Аэростатное устройство


 


Владельцы патента RU 2516277:

Зелилова Василиса Харлампиевна (RU)

Изобретение относится к области использования возобновляемых источников энергии, которые могут быть использованы при получении льда, и может быть использовано в пищевой, рыбоперерабатывающей, фармацевтической, микробиологической промышленности, а также на предприятиях агропромышленного комплекса. Аэростатическое устройство содержит два аэростата, соединенных гибкой связью, переброшенной через вал обратимой электрической машины, которая работая в режиме электромотора, поднимает или опускает аэростат, а в режиме электрогенератора вырабатывает электрический ток. Аэростаты выполнены с возможностью поочередного заполнения насыщенным водяным паром с температурой свыше 100°С, а их оболочки содержат герметично закрытые клапан. 5 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к области использования возобновляемых источников энергии, которые могут быть использованы при получении льда, и может быть использовано в пищевой, рыбоперерабатывающей, фармацевтической, микробиологической промышленности, а также на предприятиях агропромышленного комплекса.

Типичный генератор льда периодического действия имеет в своем составе термостат, измеряющий температуру лотка со льдом. Генератор льда находится в морозильном отделении, и его производительность определяется температурой в этом отделении: чем ниже температура, тем быстрее идет выработка льда. При достижении лотком температуры заранее заданной температуры термостат замыкает цепи электромотора и нагревателя лотка. Мотор приводит в движение гребенку, удаляющую готовый лед, лоток подогревают снизу, чтобы отделить от него готовые кубики льда. Процесс удаления готового льда из лотка занимает 3…5 мин. Гребенка сдвигает готовые куски льда в бункер, а рычаг, совершая оборот при исполнении каждого цикла генерации льда, проходит над ним. При заполнении бункера льдом рычаг занимает поднятое положение, и генератор льда отключается.

Недостатком данного устройства является низкая производительность и значительный расход электроэнергии вследствие большого термического сопротивления намороженного слоя льда.

Известен (US, патент 4697761) высотная разведывательная платформа, не требующая топлива, содержащая электродвигатель, приводящий во вращение воздушный винт. Поверхность платформы покрыта солнечными элементами, вырабатывающими электроэнергию, питающую электродвигатель. Дополнительно платформа содержит приемники инфракрасного излучения. Тепловая энергия от земли поступает на указанные приемники и далее к электродвигателю. Избыток электроэнергии, вырабатываемой солнечной батареей и приемниками инфракрасного излучения, накапливается в устройстве, которое при недостатке электроэнергии, поступающей от батареи и приемников, подается дополнительно на электродвигатель, позволяя летательному аппарату существовать в течение нескольких лет на больших высотах.

Энергетическая установка позволяет не ограничивать расстояние и время полета аппарата, но данная платформа не способна перевозить большие грузы, так как для создания подъемной тяги необходима гораздо больше энергии, чем может дать солнечная батарея.

Наиболее близким аналогом разработанного технического решения можно признать (RU, патент 2407914) устройство возобновляемого получения электроэнергии и дистиллированной воды, содержащее конусообразный сборник, снабженный привязанными аэростатами и прикрепленным к его наружному краю кольцевым баллоном, надутым газом под избыточным давлением, гибкую трубу, прикрепленную к вершине конусной части сборника, длина которой больше максимального расстояния от уровня подвески сборника до земли, гидротурбину, связанную с указанной трубой и турбогенератором, и устройство распыления мелкодисперсного реагента, подвешенное к привязанному аэростату выше облака.

Известное устройство работает следующим образом. Для получения энергии и дистиллированной воды с использованием трех или более гелиевых привязных аэростатов поднимают конусообразный сборник из промышленной аэроткани несколько ниже уровня облака. К верхнему краю сборника прикреплен кольцевой баллон, надутым легким газом под давлением, превышающим атмосферное, что обеспечивает жесткость и форму конструкции. К вершине конуса прикреплена труба из аэроткани, длиной, превышающей расстояние до земли в поднятом состоянии сборника. Еще один аэростат с экологически чистыми мелкодисперсными реагентами (например, экологичным сухим льдом, кристаллами парения жидкого азота) поднимают выше сборника. С него по команде с земли эти вещества разбрасывают в облако, вызывая искусственный ливень. Вода стекает по поверхности сборника и собирается в гибкой трубе, исходящей из вершины конуса. Труба соединена с находящимся на земле входным коллектором гидротубины. На выходе сопел этого коллектора установлено рабочее колесо гидротурбины. Вал, на котором расположено рабочее колесо гидротурбины, соединен с электрическим турбогенератором. Выход гидротурбины связан трубопроводами с накопительными водяными емкостями, которые могут быть баками танкера. Надо отметить, что вследствие высоких концентрации энергии и скорости (до 200 м/с) поступающей воды, турбина и генератор могут быть выполнены высокооборотными и малогабаритными, в десятки раз меньшими сегодняшних энергетических гидротурбин с равной мощностью. Это дает возможность располагать наземную часть установки вместе креплениями тросов привязных аэростатов на транспортном средстве (например, танкере).

Работа установки происходит следующим образом. При наличии облаков надувают кольцевой баллон. После этого аэростаты, привязанные тросами к емкости и транспортному средству, на котором располагается наземная часть, поднимают конусообразный сборник на уровень облаков. Тросовая аэростатная обвязка поддерживает сборник и центральную трубу, воспринимая вертикальные и боковые усилия. Тросы содержат токопроводящую часть для защиты (а может быть и использования) от атмосферного электричества. Одновременно поднимают выше сборника привязной аэростат с устройством для распыления мелкодисперсного реагента и запасом его. По сигналу с земли мелкодисперсный реагент распыляют в облаке, вызывая конденсацию и выпадение влаги. Вода попадает в сборник и стекает к центральной трубе, в трубе под действием силы тяжести вода разгоняется до высоких скоростей и через коллектор попадает на лопатки рабочего колеса гидротурбины. Чистая дистиллированная, не загрязненная пылью нижних слоев атмосферы вода с выхода турбины направляется в емкости для питьевых и технических целей. Гидротурбина приводит во вращение ротор турбогенератора, вырабатывающим электрический ток для внешнего потребления.

Недостатком известного устройства следует признать его сложность, а также зависимость работы от движения воздушных потоков (ветра), который будет воздействовать на трубу. Кроме того, устройство может эффективно работать только при наличии мощного облачного слоя, способного выделить значительное количество воды.

Технический результат, получаемый в результате реализации разработанного технического решения, состоит в обеспечении искусственного получения льда при минимальных затратах энергии.

Для достижения указанного технического результата предложено использовать разработанное устройство. Разработанное аэростатическое устройство содержит, по меньшей мере, два аэростата, соединенных гибкой связью, переброшенной через вал обратимой электрической машины, которая, работая в режиме электромотора поднимает или опускает аэростат, а в режиме электрогенератора вырабатывает электрический ток, причем аэростаты выполнены с возможностью поочередного заполнения насыщенным водяным паром с температурой свыше 100°С, а их оболочки содержат герметично закрытые клапаны.

Изобретение основано на физическом эффекте самопроизвольного подъема аэростата, заполненного газообразным веществом, плотность которого меньше плотности воздуха. Плотность воздуха составляет 29 единиц, в то время как плотность водяного пара составляет 18 единиц. Водяной насыщенный пар с температурой, превышающей 100°С, заполняющий объем баллона аэростата, будет поднимать аэростат вверх, при этом гибкая связь между аэростатами, перемещаясь вслед за аэростатом, будет проворачивать вал обратимой электрической машины, работающий в данном случае как генератор электрической энергии. При попадании баллона аэростата в верхние слои атмосферы насыщенный водяной пар начинает конденсироваться в капельки воды, которые затем превращаются в кристаллы водяного льда. При этом происходит уменьшение подъемной силы газа, заполняющего баллон аэростата, и аэростат начинает опускаться. Одновременно в баллон второго аэростата подают насыщенный водяной пар с температурой, превышающей 100°С. После заполнения баллона аэростат поднимается вверх, таща за собой гибкую связь, одновременно вращая вал электрической машины с выработкой электроэнергии и опуская первый аэростат вниз. После того, как первый аэростат опустится на уровень земли через герметичный клапан, установленный в его оболочке, из баллона выгружают образовавшийся лед. Одновременно в баллоне второго аэростата насыщенный водяной пар конденсируется в капельки воды, которые, замерзая, превращаются в кристаллы льда с одновременным уменьшением подъемной силы аэростата. В это время заполняют насыщенным водяным паром с температурой, превышающей 100°С баллон первого аэростата, и процесс генерирования льда продолжается.

Изобретение позволяет генерировать лед с одновременным генерированием электрической энергии. Таким образом, решена двуединая задача по обеспечению потребителей льдом и электрической энергией.

Для дополнительного генерирования электрической энергии предпочтительно использовать аэростат, у которого внешняя поверхность покрыта, по меньшей мере, частично солнечными элементами, подключенными посредством гибких проводников к потребителю электрического тока на земле и/или к аккумулятору. В качестве потребителя электрической энергии может быть использован парогенератор.

В некоторых вариантах реализации разработанного устройства к гибкой связи между аэростатом и валом электрической машины могут быть дополнительно прикреплены баллоны, выполненные из непроницаемого эластичного материала и заполненные газом с плотностью меньше плотности воздуха (водород, гелий, метан). Это позволит поднять баллон аэростата выше в более холодные слои атмосферы, где конденсация водяных паров и появление кристаллов льда будет происходить быстрее.

В некоторых вариантах реализации к аэростату может быть дополнительно прикреплена емкость, по меньшей мере, частично заполненная водой. Этот вариант применим, предпочтительно, когда аэростат обладает значительной подъемной силой и способен поднять дополнительно какой либо груз. Объем емкости определяют из расчета, что вода, налитая в емкость, замерзнет, не разрывая материал емкости. Наиболее предпочтительно использовать полимерную или эластичную емкость.

Для ускоренного спуска аэростата на землю гибкая связь, кроме вала электрической машины, может быть прикреплена еще и к лебедке. Использование лебедки практически обязательно, если к гибкой связи дополнительно прикреплены емкости (баллоны), заполненные газом с плотностью легче плотности воздуха.

Устройство может содержать, по меньшей мере, один дополнительный аэростат, соединенный дополнительной гибкой связью с валом генератора.

Использование разработанной системы позволяет практически без дополнительных расходов энергии получать значительное количество льда.

1. Аэростатическое устройство, содержащее, по меньшей мере, два аэростата, соединенных гибкой связью, отличающееся тем, что гибкая связь переброшена через вал обратимой электрической машины, которая работая в режиме электромотора, поднимает или опускает аэростат, а в режиме электрогенератора вырабатывает электрический ток, причем аэростаты выполнены с возможностью поочередного заполнения насыщенным водяным паром с температурой свыше 100°С, а их оболочки содержат герметично закрытые клапан.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что внешняя поверхность аэростатов покрыта, по меньшей мере, частично солнечными элементами, подключенными посредством гибких проводников к потребителю электрического тока на земле и/или к аккумулятору.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что к гибкой связи между аэростатом и валом электрической машины дополнительно прикреплены баллоны, выполненные из непроницаемого эластичного материала и заполненные газом с плотностью меньше плотности воздуха.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что к аэростату дополнительно прикреплена емкость, по меньшей мере, частично заполненная водой.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит, по меньшей мере, одну лебедку, установленную с возможностью опускания аэростата.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно содержит, по меньшей мере, один дополнительный аэростат, соединенный дополнительной гибкой связью с валом генератора.



 

Похожие патенты:

Установка для производства бинарного льда содержит замкнутый контур хладагента, включающий последовательно соединенные трубопроводом первый компрессор, маслоотделитель, конденсатор, ресивер, отделитель жидкости, первый электромагнитный клапан, четыре параллельные линии, каждая из которых содержит терморегулирующий вентиль и кристаллизатор-испаритель.

Изобретение относится к области средств и способов получения льда, в частности чешуйчатого льда, и может быть использовано в химической, фармацевтической, микробиологической промышленности, а также на предприятиях агропромышленного комплекса и в системах тепловых аккумуляторов.

Изобретение относится к холодильной технике, в частности к способам получения льдосодержащих пульп или суспензий, и может быть использовано для охлаждения и консервации рыбного сырья непосредственно на судах в районе промысла.

Изобретение относится к области экспериментальной гидродинамики морского транспорта. .

Изобретение относится к холодильной технике и может быть использовано для производства бинарного льда (жидкого гелеобразного льда, ледяной шуги, айс-сларри) в холодильно-технологическом комплексе для предварительного охлаждения и временного хранения рыбы.

Изобретение относится к приготовлению льда-антиоксиданта, стимулирующего и нормализующего процессы в биологических объектах. .

Изобретение относится к холодильной технике и может быть использовано для производства бинарного льда (жидкого льда, ледяной шуги, айс-слари). .

Изобретение относится к области производства оборудования для пищевой промышленности. .

Способ моделирования ледяного покрова с заданными прочностными характеристиками в ледовом опытном бассейне включает понижение температуры воздуха до -10 градусов Цельсия, чашу бассейна с переохлажденной соленой водой засеивают ядрами кристаллизации льда путем распыления пресной воды из мелкодисперсной форсунки в количестве около 0,1 кг на квадратный метр поверхности с равномерно движущейся тележки в течение 1-2 минут, после чего выжидают некоторое время до образования сплошного слоя тонкого льда и далее по определенному графику регулируют температуру воздуха в бассейне в сторону понижения или повышения в зависимости от требуемой толщины и прочности ледяного покрова. Устройство для моделирования ледяного покрова содержит закрытое помещение с системой охлаждения и вентиляции, чашу бассейна, которая заполнена переохлажденной соленой водой и снабжена буксировочной тележкой с рельсовым ходом, на которой установлена мелкодисперсионная форсунка, которая выполнена с возможностью регулирования размеров ядер кристаллизации льда. Использование данной группы изобретений обеспечивает приготовление ледяного покрова в бассейне с заданными прочностными характеристиками. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к технологиям создания спортивных площадок с ледовым покрытием в закрытых помещениях для тренировок и выступлений на коньках и, в частности, к способу повышения скоростных свойств массива льда. Способ содержит этапы, на которых: на предварительно подготовленной бетонной плите производят заливку чернового массива льда определенным образом; завершают заливку чернового льда выполнением строгания последнего слоя ледовым комбайном на глубину 0,35 мм с комбайновой заливкой слоя водой с температурой 40-55°C; производят заливку чистового массива льда поверх чернового массива льда определенным образом; завершают заливку чистового льда выполнением строгания последнего слоя ледовым комбайном на глубину 0,35 мм с комбайновой заливкой слоя водой с температурой 55-70°C; и проводят однократную химическую модификацию поверхностного слоя массива льда ледовым комбайном строганием на глубину 0,3 мм с комбайновой заливкой слоя водой с температурой 55-70°C, которая содержит поливинилпирролидон (ПВП) в количестве 0,000524%±0,000055% от массы воды и глицерин в количестве 0,00262%±0,00039% от массы воды. Результатом является получение массива льда с высокими скоростными свойствами с возможностью их длительного поддержания. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области выполнения ледовых покрытий на переправах, площадках, катках и т.п. Способ замораживания ледовых покрытий включает орошение водой слоя гранулированного льда для смерзания каркаса, гранулы слоя имеют овально-сферическую форму, после смерзания каркаса заполняют водой межгранульное пространство слоя. Вода для орошения имеет температуру 0-0,5ºС в количестве 0,1-5 дм³ на 1 см высоты слоя площадью 1 см2, а вода для заполнения каркаса имеет температуру 0,1-0,5ºС и скорость подъема меньше 0,4 м/с. Использование изобретения позволяет предотвратить образование в слое воздушных пустот и ускорение времени его замораживания. 4 ил.

Устройство для получения гранул углекислоты содержит распылитель жидкой углекислоты, цепь, образованную шарнирно соединенными между собой с зазором пластинами, опорные приводные колеса, валки, которые установлены между собой с зазором для прессования снега, транспортируемого цепью, перегородку, выполненную с возможностью подъема и опускания для регулировки толщины снега при формировании гранул, опорно-выгружное колесо, поддон. Использование данного изобретения позволяет получить твердые частицы заданного размера. 1 ил.

Льдогенератор содержит контур хладагента, водяной контур, устройство для очистки, которое содержит насос, контроллер, который выполнен с возможностью активации операции по очистке через интерфейс, выполнения пользователем одной или нескольких этапов операции по очистке и управлению насосом для того, чтобы подавать очищенную жидкость через водяной контур и промывать водяной контур и контур хладагента. На одном из этапов пользователю предлагается обеспечить подачу очищающей жидкости для устройства для очистки, которая нагнетается в водяной контур насосом. Способ очистки льдогенератора, который содержит контур хладагента и водяной контур, который сообщается с контуром хладагента, содержит этапы, на которых активируют через интерфейс операции по очистке, предлагают пользователю выполнить одну или более последовательностей этапов операции по очистке, управлять насосом для подачи очищающей жидкости через водяной контур для очистки и промывки водяного контура и указанного контура хладагента. На одном из этапов пользователю предлагают обеспечить подачу очищающей жидкости, которая нагнетается насосом в водяной контур. Использование данной группы изобретений позволяет осуществлять очистку льдогенератора без разборки компонентов машины. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области выполнения и ремонта ледовых переправ, катков, площадок. Способ замораживания трещины в ледовом покрытии включает наполнение ее гранулированным льдом. Гранулы льда овально-сферической формы вводят в трещину слоями посредством пневмотранспорта воздухом с температурой от минус 2 до минус 5º С и ниже. Давление воздуха в форсунке на 12-28% выше, чем глубина погружения штуцера. Использование данного изобретения позволяет получить плотную структуру наполнения гранулированным овально-сферическим льдом просвета трещины по всей ее высоте при замораживании трещин в полотне переправы. 2 ил.

Изобретение относится к области техники получения гранулированного. Способ получения гранулированного льда включает подачу воды на движущиеся затравочные кристаллы, подачу холодного воздуха вертикально снизу в объем затравочных кристаллов, размещение массы затравочных кристаллов линейно на плоскости с углом наклона, который находится в пределе от 24 до 70 градусов, подачу в нижней части плоскости по касательной к объему затравочных кристаллов со скоростью витания трапецеидальный по сечению поток холодного воздуха с температурой меньше 0 градусов C и с соотношениями средней ширины - длины от 1:2 до 1:50 и размерами торцов от 100:101 до 100:110. При скатывании массы затравочных кристаллов на откосе их поливают водой в струйно-капельном режиме. Использование данного изобретения позволяет получить гранулы льда овально-сферической формы. 7 ил.
Наверх