Преобразователь тепловой энергии в электрическую

 

О П И С А Н И Е (и1622I93

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ьаз Советских

Социалистических

Реслублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 20,12.76 (21) 2434133 24-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. Кл. -

Н 02N 4,20

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (43) Опубликовано 30.08.78. Бюллетень № 32 (53) УДК 621.455 (088.8) (45) Дата опубликования описания 01.08.78 (72) Автор изобретения

В. В. Скрябин (71) Заявитель

Днепропетровское отделение Института механики

AH Украинской ССР (54) П РЕОБРАЗО ВАТЕЛЬ ТЕПЛОВОЙ Э Н ЕРГИ И

В ЭЛ ЕКТРИ Ч ЕСКУ1О

Изобретение относится к области энергетики, а точнее к устройствам туроомашинного преобразования тепловой энергии в электрическую.

Известные турбомашинные преооразователи тепловой энергии в электрическую имеют туроину с соплоиым аппаратом, электрогепсратор, замкнутый контур рабочего тела с парогенератором, конденсатором и механическим насосом для подачи сконденсированного рабочего тела or конденсатора к парогенератору.

Недостатками таких преобразователей являются их сложность и низкая надежность из-за большого коли ества механических узлов с подвижными элементами jlJ.

Указанные недостатки устранены в преобразователях, работающих на электропроводных в нсидкой фазе рабочих телах, например на калии, с применением электромагнитного насоса для подачи конденсата в парогенератор.

Известен преобразователь тепловой энергии в электрическую, в состав которого входят турбогенератор и замкнутый контур рабочего тела, электропроводного в жидкой фазе, с парогенератором, конденсатором и электромагнитным насосом для подачи конденсата в парогенератор j2j

B этом преобразователе каждый из узлов выполнен автономным и имеет свой герметичный кожух. Недостатками преобразователя являются его сложность и большой вес.

Цель изобретения — снижение габаритов и массы преобразователя.

Указанная цель достигается тем, что в известном преобразователе тепловой энергии в электрическую, имеющем турбоэлек1р трогенератор, замкнутый контур электропроводного в жидкой фаз.. раоочего тела, например калия, парогенератор, конденсатор и электромагнитный насос, замкнутый контур рабочего тела выполнен совместно с

1, парогенератором, конденсатором и электромагнитным насосом в виде электромагнитной тепловой трубы, в паровом канале которой установлены турбина и ротор электрогенератора, при этом ротор расположен между полюсами магнитной системы электромагнитной тепловой трубы.

На фиг. 1 схематично изображен предлагаемый преобразователь тепловой энергии в электрическую, поперечный разрез; на

25 фиг. 2 — разрез А — А на фиг. 1.

На чертежах не показаны кабельная сеть подвода электрического тока к электродам, коллектор электрогенератора и кабельная сеть отвода электрического тока от обмоток

3р ротора.

622193

В предлагаемом преобразователе электромагнитная тепловая труба имеет корпус

1, парогенератор (зона испарения) 2, конденсатор (зона конденсации) 3. Между парогенератором 2 и конденсатором 3 находится насосная зона, в которой на наружной поверхности корпуса 1 размещена магнитная система 4. На внутренней поверхности корпуса 1 расположен тракт 5 движения электропроводного конденсата. Наружная поверхность тракта 5 образует паровой канал.

В поперечном сечении парового канала электромагнитной тепловой трубы установлена перегородка 6, закрепленная на корпусе 1 в отдельных точках (по периметру перегородки). Перегородка 6 имеет сопла

7 и вал 8, за перегородкой 6 на валу 8 установлено с помощью подшипника 9 турбинное колесо 10 с лопатками 11. На ободе турбинного колеса размещены обмотки 12 ротора электрогенератора, статором которого является магнитная система 4 насосной зоны тепловой трубы.

При подводе тепла (стрелки 13) к парогенератору 2 рабочее тело — калий — испаряется. Пар поступает в сопла 7, где разгоняется и с большой скоростью входит в лопатки 11 турбинного колеса 10. В процессе движения пара по лопаткам его кинетическая энергия преобразуется в механическую энергию вращательного движения турбинного колеса 10. При вращении турбинного колеса обмотки 12 ротора электрогенератора движутся поперек магнитного поля магнитной системы 4 и в них индуцируется электрический ток, отводимый на полезную нагрузку.

После прохождения через лопатки 11 пар поступает в полость конденсатора 3, от которого организован отвод тепла (стрелки 14). Пар осаждается на стенках конден10

40 сатора 3, и конденсат по тракту 5 поступает в насосную зону электромагнитной тепловой трубы. Здесь через электроды 15, контактирующие с конденсатом, к конденсату подводится электрический ток. При взаимодействии электрического тока и магнитного поля магнитной системы 4 в объеме конденсата возникает электромагнитная сила, которая обеспечивает подачу конденсата в парогенератор 2. Конденсат испаряется в парогенераторе 2, и цикл повторяется.

Использование предлагаемого преобразователя тепловой энергии в электрическую позволит, по сравнению с известным, уменьшить расход материалов на его изготовление, что даст экономию в народном хозяйстве.

Формула изобретения

Преобразователь тепловой энергии в электрическую, содержащий турбоэлектрогенератор, замкнутый контур электропроводного в жидкой фазе рабочего тела, например калия, парогенератор, конденсатор и электромагнитный насос, о т л и ч а ющийся тем, что, с целью снижения габаритов и массы преобразователя, замкнутый контур рабочего тела выполнен в виде электромагнитной тепловой трубы, в паровом канале которой установлены турбина и ротор электрогенератора, при этом ротор расположен между полюсами магнитной системы электромагнитной тепловой трубы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент СССР № 207145, кл. F 01К

11/02, опублик. 1967.

2. Фаворский О. Н. Основы теории космических электрореактивных двигательных установок. М., «Высшая школа», 1970, с, 515.