ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ РАССЕЯННОЙ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ АТМОСФЕРЫ В МЕХАНИЧЕСКУЮ ЭНЕРГИЮ

1. Полезная модель относится к области энергетики и может быть использована как первичный источник энергии.
2. Аналогом заявляемого устройства является «Установка для преобразования энергии воздушных потоков» (патент РФ №2124142 от 27 декабря 1998 года), содержащая трехступенчатую систему концентрации и ускорения набегающих воздушных потоков и турбину, предназначенную для преобразования кинетической энергии воздушных потоков в механическую энергию.
3. Признаками аналога, общими с заявляемым устройством, являются концентраторы набегающих воздушных потоков, выполненные в виде конфузоров, и рабочая турбина, преобразующая кинетическую энергию разогнанного потока воздуха в механическую энергию.
4. Причиной, препятствующей достижению необходимого технического результата, является конструктивная сложность установки, зависимость производства энергии от наличия и направления ветра, а также возникновение в первичном контуре конфузора скачков уплотнения, существенно снижающих коэффициент преобразования рассеянной тепловой энергии в кинетическую энергию ускоренного потока воздуха.
5. Прототипом заявляемой полезной модели может являться ветровая энергетическая установка (пат. РФ №1783144, F 03 D 3/04), содержащая несколько воздуховодов, сведенных в один конфузор, ускоряющий набегающий поток ветра, рабочую турбину, кинематически связанную с преобразователем энергии и воздухоотводное устройство, в виде диффузора с поворотными выходными патрубками.
6. Признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками заявляемой полезной модели, являются концентраторы набегающих воздушных потоков, выполненные в виде конфузора, и рабочая турбина, преобразующая кинетическую энергию разогнанного потока воздуха в механическую энергию.
7. Причиной, препятствующей достижению необходимого технического результата, является зависимость от наличия ветра, наличие воздушных уплотнений в полости конфузора, неполное преобразование рассеянной тепловой энергии атмосферы в механическую.
8. Задачей предлагаемой полезной модели является преобразование рассеянной тепловой энергии атмосферного воздуха в механическую энергию, путем создания управляемого процесса ускорения потока воздуха, увеличения его кинетической энергии за счет рассеянной теплоты
атмосферного воздуха и устранения уплотнений в узкой части входного конфузора.
9. Технический результат предлагаемой полезной модели достигается за счет принудительного нагнетания заданного количества атмосферного воздуха с заданной скоростью в полость входного конфузора посредством нагнетательной турбины, связанной приводом с электродвигателем; воспринимающей турбины, кинематически связанной с электрическим генератором, и вытяжной турбины, компенсирующей уплотнения воздушного потока входного конфузора.
10. Для достижения технического результата в предлагаемом преобразователе рассеянной тепловой энергии атмосферы в механическую, содержащем нагнетательную турбину, входной конфузор-ускоритель нагнетаемого потока, осевую воспринимающую (рабочую) турбину, кинематически объединенную с электрическим генератором, а также вытяжную турбину, причем нагнетательная турбина и вытяжная турбина работают в синхронном режиме мощности, нейтрализуя возникающие уплотнения во входном конфузоре, при этом, поток воздуха достигает наибольшей концентрации кинетической энергии и воспринимающая турбина развивает максимальную мощность, существенно превышающую суммарную мощность затрат нагнетательной и вытяжной турбин, необходимую для создания заданного потока воздуха в активной зоне преобразователя.
11. Сравнивая предлагаемое устройство с прототипом видно, что оно содержит новые признаки, то есть соответствует критерию «новизна». Проводя сравнение с аналогами видно, что предлагаемое устройство соответствует критерию «существенные отличия», так как в аналогах нигде не обнаружены новые признаки заявляемого преобразователя рассеянной тепловой энергии атмосферы в механическую.
12. Сущность полезной модели поясняется чертежами.
На чертеже №1 цифрами обозначены:
1. Электродвигатель нагнетательной турбины
2. Опора электродвигателя нагнетательной турбины
3. Нагнетательная турбина
4. Входной конфузор
5. Опора подшипника рабочей турбины
6. Рабочая турбина
7. Электрический генератор
8. Опора генератора
9. Вытяжная турбина
10. Электродвигатель вытяжной турбины
11. Опора электродвигателя вытяжной турбины
13. Предлагаемая полезная модель работает следующим образом:
Нагнетательная турбина (3), работая синхронно с вытяжной турбиной (9) разгоняет воздушный поток в узкой части конфузора и вращает рабочую турбину (6), кинематически связанную с электрическим мотор-генератором. Вследствие этого суммарная энергия, затраченная нагнетательной турбиной и вытяжной турбиной для создания заданного воздушного потока, приращенная сконцентрированной рассеянной теплотой нагнетаемого воздуха преобразуется в кинетическую энергию, используемую рабочей турбиной для производства механической и электрической энергии.
14. Рабочая турбина может быть любого типа или конструкции. позволяющей максимально эффективно использовать полученную кинетическую энергию потока.
15. Нагнетательная и вытяжная турбины используют внешний источник питания до момента достижения рабочей турбиной достаточной мощности для перехода на режим рекуперации и покрытия собственных нужд потребления из выработанной мотор-генератором рабочей турбины электроэнергией.
16. Скорость потока воздуха в области воспринимающей (рабочей) турбины обратнопропорциональна соотношению ометаемой площади нагнетательной турбины и ометаемой площади рабочей турбины.
17. Преимуществом предлагаемой полезной модели является ее автономность, высокая энергонасыщенность при малых размерах, экологическая безопасность, возможность установки в непосредственной близости к жилым зданиям (крыши домов), конструктивная простота и низкая стоимость энергетического комплекса.