаллой, точка Кюри которого равна 70°С. Эту вставку подвергают нагреву до температуры, при которой она теряет свои магнитные свойства; затем эту вставку охлаждают до температуры, при которой ее магнитные свойства восстанавливаются, процесс нагрева и охлаждения протекает в виде чередующихся циклов. В результате в магнитопроводе происходит периодическое изменение магнитного потока, что приводит к появлению ЭДС в обмотке, охватывающей магнитопровод. Изобретение обеспечивает прямое преобразование тепла в электричество и высокий КПД преобразования. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к электрическим машинам, в которых производится прямое преобразование тепловых эффектов в другой вид энергии.

Известен способ преобразования тепловой энергии в механическую с использованием эффекта Пельтье (патент РФ № 2298278, МПК Н02N 10/00 «Электрический двигатель», опубликован 27.04.2007).

Недостаток известного способа заключается в том, что для его осуществления используется сложная система преобразования с большим числом механических элементов, что приводит к низкой надежности устройств, реализующих данный способ.

Известен также способ преобразования тепловой энергии в механическую с использованием эффекта Пельтье, в котором электрическая энергия сначала преобразуется в тепловую с последующим переводом тепловой энергии в механическую (патент РФ № 2302072, МПК Н02N 10/00 «Электрический привод (варианты)», опубликован 27.06.2007).

Известный способ преобразования характеризуется несколько более простой кинематической схемой и, по нашему мнению, устройства, выполненные по данному способу, имеют более высокую надежность.

Однако известному способу свойственны недостатки, которые заключаются в двойном преобразовании энергии, что понижает КПД системы в целом.

Задачей изобретения является создание способа прямого преобразования тепловой энергии в электрическую энергию при отсутствии каких-либо механических звеньев.

Дополнительно решается задача по повышению КПД преобразования.

Указанная задача решается за счет того, что в способе преобразования тепловой энергии в электрическую энергию формируют замкнутую магнитную цепь, в которой выполняют ферромагнитную вставку, обладающую температурой фазового перехода второго рода, при котором материал теряет свои магнитные свойства при нагревании, в магнитной цепи создают постоянное магнитное поле, подвергают ферромагнитную вставку нагреву до состояния, при котором она теряет свои магнитные свойства с последующим охлаждением до состояния, при котором магнитные свойства вставки восстанавливаются, полученные за счет последовательных циклических нагревов и охлаждений изменения магнитного поля в замкнутой магнитной цепи используют для изменения величины магнитного поля и генерирования электрической энергии.

В варианте технического решения магнитную вставку выполняют с пониженной точкой Кюри.

В варианте технического решения замкнутую магнитную цепь выполняют из трех ветвей, постоянное магнитное поле создают в центральной ветви, ферромагнитные вставки выполняют в крайних ветвях магнитопровода, в которых и производят поочередные взаимо противоположные циклические нагревы и охлаждения.

Предложенный способ позволяет получать в приемнике (электромагнитной катушке, намотанной на сердечник) знакопеременные импульсы ЭДС, которые после выпрямления и последующего преобразования используют для получения электрической энергии. При этом конструкция устройства, выполненного по данному способу, предельно проста и не содержит каких-либо подвижных кинематических звеньев.

Выполнение магнитной вставки с пониженной точкой Кюри позволяет сократить потери при циклических нагревах и охлаждениях.

Выполнение замкнутой магнитной цепи из трех ветвей, в которых магнитное поле создают в центральной ветви, ферромагнитных вставок - в крайних ветвях магнитопровода и поочередное осуществление взаимо противоположных циклических нагревов и охлаждений ферромагнитных вставок позволяют повысить эффективность получения электрической энергии.

Заявленное изобретение иллюстрируется фигурами.

На фиг.1 представлена принципиальная схема устройства, реализующего данный способ.

На фиг.2 показан пример применения.

Устройство, реализующее предложенный способ, по преобразованию тепловой энергии в электрическую энергию выполнено следующим образом. Замкнутый магнитопровод 1 (фиг.1) содержит обмотку возбуждения 2, получающую питание от источника постоянного тока (не показан), создающую постоянное поле и формирующую магнитный поток в магнитопроводе. В магнитопроводе 1 имеется вставка 3, выполненная из ферромагнитного материала, обладающего способностью образовывать фазовый переход второго рода, при котором материал теряет свои магнитные свойства при нагревании, с пониженной точкой Кюри. В качестве такого материала может служить, например пермаллой, имеющий температуру фазового перехода, при которой он теряет свои магнитные свойства при пониженной точке Кюри (около 70°С). На магнитопровод намотана обмотка возбуждения 4.

Способ реализуется следующим образом. Вставку 3 подвергают нагреву до температуры, при которой она теряет свои магнитные свойства. Затем эту вставку охлаждают до температуры, при которой магнитные свойства вставки 3 восстанавливаются. Этот процесс нагрева и охлаждения обеспечивают в виде чередующихся циклов. В результате этих циклов в магнитопроводе 1 происходят периодические изменения магнитного потока, что приводит к появлению ЭДС в обмотке 4. При изменении магнитного поля Ф в обмотке 4, согласно закону Максвелла, будет генерироваться э.д.с. в соответствии с формулой:

е=w×dФ/dt,

где w - число витков обмотки 4, dФ/dt - изменение магнитного поля. Полученную, таким образом, э.д.с. можно использовать как источник электрической энергии.

В варианте технического решения замкнутую магнитную цепь выполняют из трех ветвей, постоянное магнитное поле создают в центральной ветви, ферромагнитные вставки выполняют в крайних ветвях магнитопровода, в которых и производят поочередные взаимо противоположные циклические нагревы и охлаждения.

Пример применения. Два одинаковых замкнутых магнитопровода 1 и 1' имеют общую обмотку возбуждения 2 (фиг.2), которая охватывает смежные ветви магнитопроводов. По обмотке 2 протекает постоянный ток, создающий магнитные поля в указанных магнитопроводах. В свою очередь магнитопроводы 1 и 1' содержат ферромагнитные вставки 3 и 3' с пониженной точкой Кюри, обладающие способностью образовывать тепловой фазовый переход. На магнитопроводах имеются приемные обмотки соответственно 4 и 4'. Источником циклических нагревов и охлаждений является воздушный насос 5, поршень которого 6 приводит возвратно-поступательное движение от внешнего привода на (не показан). Насос 5 имеет две замкнутые камеры 7 и 8, разделенные поршнем 6. Камеры с помощью шлангов 9 и 10 механически связаны с вставками соответственно 3 и 3'. Знакопеременный цикл нагрева и охлаждения формируется за счет циклического возвратно-поступательного движения поршня 6. В результате чего имеет место периодическое сжатие и разрежение в камера 7 и 8. В камере, где воздух сжимается, происходит нагревание воздуха, а в камере с разрежением происходит охлаждение воздуха. Через шланги 9 и 10 эта температура передается на соответствующие вставки. Эти циклы и вызывают соответственно поочередный нагрев и охлаждение вставок 3 и 3'. За счет этих циклических нагревов периодически и меняется магнитное состояние в магнитопроводах. Следствием этих изменений является вариация магнитного потока в магнитопроводах 1 и 1' и появление э.д.с. в обмотках. 4 и 4'. Полученное напряжение выпрямляется в выпрямителях 11 и 12 и поступает потребителю электрической энергии. При этом, насос должен иметь охладитель (не показан), предупреждающий постепенное повышение средней температуры в камерах насоса из-за потерь на трение. Насос может быть сочленен, например, с поршневой системой одного из цилиндров двигателя внутреннего сгорания. Очевидно, что ветви магнитопровода, в котором имеется обмотка возбуждения 2, могут быть объединены в одну ветвь.

Предлагаемое изобретение может найти широкое применение для преобразования тепловой энергии в электрическую энергию в устройствах, в которых происходят циклические процессы с нагревом и охлаждением. Особенность способа состоит в том, что в системе генерации электроэнергии отсутствуют подвижные кинематические звенья, что способствует высокому КПД системы и высокой ее надежности.

Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 101.
20.01.2013
№216.012.1d86

Устройство для измерения уровня диэлектрической жидкости в емкости

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного определения уровня диэлектрической жидкости, находящейся в какой-либо емкости. В частности, оно может быть применено для измерения уровня нефтепродуктов, сжиженных газов и др. Сущность: устройство содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473052
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.01.2013
№216.012.1d88

Способ измерения уровня вещества в открытой металлической емкости

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения уровня вещества (жидкости, сыпучего вещества) в различных открытых металлических емкостях. Сущность: в способе измерения уровня вещества в открытой металлической емкости предварительно в верхней незаполняемой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473054
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.01.2013
№216.012.1d89

Способ измерения уровня жидкости в емкости

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения уровня жидкости в различных открытых и замкнутых металлических емкостях. В частности, оно может быть применено для определения уровня жидкого металла в технологических емкостях металлургического производства. Способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473055
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.01.2013
№216.012.1d8a

Способ определения уровня жидкости в емкости

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного определения уровня жидкости, находящейся в каком-либо резервуаре. В частности, оно может быть применено для измерения уровня нефтепродуктов, сжиженных газов и др. Предлагается способ определения уровня...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473056
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.01.2013
№216.012.1d95

Способ диагностирования двигателя внутреннего сгорания

Изобретение относится к испытаниям и диагностике двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Способ диагностирования ДВС заключается в возбуждении в камере сгорания электромагнитных колебании фиксированной длины волны и определении амплитуды принимаемого сигнала. При проведении диагностирования...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473067
Дата охранного документа: 20.01.2013
27.01.2013
№216.012.205c

Способ комплексного использования попутного нефтяного газа

Предлагаемое изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть применено для утилизации попутного нефтяного газа. Способ осуществляют следующим образом. После запуска газовой турбины в турбину сжатия подают воздух и попутный нефтяной газ. Сжатые газ и воздух направляют в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473785
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.01.2013
№216.012.20c3

Способ определения состояния поверхности дороги

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено для определения состояния поверхности дорожного полотна, на котором возможно образование слоя воды, снега или льда. Сущность: в поверхностный слой контролируемого участка дороги встраивают резонатор с изменяющейся в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473888
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.01.2013
№216.012.20c4

Способ измерения физической величины

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного определения различных физических величин. К их числу относятся механические величины, геометрические параметры объектов, физические свойства веществ и др. К ним же относятся также электрофизические,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473889
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.01.2013
№216.012.210b

Способ нахождения максимальных повторяющихся участков последовательности символов конечного алфавита и способ вычисления вспомогательного массива

Изобретение относится к компьютерной обработке цифровых данных, точнее к способам сжатия массивов цифровой информации путем нахождения совпадающих фрагментов последовательности данных. Техническим результатом является уменьшение количества памяти, требующейся для представления всех максимальных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473960
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.01.2013
№216.012.215d

Способ получения электрической энергии от маломощных источников электропитания

Изобретение относится к электротехнике, а именно к способам получения электрической энергии от маломощных источников электропитания, например пьезоэлементов, вмонтированных в поверхность, по которой перемещаются подвижные объекты. Технический результат изобретения состоит в обеспечении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474042
Дата охранного документа: 27.01.2013
Показаны записи 1-10 из 52.
27.01.2013
№216.012.205c

Способ комплексного использования попутного нефтяного газа

Предлагаемое изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть применено для утилизации попутного нефтяного газа. Способ осуществляют следующим образом. После запуска газовой турбины в турбину сжатия подают воздух и попутный нефтяной газ. Сжатые газ и воздух направляют в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473785
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.01.2013
№216.012.215d

Способ получения электрической энергии от маломощных источников электропитания

Изобретение относится к электротехнике, а именно к способам получения электрической энергии от маломощных источников электропитания, например пьезоэлементов, вмонтированных в поверхность, по которой перемещаются подвижные объекты. Технический результат изобретения состоит в обеспечении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474042
Дата охранного документа: 27.01.2013
20.03.2013
№216.012.2f84

Прямоточный движитель для водного транспорта

Изобретение относится к судостроению и может быть использовано в качестве движителя для судов различного назначения. Прямоточный движитель для водного транспорта содержит трубопроводы и устройство, создающее струю воды за счет формирования в трубопроводе бегущих водяных волн. Трубопроводы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477699
Дата охранного документа: 20.03.2013
27.05.2013
№216.012.44fe

Способ утилизации энергии сжатого газа

Способ предназначен для утилизации энергии, запасенной в сжатом газе, например в метане, в виде получения электрической энергии и холода за счет понижения начального давления газа, пропускаемого по магистрали газопровода. Способ предусматривает использование двух объемно-роторных лопастных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483239
Дата охранного документа: 27.05.2013
20.05.2014
№216.012.c405

Инерционный магнитоэлектрический генератор

Изобретение относится к электротехнике и может служить автономным источником питания для различных систем. Технический результат состоит в получении высоких удельных показателей генерации электрических сигналов с величиной, достаточной для электропитания различных электротехнических устройств...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515940
Дата охранного документа: 20.05.2014
10.07.2014
№216.012.dc1c

Флажковый ветрогенератор

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Флажковый ветрогенератор содержит ветроприемник, выполненный в виде струн, расположенных в ветровом потоке между стойками, преобразователь колебаний струн в полезную энергию. Струны, натянутые между стойками, содержат навешанные на них полотнища...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522126
Дата охранного документа: 10.07.2014
10.07.2014
№216.012.dc1f

Способ преобразования энергии ветра в полезную энергию

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Способ преобразования энергии ветра в полезную энергию путем воздействия на струны набегающего потока воздуха. Колебания струн под действием потока воздуха усиливают за счет увеличения их поверхности путем навешивания на них полотнищ....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522129
Дата охранного документа: 10.07.2014
20.10.2014
№216.012.fe4e

Устройство для утилизации энергии природного сжатого газа

Изобретение относится к устройству для утилизации энергии сжатого газа. Устройство содержит каскады низкого и высокого давления, блок измерения расхода газа, радиатор, средства для регулирования температуры газа, поступающего потребителю, основной теплообменник, холодильную камеру, потребитель...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002530958
Дата охранного документа: 20.10.2014
10.04.2015
№216.013.393d

Индукторный электрогенератор с гибким статором

Изобретение относится к электротехнике, к получению электрической энергии при колебании различных механических деталей относительно друг друга и может быть использовано для генерирования переменного тока при колебании некоторых узлов транспортных средств, в частности рессор или других элементов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002546141
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.04.2015
№216.013.3942

Способ получения электрической энергии в индукторном генераторе с гибким статором

Изобретение относится к электротехнике, к получению электрической энергии при колебании различных механических устройств и может быть использовано, в частности, для генерирования переменного тока при колебании некоторых узлов транспортных средств, в частности рессор или других элементов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002546146
Дата охранного документа: 10.04.2015

Похожие РИД в системе