×
19.04.2019
219.017.2fad

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ ЭНЕРГИЮ

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
0002379820
Дата охранного документа
20.01.2010
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.

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 41-50 из 101.
11.03.2019
№219.016.d8eb

Преобразователь энергии ветра в электрическую энергию

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для преобразования энергии ветра, действующего на привязной летательный аппарат, с передачей механической работы на рабочий орган, совершающий колебательное движение. Пустотелый летательный аппарат выполнен легче воздуха и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002380569
Дата охранного документа: 27.01.2010
11.03.2019
№219.016.dc7a

Устройство для контроля гранулометрического состава кусковых материалов

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в системах управления технологическими процессами. Устройство содержит: генератор электромагнитных колебаний; передающую и приемную рупорные антенны; усилитель; элемент ортогональной поляризации, выполненный в виде...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002404426
Дата охранного документа: 20.11.2010
15.03.2019
№219.016.e074

Способ управления движением корабля по глубине

Изобретение относится к области судовождения и касается автоматического управления движением корабля без хода в вертикальной плоскости. Способ базируется на двух этапах программного управления с использованием датчика и задатчика глубины, блока задания, в котором формируют заданный сигнал...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002392183
Дата охранного документа: 20.06.2010
15.03.2019
№219.016.e07f

Способ измерения сопротивлений, индуктивностей и емкостей и устройства для его реализации

Группа изобретений относится к области измерительной техники. Последовательно осуществляют три такта измерения частоты колебаний при различной конфигурации частотно-зависимой цепи. Причем в первом такте формируют измеряемую величину , где Z- первый эталонный пассивный электрический элемент,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002395099
Дата охранного документа: 20.07.2010
15.03.2019
№219.016.e0ff

Устройство для оценки выполнения научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для оценки выполнения научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ (НИОКР) с целью их объективной оценки в целом и по стадиям процесса. Техническим результатом изобретения является повышение точности оценки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002452018
Дата охранного документа: 27.05.2012
15.03.2019
№219.016.e111

Автоматизированная многофункциональная система анализа изображений объектов

Изобретение относится к области систем компьютерной обработки и анализа изображений разнотипных объектов. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей системы, снижение себестоимости использования системы, повышение скорости и точности обработки и анализа изображений...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002408931
Дата охранного документа: 10.01.2011
15.03.2019
№219.016.e14d

Способ управления сближением корабля с подвижной целью

Изобретение относится к области судовождения. Способ управления сближением корабля с целью базируется на использовании системы автоматического управления движением корабля по путевому углу. Величина заданного значения путевого угла формируется как угол пеленга (азимута) - φ плюс приращение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002467917
Дата охранного документа: 27.11.2012
20.03.2019
№219.016.e777

Способ определения физических свойств жидкостей или газов

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использованы для высокоточного определения различных физических свойств (плотности, концентрации, смеси веществ, влагосодержания и др.) веществ (жидкостей, газов), находящихся в емкостях (технологических резервуарах,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002415409
Дата охранного документа: 27.03.2011
20.03.2019
№219.016.e8e9

Способ формирования поступательного движения якоря с электромагнитным приводом

Изобретение относится к электротехнике, к электромагнитным приводам, которые могут быть в составе коммутационных аппаратов и в других электромагнитных системах, в которых требуется получить большой ход движения якоря. В частности, предложенный привод может быть использован в электромагнитных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002436222
Дата охранного документа: 10.12.2011
20.03.2019
№219.016.e8ea

Магниторезистивный датчик

Изобретение относится к области магнитных датчиков и может быть использовано в тахометрах, устройствах неразрушающего контроля, датчиках перемещения, датчиках для измерения постоянного и переменного магнитного поля, электрического тока. Магниторезистивный датчик содержит подложку с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002436200
Дата охранного документа: 10.12.2011
Показаны записи 41-50 из 52.
19.04.2019
№219.017.3208

Устройство защиты электроустановок от перегрева

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам защиты различных потребителей электроэнергии от тепловой перегрузки при повышенных токах или повышении температуры защищаемого корпуса изделия. Технический результат - обеспечение защиты различных потребителей электроэнергии от...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002456730
Дата охранного документа: 20.07.2012
19.04.2019
№219.017.320d

Способ защиты электроустановок от перегрева

Изобретение относится к электротехнике, а именно к способам защиты потребителей электроэнергии от тепловой перегрузки. Технический результат - обеспечение защиты потребителей электроэнергии от тепловой перегрузки без разрыва контактов в цепи управления В устройстве, демонстрирующем предложенный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002456731
Дата охранного документа: 20.07.2012
29.04.2019
№219.017.42ae

Способ передачи электрической энергии в трехфазной системе на расстояние

Использование: в электроэнергетике для передачи больших потоков энергии на большие расстояния. Технический результат заключается в повышении КПД передачи и уменьшении полосы отчуждения. В начале линии в цепи фазы А формируют линию задержки со сдвигом сигнала во времени, равным 2/3f, в начале...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002307438
Дата охранного документа: 27.09.2007
29.04.2019
№219.017.44bb

Гидравлический вариатор с высоким передаточным числом

Изобретение относится к объемным гидравлическим передачам вращательного движения и может быть использовано, в частности, в коробках перемены передач в транспортных системах. Гидравлический вариатор состоит из гидронасоса и гидродвигателя. Гидронасос имеет всасывающий (1) и нагнетательный (2)...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002451851
Дата охранного документа: 27.05.2012
20.05.2019
№219.017.5d34

Привязной аэростат

Изобретение относится к области летно-подъемных радиотехнических средств. Привязной аэростат содержит двояковыпуклую оболочку 1 с легким газом, контейнер 11 с аппаратурой, тросовой разводкой 12 и ветропривод с электрическим генератором, питающим аппаратуру в контейнере. Привязной аэростат...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002688115
Дата охранного документа: 17.05.2019
09.06.2019
№219.017.79eb

Способ извлечения пакера

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к извлечению эксплуатационных пакеров из газовых и газоконденсатных скважин со сложным многопрофильным стволом, в том числе и с наклонно-направленным. Способ включает спуск во внутреннюю полость лифтовой колонны инструмента...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002311523
Дата охранного документа: 27.11.2007
29.06.2019
№219.017.9f64

Способ образования волн движущих сил в колесном транспортном средстве и универсальный колесный вездеход, его реализующий

Изобретения относятся к способу образования волн движущих сил в колесном транспортном средстве и к универсальному колесному вездеходу. Способ заключается в формировании не менее четырех колесных пар, последовательно расположенных на расстоянии L друг от друга. Волны движущих сил образуют путем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002425774
Дата охранного документа: 10.08.2011
10.07.2019
№219.017.ad00

Устройство для преобразования тепловой энергии в электрическую энергию

Устройство предназначено для прямого преобразования тепловой энергии в электрическую энергию. Устройство содержит генератор электрической энергии и нагреваемые элементы, выполненные из магнитно-мягкого материала с пониженной точкой Кюри и являющиеся составной частью Ф-образной магнитной цепи,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002382479
Дата охранного документа: 20.02.2010
10.07.2019
№219.017.af9c

Индукторный генератор с торцевым возбуждением

Изобретение относится к области электротехники, а именно к индукторным генераторам, и может быть использовано для выработки электрической энергии при вращении ротора, в частности для получения постоянного, однофазного и трехфазного переменного тока нормальной и повышенной частоты. Технический...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002454775
Дата охранного документа: 27.06.2012
13.07.2019
№219.017.b3e5

Способ преобразования кинетической энергии ветра

Изобретение относится к области энергетики и касается преобразования энергии ветра в другие виды энергии. Способ преобразования кинетической энергии ветра, воздействующего на привязной летающий аппарат, с передачей механической мощности на рабочий орган, расположенный на земле, заключается в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002379545
Дата охранного документа: 20.01.2010
+ добавить свой РИД