Поплавковая энергетическая установка

(72) А.И.Иван Бюл, М 1 проблем шиностроения АН ский, В.В.Соловей и С.Г,С ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗОБ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРМ 1343096, кл. Е 03 6 7/04, 1985.(54) ПОПЛАВКОВАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТА НО В КА(57) Устройство относится к гидроэнергетике. Цель изобретения - повышение мощности установки, Поставленная цель достигается тем, что установка снабжена блоком 11 управления, фиксирующим механизмом с горизонтальным штоком 10, трубопроводом 3 с электромагнитным клапаном 4, дополнительной тягой 6, двумя упорами 12, 13, зубчатым сектором и муфтой 17 свободного хода. При этом стенки емкости 5 выполнены из эластичного газонепроницаемого материала, ее внутренняя полость подключена к камере 1 при помощи трубопровода 3, верхний торец соИзобретение относится к энергетике и может быть использовано для получения электроэнергетики с использованием низкопотенциальной теплоты,Известна установка для преобразования тепловой энергии в механическую, содержащая опору, коромысло, шарнирно прикрепленное к опоре в средней части, камеру, заполненную термочувствительным рабочим телом и шарнирно прикрепленную при помощи тяги к концу коромысла,и элекединен с камерой 1 дополнительной тягой 6, упоры 12,13 прикреплены к тягам,14, 6 - один над камерой 1, другой - над емкостью 5, фиксирующий механизм установлен на опоре 9 с возможностью взаимодействия его штока 10 с упорами 12, 13, зубчатый сектор прикреплен к другому концу коромысла и кинематически связан с валом 15 электрогенератора 18 при помощи муфты 17 свободного хода, а блок 11 управления электрически связан с фиксирующим механизмом и электромагнитным клапаном 4. Кроме того, термочувствительное рабочее тело выполнено в виде металлогидрида, а внутренняя полость емкости 5 заполнена водородом. Кроме того, установка снабжена вертикальными 3 направляющими 8 и жестким каркасом 7, первые прикреплены к опоре 9 и расположены вокруг камеры 1, а последний закреплен вокруг емкости 5. Широкое применение устройство может найти в энергетике для получения электроэнергии с использованием низкопотенциальной теплоты водоемов, питаемых геотермальными водами или во дами, сбрасываемыми промышленными (гд предприятиями, 2 з,п. ф-лы, 1 ил.й О трогенератор (см. авт.св. М 1343096, опублик. 07.10.87, БИ %37, кл. Р 03 8 7/04).Недостатком известной установки является необходимость использования вторичного энергоносителя - потока жидкости, что обусловливает потери энергии в гидроцилиндре на трение в поршневой паре, на дросселирование жидкости через клапан между насосной камерой и гидроаккумулятором, а также при преобразовании энергии в гидравлической машине.Цель изобретения - повышение мощности установки.Поставленная цель достигается тем, что известная установка преобразования тепловой энергии в механическую, содержащая опору, коромысло, шарнирно прикрепленное к опоре в средней части, камеру, заполненную термочувствительным рабочим телом и шарнирно прикрепленную при помощи тяги к концу коромысла, емкость, расположенную под камерой, и электрогенератор, снабжена блоком управления, фиксирующим механизмом с горизонтальным штоком, трубопроводом с электромагнитным клапаном, дополнительной тягой, двумя упорами, зубчатым сектором и муфтой свободного хода, При этом стенки емкости выполнены из эластичного газонепроницаемого материала, ее внутренняя полость подключена к камере при помощи трубопровода, верхний торец соединен с камерой дополнительной тягой, упоры прикреплены к тягам один над камерой, другой - над емкостью, фиксирующий механизм установлен на опоре с возможностью взаимодействия его штока с упорами, зубчатый сектор прикреплен к другому концу коромысла и кинематически связан с валом электрогенератора при помощи муфты свободного хода, а блок управления электрически связан с фиксирующим механизмом и электромагнитным клапаном.Термочувствительное рабочее тело выполнено в виде металлогидрида, а внутренняя полость емкости заполнена водородом,Установка снабжена вертикальными направляющими и жестким каркасом, первые прикреплены к опоре и расположены вокруг камеры, а последний закреплен вокруг емкости.На чертеже представлена схема установки,Установка содержит корпус 1 с размещенным в ней термочувствительным рабочим телом, выполненным в виде металлогидрида 2, например 1 аЮьН, и имеющей корпус с развитыми наружной и внутренней поверхностями, обеспечивающими эффективный теплообмен металлогидрида 2 с внешней средой. Посредством трубопровода 3 с электромагнитным клапаном 4 камера 1 сообщена с емкостью 5, стенки которой выполнены из эластичного газонепроницаемого материала, Емкость 5 механически жестко связана с камерой 1 дополнительной тягой 6 и размещена в жестком каркасе 7, выполненном, например, в виде тонкостенного цилиндра из крупноячеистого нержавеющего материала.Камера 1 с емкостью 5 способны совершать возвратно-поступательное движение 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 в вертикальном направлении между двумя крайними положениями вдоль направляющих 8, неподвижно укрепленных на опоре 9.Для фиксации камеры 1 в одном из крайних положений на опоре 9 установлен фиксирующий механизм с горизонтальным штоком 10 с возможностью взаимодействия последнего с упорами 12 и 13, прикрепленными к тягам 14 и 6 и установленными над камерой 1 и емкостью 5.Шток 10 фиксирующего механизма приводится в движение исполнительным механизмом (например соленоидом) по команде блока 11 управления.Блок 11 управления представляет собой электронное устройство, задающее временной режим работы в зависимости от параметров воды и воздуха, и может быть выполнен на базе малогабаритных микропроцессорных приборов автоматического регулирования и управления, например "Теплар".Возвратно-поступательное движение камеры 1 и емкости 5 преобразуется во вращательное движение вала 15 с помощью механизма 16 преобразования (коромысло, зубчатый сектор, муфта 17 свободного хода) и передается ротору электрогенератора 18.Поплавковая энергетическая установка работает следующим образом,Пусть в исходном состоянии камера 1 с емкостью 5 находится в верхнем крайнем положении, опираясь нижним упором 13 на шток 10. При этом камера 1 с обедненным металлогидридом расположена над поверхностью воды (температура воздуха Т), а емкость 5, наполненная водородом, в воде (температура воды ТгТ 1). При открытом электромагнитном клапане 4 (клапан открывается по команде блока 11 управления одновременно с установкой камеры 1 на упор 13) водород из емкости 5 поступает в камеру 1 и сорбируется металлогидридом, При этом выделяется теплота фазового перехода отбирается окружающим воздухом.Камера 1 находится в крайнем верхнем положении до полного опорожнения емкости 5. При достижении нулевого объема емкости 5 по команде блока 11 управления перекрывается электромагнитный клапан 4, шток 10 отводится, и камера 1 под собственной тяжестью опускается вдоль направляющих 8, совершая холостой ход, и устанавливается в нижнем крайнем положении, фиксируясь с помощью верхнегоупора 12 на вновь выдвинутом штоке 10. В этом положении камера 1 полностью погружена в воду. Поскольку температура воды превышает температуру камеры 1, происходит нагрев металлогидрида 2. В результате подвода1731979 45 50 теплоты к металлогидриду осуществляется десорбция водорода, который направляется через вновь открытый в момент установки поплавкового узла на верхний упор 12 электромагнитный клапан 4 в емкость 5.Камера 1 находится в крайнем нижнем положении до полного наполнения водородом емкости 5, диаметральный размер которой ограничен каркасом 7. После этого по команде блока 11 управления клапан 4 перекрывается, и отводится шток 10.Под воздействием гидростатической силы, превышающей собственную массу камеры 1 (1 кг металлогидрида, например 1.аМБНх), выделяет до 180 л водорода), последняя совершает рабочий ход в крайнее верхнее положение вдоль направляющих 8,С помощью механизма 16 преобразования и муфты 17 свободного хода движение камеры 1 и емкости 5 преобразуется во вращательное движение вала 15, которое передается ротору электрогенератора 18.По окончании рабочего хода камера 1 занимает исходное положение, фиксируясь в крайнем верхнем положении на выдвинутом штоке 10 с помощью нижнего упора 13. В дальнейшем рабочий цикл камеры 1 с емкостью 5 повторяется в описанной выше последовательности.Для обеспечения непрерывного вращения ротора электрогенератора устаноВка содержит не менее двух камер с емкостями, связанных с ротором электрогенератора механизмами преобразования движения и совершающих рабочий ход последовательно друг за другом,Формула изобретения1.Поплавковая энергетическая установка, содержащая опору, коромысло, шарнирно прикрепленное к опоре в средней части,камеру, заполненную термочувствительнымрабочим телом и шарнирно прикрепленнуюпри помощи тяги к концу коромысла, ем 5 кость, расположенную под камерой, и электрогенератор, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что,с целью повышения мощности, она снабжена блоком управления, фиксирующим механизмом с горизонтальным штоком,10 трубопроводом с электромагнитным клапаном, дополнительной тягой, двумя упорами,зубчатым сектором и муфтой свободного хода, при этом стенки емкости выполнены изэластичного газонепроницаемого материа 15 ла, ее внутренняя полость подключена к камере при помощи трубопровода, верхнийторец соединен с камерой дополнительнойтягой, упоры прикреплены к тягам один надкамерой, другой - над емкостью, фиксирую 20 щий механизм установлен на опоре с возможностью взаимодействия его штока супорами, зубчатый сектор прикреплен к другому концу коромысла и кинематически связан с валом электрогенератора при помощи25 муфты свободного хода, а блок управленияэлектрически связан с фиксирующим механизмом и электромагнитным клапаном.2. Установка по и. 1, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что термочувствительное рабочее30 тело выполнено в виде металлогидрида, авнутренняя полость емкости заполнена водородом,З,Установка поп,1,отл ич а ю ща яс я тем, что, с целью повышения надежно 35 сти работы, она снабжена вертикальныминаправляющими и жестким каркасом, первые прикреплены к опоре и расположенывокруг камеры, а последний закреплен вокруг емкости.401731979Составитель А.Ивановский Редактор Б.федотов Техред М.Моргентал Корректор Н,Ревска аказ 1565 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 зводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10Л