Устройство для получения электроэнергии

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт тепло- и массообмена им. А.В. Лыкова Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Ковенский Геннадий Исаакович Ковенский Валерий Исаакович Журавская Людмила Петровна(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт теплои массообмена им. А.В. Лыкова Национальной академии наук Беларуси(57) Устройство для получения электроэнергии, содержащее канал с электропроводящим материалом, обмотку и постоянные магниты, отличающееся тем, что канал с электропроводящим материалом выполнен в виде емкости, боковые стенки которой представляют собой дуги окружности, под которой расположен гидроканал с размещенными в нем турбинными колесами, на которых закреплены роторы магнитной системы, расположенные оппозитно, причем полюса каждого из них набраны из постоянных магнитов противоположной полярности и разделены немагнитными прокладками, с противоположным расположением на каждом роторе разноименных полюсов, а в качестве электропроводящего материала использован щелочноземельный металл, в который погружена решетка из изолирующего материала с ячейками. Фиг. 1 Предлагаемое техническое решение относится к области электротехники, в частности к конструкциям синхронных генераторов малой мощности, и может быть использовано на 31302006.10.30 предприятиях машиностроительной промышленности для утилизации тепла и энергии промсбросов. Как известно, синхронные генераторы малой мощности отличаются тем, что их роторы не имеют обмоток возбуждения, питаемых постоянным током, а представляют собой вращающиеся постоянные магниты. При этом исключаются два важных недостатка наличие скользящих контактов и необходимость источника постоянного тока для питания обмоток возбуждения 1. Недостатком таких устройств является низкий КПД (как правило, не превышающий 62 ). Известно устройство для получения электроэнергии с вращающимися поршнями 2, в котором одно или несколько тел передвигаются в одном направлении в замкнутом контуре под действием расширяющейся на определенном участке контура газообразной среды. Расширение происходит за счет подводимого извне тепла. Недостатком такого устройства является невысокая надежность и необходимость специальных источников механической и тепловой энергии, а также наличие сложных механизмов для соединения передвигаемых тел с механическими элементами. Из известных устройств синхронных генераторов малой мощности ближайшим аналогом (прототип) предлагаемого устройства является устройство для получения электрической энергии 3. Устройство содержит герметичный тор, представляющий собой канал с расположенным внутри электропроводящим материалом в виде ферромагнитных сфероидов, движущихся под действием сжатого воздуха, подаваемого в канал, а также под действием расширения этого воздуха, который нагревается спиралью, расположенной внутри или вокруг канала. Храповой механизм, расположенный в канале, препятствует движению сфероидов в обратном направлении. По ходу движения ферромагнитных сфероидов установлен генератор постоянного тока, состоящий из ярма, охватывающего тор и изготовленного из постоянного магнита и обмотки. Расширение воздуха под воздействием нагревателя позволяет уменьшить давление сжатого воздуха (т.е. использовать менее мощные дутьевые машины). Таким образом, энергия сжатого воздуха и подводимая спиралью тепловая энергия преобразуются в кинетическую энергию сфероидов и в генераторе постоянного тока - в электрическую энергию. Недостатками конструкции являются сложность устройства и, следовательно, его ненадежность (например, обязательная герметичность тора при наличии ряда узлов и механизмов, вмонтированных в него и требующих возможности доступа и т.д.),невысокая электропроводность ферромагнитных тел и невысокая скорость движения тел в торе, а значит, и небольшие величины индуцируемого в обмотках магнита тока,необходимость специальных источников механической и тепловой энергии. Задачей предлагаемого технического решения является упрощение конструкции устройства, повышение его надежности и увеличение коэффициента полезного действия. Задача решается следующим образом. Известное устройство содержит канал с расположенным внутри электропроводящим материалом, обмотку и постоянные магниты. Согласно предлагаемому решению, канал с электропроводящим материалом выполнен в виде емкости, боковые стенки которой представляют собой дуги окружности, под которой расположен гидроканал с размещенными в нем турбинными колесами, на которых закреплены роторы магнитной системы, расположенные оппозитно, причем полюса каждого из них набраны из постоянных магнитов противоположной полярности и разделены немагнитными прокладками, с противоположным расположением на каждом роторе разноименных полюсов, а в качестве электропроводящего материала использован щелочноземельный металл, в который погружена решетка из изолирующего материала с ячейками. На фиг. 1 изображен общий вид предлагаемого устройства. На фиг. 2 показано расположение постоянных магнитов противоположной полярности с немагнитными прокладками. 2 31302006.10.30 Устройство состоит из канала 1 с электропроводящим материалом (щелочноземельным металлом) 2 и расположенного под ним гидроканала 3, по которому подается теплоноситель 4, турбинных колес 5, на которых смонтированы роторы 6 с постоянными магнитами 7, разделенными прокладками 8, кожуха 9 и решетки 10, изготовленной из изолирующего материала (например, стекла) с ячейками, формирующими последовательные соединения. Предлагаемое устройство работает следующим образом. Канал 1 заполняется щелочноземельным металлом 2. Таким материалом может быть калий или натрий. Теплоноситель (горячая вода) 4 прямотоком поступает в гидроканал 3, верхней плоскостью которого является днище емкости со щелочноземельным металлом. Теплоноситель использует тепло низкопотенциальных промышленных сбросов. Проходя через гидроканал 3, поток теплоносителя 4 нагревает, расплавляет и в дальнейшем поддерживает в расплавленном состоянии электропроводящий материал 2. При своем движении поток теплоносителя 4 приводит в движение турбинные колеса 5, на которых смонтированы роторы 6 с постоянными магнитами 7, разделенными немагнитными прокладками 8. Роторы расположены оппозитно и вращаются в противоположные стороны. Полюса каждого ротора одинаковой, но (по отношению к другому ротору) противоположной полярности, причем полюса смонтированы так, что на каждом роторе оппозитно расположены магниты разноименных полюсов. Во избежание потерь теплоносителя конструкция заключена в кожух 9. При вращении роторов магнитные силовые линии пересекают канал с электропроводящим материалом. В материале возникает индуктивный ток, снимаемый при помощи неподвижных электродов, закрепленных в торцах канала. Для уменьшения потерь из-за образования вихревых токов и формирования проводника, в котором индуцируется ЭДС,в емкость 1 погружена решетка 10, изготовленная из изолирующего материала (например,стекла) с ячейками, формирующими последовательные соединения. Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить надежность установки благодаря упрощению ее конструкции, увеличить индуцируемый ток благодаря большой электропроводности материала, расположенного в канале устройства, и значительной по сравнению с ферромагнитными телами частотой вращения роторов и, как следствие, увеличить КПД установки. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3