RU2535295C2 - Heat-vortex power generating well - Google Patents
Heat-vortex power generating well Download PDFInfo
- Publication number
- RU2535295C2 RU2535295C2 RU2012144744/06A RU2012144744A RU2535295C2 RU 2535295 C2 RU2535295 C2 RU 2535295C2 RU 2012144744/06 A RU2012144744/06 A RU 2012144744/06A RU 2012144744 A RU2012144744 A RU 2012144744A RU 2535295 C2 RU2535295 C2 RU 2535295C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- atmospheric air
- vertical pipe
- air
- atmospheric
- intake chamber
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction
Landscapes
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
- Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к энергетическому оборудованию, предназначенному для добычи воды из атмосферного воздуха путем конденсации.The invention relates to power equipment intended for the extraction of water from atmospheric air by condensation.
Одним из эффективных методов разделения жидкой фазы и газа является использование эффекта вихревой трубы, при котором воздушный поток, введенный тангенциально в трубу, разделяется на слой с повышенной температурой вблизи стенки трубы и слой с пониженной температурой ближе к оси трубы.One of the effective methods for separating the liquid phase and gas is to use the vortex tube effect, in which the air flow introduced tangentially into the tube is divided into a layer with an increased temperature near the pipe wall and a layer with a reduced temperature closer to the pipe axis.
Принцип вихревой трубы нашел применение и для использования потока газа по внутренней стенке трубы и как энергетический источник для получения электрической энергии.The principle of a vortex tube has found application for using the gas flow along the inner wall of the tube and as an energy source for generating electrical energy.
На этом принципе создан ряд конструкций, в том числе и «Тепловихревая электростанция» по патенту RU 2070660.On this principle, a number of designs have been created, including the “Thermal Vortex Power Station” according to patent RU 2070660.
В этой конструкции нагретый солнечной энергией воздух попадает во внутреннюю полость вертикальной трубы и создает поток, который захватывает лопасти, закрепленные на вертикальном валу, приводя в действие электрогенератор. Через отверстие в верхней части трубы воздух удаляется в атмосферу. Такая схема движения воздушного потока в теории вихревых труб именуется как «прямоточная».In this design, air heated by solar energy enters the internal cavity of the vertical pipe and creates a stream that captures the blades mounted on the vertical shaft, driving the electric generator. Through an opening in the upper part of the pipe, air is vented to the atmosphere. Such a scheme of air flow movement in the theory of vortex tubes is referred to as “straight-through”.
Целью настоящего изобретения является модернизация заявленной по упомянутому патенту проверенной эксплуатацией конструкции с целью направить воздушный поток из верхней зоны трубы не на выброс, а вниз, по осевой зоне трубы. В этом случае часть потока с повышенной температурой уйдет через верхнее отверстие в атмосферу, а часть воздушного потока с пониженной температурой направится вниз. Такая схема вихревой трубы именуется «противоточной».The aim of the present invention is the modernization of the claimed operation of the design claimed by the aforementioned patent with the aim of directing the air flow from the upper zone of the pipe not to discharge, but down the axial zone of the pipe. In this case, part of the flow with increased temperature will leave through the upper hole into the atmosphere, and part of the air flow with reduced temperature will go down. This design of the vortex tube is called "countercurrent".
Внизу, проходя через конденсаторную решетку, водяные пары сконденсируются и попадут в сборную емкость, а осушенный воздух уйдет в атмосферу.Below, passing through a condenser grid, water vapor condenses and enters the collection tank, and the dried air will escape into the atmosphere.
Конструктивно предложенная настоящим изобретением модернизация заключается в следующем:Structurally proposed by the present invention, the upgrade is as follows:
- В верхней зоне трубы установлен обратный конус, служащий для направления части воздушного потока вниз;- In the upper zone of the pipe, a reverse cone is installed, which serves to direct part of the air flow down;
- в нижней зоне трубы установлена конденсаторная решетка;- a condenser grid is installed in the lower zone of the pipe;
- в основании всей установки расположена емкость для сбора воды.- at the base of the entire installation is a container for collecting water.
Все элементы конструкции, заявленные в патенте RU 2070660, как и функция установки, как электростанции, сохраняется.All structural elements claimed in patent RU 2070660, as well as the function of the installation, as a power plant, is preserved.
На Фиг.1 приведена конструкция установки с элементами модернизации.Figure 1 shows the design of the installation with elements of modernization.
Конструкция установки.Installation design.
Основным элементом конструкции является вертикальная труба 1, установленная на камере поступления атмосферного воздуха, выполненной из вертикальных перегородок, накрытых наклонными крышками 2. Основанием для всей установки является емкость для сбора воды 3 с боковыми окнами для выхода воздуха, поступающего во внутреннюю полость после осушки.The main structural element is a vertical pipe 1 mounted on an atmospheric air intake chamber made of vertical partitions covered by slanted covers 2. The basis for the entire installation is a water collection tank 3 with side windows for air to enter the internal cavity after drying.
В центре камеры поступления воздуха установлен конденсатор 4, выполненный из металлических труб и перемычек. Он предназначен для конденсации паров воды из проходящего охлажденного воздуха. Для изоляции конденсатора от входящего воздуха снаружи он покрыт теплоизоляционным слоем 5.In the center of the air intake chamber, a capacitor 4 is installed, made of metal pipes and jumpers. It is designed to condense water vapor from passing chilled air. To isolate the condenser from the incoming air from the outside, it is covered with a heat-insulating layer 5.
Камера поступления атмосферного воздуха соединена с вертикальной трубой 1 поясом, имеющим выходные наклонные каналы 6, обеспечивающие движение воздуха по внутренней поверхности трубы тангенциально с наклоном вверх.The atmospheric air intake chamber is connected to the vertical pipe 1 by a belt having output inclined channels 6, which ensure air movement along the pipe inner surface tangentially with an inclination upward.
Верхняя торцевая крышка 7 имеет радиальные прорези для выхода части воздуха вихревого потока.The upper end cover 7 has radial slots for the exit of part of the air of the vortex flow.
Над верхней торцевой крышкой на небольшом расстоянии установлена плоская крыша 8, которая вместе с крышкой 7 создает зазор, обеспечивающий пониженное атмосферное давление при прохождении в этом зазоре воздушного потока (ветра).A short roof 8 is installed over the upper end cover at a short distance, which, together with the cover 7, creates a gap that provides reduced atmospheric pressure when the air stream (wind) passes in this gap.
Снизу на крышке 7 крепится конус 9, служащий для направления вихревого потока, достигшего крышки, вниз.From below, on the lid 7, a cone 9 is mounted, which serves to direct the swirl flow reaching the lid down.
В конусе закреплены подшипниковые узлы 10, в которых устанавливается вертикальный вал 11. Снизу, на валу крепится горизонтальная штанга с лопастями 12, контактирующими с вихревым потоком воздуха, а сверху вал через муфтовое соединение приводит в движение электрогенераторный агрегат 13.Bearing units 10 are fixed in the cone, in which a vertical shaft 11 is installed. Below, a horizontal rod is mounted on the shaft with blades 12 in contact with the vortex air flow, and from above the shaft drives the power generating unit 13 through the coupling connection.
На боковой стенке нижней емкости 3 предусмотрен козырек 14 для сбора дождевой воды.On the side wall of the lower tank 3, a visor 14 is provided for collecting rainwater.
В конструкции установки, принятой в настоящем изобретении в качестве прототипа, в зоне поступления атмосферного воздуха предусмотрена система трубопроводов для подачи дополнительной тепловой энергии от находящихся вблизи технологических источников (отходящий газ, горячая вода) с целью повышения температуры входящего воздушного потока.In the design of the installation, adopted in the present invention as a prototype, a piping system is provided in the atmospheric air supply zone for supplying additional thermal energy from nearby technological sources (exhaust gas, hot water) in order to increase the temperature of the incoming air stream.
В настоящей патентуемой конструкции, помимо сказанного выше, предлагается для дополнительного подогрева входящего воздуха использовать электронагревательные устройства с питанием за счет мощности своей генераторной установки. Это целесообразно для повышения производительности установки при получении воды в пасмурные дни и ночное время. Электронагреватели на Фиг.1 не показаны.In the present patented design, in addition to the above, it is proposed to use electric heating devices with power supply for the additional heating of the incoming air due to the power of its generating set. This is advisable to improve the performance of the installation when receiving water on cloudy days and night time. Electric heaters are not shown in figure 1.
Работа установки.Installation work.
В основе работы установки лежит эффект вихревого движения воздушного потока в трубе, когда поток воздуха, введенный тангенциально, перемещается вдоль трубы по спирали.The installation is based on the effect of the swirling movement of the air flow in the pipe when the air flow introduced tangentially moves along the pipe in a spiral.
В соответствии с конструкцией установки, запатентованной по патенту RU 2070660 и принятой нами в качестве прототипа, она предназначена для получения электроэнергии и именуется тепловихревой электростанцией. Настоящее изобретение, за счет введения дополнительных элементов, при сохранении функции электростанции, обеспечивает получение воды, путем ее конденсации из атмосферного воздуха.In accordance with the design of the installation, patented according to the patent RU 2070660 and adopted by us as a prototype, it is designed to generate electricity and is called a thermal eddy power plant. The present invention, due to the introduction of additional elements, while maintaining the function of the power plant, provides water by condensation from atmospheric air.
В обоих случаях в качестве основного источника энергии для создания вихревого потока воздуха в трубе используется солнечная энергия. Поэтому максимальный эффект предлагаемая конструкция может обеспечить в зонах с жарким климатом.In both cases, solar energy is used as the main source of energy to create a vortex air flow in the pipe. Therefore, the proposed design can provide maximum effect in areas with a hot climate.
Рабочий процесс начинается с нагрева наклонных крышек 2 солнечной энергией. Атмосферный воздух, находящийся под ними, нагревается и поднимается вверх по внутренней поверхности трубы. Проходя через каналы 6 воздушный поток превращается в вихревой (движение по спирали). Этим воздушным потоком захватываются лопасти 12 и через вал 11 передают энергию генераторной установке. Так достигается функция электростанции.The workflow begins by heating the inclined lids 2 with solar energy. The atmospheric air below them heats up and rises up the inner surface of the pipe. Passing through channels 6, the air flow turns into a vortex (spiral motion). The blades 12 are captured by this air flow and transmit energy through the shaft 11 to the generator set. Thus, the function of the power plant is achieved.
Вихревой эффект газового потока в трубе характеризуется расслоением на внешний, с повышенной температурой вблизи трубы, и внутренний, с пониженной температурой, ближе к оси трубы. Этот эффект и используется в установке для охлаждения газов.The vortex effect of the gas flow in the pipe is characterized by stratification into the external, with an increased temperature near the pipe, and the internal, with a lower temperature, closer to the axis of the pipe. This effect is used in the installation for cooling gases.
В нашем случае слой газового потока с повышенной температурой направляется к торцевой крышке 7 и выбрасывается наружу, а слой с пониженной температурой направляется на конус 9 и далее движется вниз.In our case, the layer of gas flow with increased temperature is directed to the end cap 7 and is thrown out, and the layer with reduced temperature is directed to the cone 9 and then moves down.
Проходя через конденсатор, пары воды оседают на его стенках в виде капель воды, которые стекают в емкость 3, а осушенный воздух уходит через окна в стенке емкости.Passing through the condenser, water vapor settles on its walls in the form of droplets of water that drain into the tank 3, and the dried air leaves through the windows in the wall of the tank.
Образование вихревого потока происходит за счет пониженного атмосферного давления, создаваемого между крышками 7 и 8, и дополнительного подогрева воздуха на входе (описано выше). С целью сбора дождевой воды предусмотрен козырек 13 на емкости 3.The formation of a vortex flow occurs due to the reduced atmospheric pressure created between the caps 7 and 8, and additional heating of the air at the inlet (described above). In order to collect rainwater, a visor 13 is provided on the tank 3.
Для периодической очистки внутренних полостей установки наклонные поверхности входной полости 2 предусмотрены откидными, а в верхней плите емкости 2 предусмотрены люки со съемными крышками.For periodic cleaning of the internal cavities of the installation, the inclined surfaces of the inlet cavity 2 are provided with folding, and hatches with removable covers are provided in the upper plate of the tank 2.
Производительность установки определяется ее геометрическими размерами, климатическими условиями эксплуатации, а также наличием и возможностями дополнительных энергетических источников для усиления подогрева входящего воздуха.The performance of the installation is determined by its geometric dimensions, climatic conditions of operation, as well as the availability and capabilities of additional energy sources to enhance the heating of the incoming air.
Техническая эффективность изобретения.The technical effectiveness of the invention.
Изобретение обеспечивает получение электрической энергии и воды из атмосферного воздуха в полевых условиях без внешних энергетических источников, за счет использования солнечной энергии.The invention provides for the production of electric energy and water from atmospheric air in the field without external energy sources, through the use of solar energy.
Предлагаемая конструкция проста в изготовлении и не требует дорогостоящих комплектующих и материалов.The proposed design is easy to manufacture and does not require expensive components and materials.
Установка не требует наличия постоянного обслуживающего персонала.Installation does not require permanent staff.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012144744/06A RU2535295C2 (en) | 2012-10-22 | 2012-10-22 | Heat-vortex power generating well |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012144744/06A RU2535295C2 (en) | 2012-10-22 | 2012-10-22 | Heat-vortex power generating well |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012144744A RU2012144744A (en) | 2014-04-27 |
RU2535295C2 true RU2535295C2 (en) | 2014-12-10 |
Family
ID=50515237
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012144744/06A RU2535295C2 (en) | 2012-10-22 | 2012-10-22 | Heat-vortex power generating well |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2535295C2 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2000393C1 (en) * | 1991-06-20 | 1993-09-07 | Шаров В.В. | Apparatus for extraction of water from air |
RU2064036C1 (en) * | 1993-06-22 | 1996-07-20 | Виктор Васильевич Шаров | Device for separating water from air |
RU2070660C1 (en) * | 1994-07-25 | 1996-12-20 | Владимир Герасимович Мосолов | Thermal-and-vortex power plant |
US5729981A (en) * | 1993-10-09 | 1998-03-24 | Markus; Wolfgang | Method and apparatus for extracting water |
WO2007025344A1 (en) * | 2005-09-01 | 2007-03-08 | Hydrotower Pty Limited | Solar atmospheric water harvester |
RU2463410C2 (en) * | 2010-12-02 | 2012-10-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева" | Power-independent plant for condensation of atmospheric air moisture |
-
2012
- 2012-10-22 RU RU2012144744/06A patent/RU2535295C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2000393C1 (en) * | 1991-06-20 | 1993-09-07 | Шаров В.В. | Apparatus for extraction of water from air |
RU2064036C1 (en) * | 1993-06-22 | 1996-07-20 | Виктор Васильевич Шаров | Device for separating water from air |
US5729981A (en) * | 1993-10-09 | 1998-03-24 | Markus; Wolfgang | Method and apparatus for extracting water |
RU2070660C1 (en) * | 1994-07-25 | 1996-12-20 | Владимир Герасимович Мосолов | Thermal-and-vortex power plant |
WO2007025344A1 (en) * | 2005-09-01 | 2007-03-08 | Hydrotower Pty Limited | Solar atmospheric water harvester |
RU2463410C2 (en) * | 2010-12-02 | 2012-10-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева" | Power-independent plant for condensation of atmospheric air moisture |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012144744A (en) | 2014-04-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2463410C2 (en) | Power-independent plant for condensation of atmospheric air moisture | |
RU2415297C1 (en) | Aerodynamic plant | |
US20120291772A1 (en) | Solar heat receiver | |
CN205447783U (en) | Boiler flue gas treatment device | |
CN200993357Y (en) | Deaerator discharge energy recovery device | |
CN201762131U (en) | Full-automatic solar distilled water preparation device | |
CN209098230U (en) | A device for co-generating electricity and fresh water with a shared chimney | |
CN201666020U (en) | Power plant cooling tower water saving device | |
RU2535295C2 (en) | Heat-vortex power generating well | |
RU2014115204A (en) | APPARATUS AND METHOD FOR OPERATION OF FUEL ELEMENTS IN COLD ENVIRONMENTS | |
CN201930645U (en) | Spiral air-lift type steam separator | |
CN104857820A (en) | Method for eliminating white smoke of condensed flue gas and condenser for same | |
JP2016031177A (en) | Sunlight heat transfer apparatus | |
CN103112836B (en) | Method for recycling phosphoric acid in tail gas generated in process of producing activated carbon by phosphoric acid process and utilizing afterheat of tail gas | |
CN111484093B (en) | Solar power generation-seawater desalination device based on vortex engine | |
US10082059B2 (en) | Recovery of electrical energy and water from exhaust gas | |
CN210434022U (en) | Steam-water separation device for thermal power plant | |
RU96418U1 (en) | SECTION AIR COOLING UNIT TYPE ABC GI WITH GAS COOLER | |
RU2686224C1 (en) | Apparatus for producing fresh water from sea-based atmospheric air | |
RU2392555C1 (en) | Circulating water cooling plant | |
CN114641452A (en) | Cogeneration turbine for power generation and seawater desalination | |
CN201852484U (en) | Spraying condensation type waste heat recovery device | |
RU2723538C1 (en) | Ventilation power plant | |
RU118360U1 (en) | INSTALLATION OF ELECTRIC-HEAT-WATER SUPPLY OF ENTERPRISES OF MINING, TRANSPORT AND PROCESSING OF HYDROCARBON RAW MATERIALS | |
CN205119860U (en) | Intelligence temperature control technology improves condenser vacuum energy saving optimization device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141025 |