ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2166223

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ

Имя изобретателя: Марьяхин Ф.Г.; Учеваткин А.И.; Коршунов Б.П.; Костин В.Д.; Мусин А.М.; Антонов Ю.М. 
Имя патентообладателя: Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства
Адрес для переписки: 109456, Москва, 1-й Вешняковский пр. 2, ВИЭСХ, ОНТИ и патентования
Дата начала действия патента: 1999.04.15 

Изобретение предназначено для электропитания объектов сельскохозяйственного производства, систем связи и управления, в других областях народного хозяйства, в быту. Устройство содержит термодатчик и корпус, в одной части которого размещена камера сгорания, а другая часть сообщена с наружным воздухом. Вверху они соединены вытяжной трубой с атмосферой. Горячие спаи термодатчика размещены в камере сгорания, а холодные спаи в другой части корпуса покрыты слоем пористого материала и гидравлически соединены с водоледяным аккумулятором холода. Изобретение обеспечивает преобразование тепловой энергии в электрическую при максимальном перепаде температур между спаями. Это повышает эффективность устройства и его КПД.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к области создания источников электропитания и может быть использовано для электропитания аварийных и других объектов сельскохозяйственных потребителей, включая системы связи и управления. Может применяться в других областях народного хозяйства и быту.

Также изобретение направлено на выполнение научно-технической программы комплексного использования в сельском хозяйстве естественного холода, являющегося важным возобновляемым и экологически чистым источником энергии в России.

Одной из форм такого использования является прямое преобразование тепловой энергии в электрическую при обеспечении максимального теплового перепада между естественными природными телами, аккумулирующими холод и тепло, такими, как вода, лед, воздух.

Известно устройство для электропитания потребителей с использованием естественного холода, применяемое в качестве источников электроэнергии малой мощности для питания автономных океанических буев. Оно использует для получения электроэнергии разность температур глубинных и поверхностных слоев воды (RU N 2031486 C1, 20.03.95 г. H 01 L 35/02).

Недостатком этого устройства является большая избыточность элементной базы и особенности конструкции, не позволяющие эффективно использовать его на сельскохозбъектах. Кроме того, в нем недостаточна разность температур хладагентов, так как не используется естественный холод, аккумулируемый в виде ледяной воды или льда.

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является устройство для электропитания объектов, содержащее термодатчик (термоэлектрические батареи), токосъемную колодку, проводники, аккумулятор холода (RU 2018196 C1, 15.08.94, H 01 L 35/22).

Недостатком этого устройства является относительно высокая температура "холодного" спая термодатчика, получаемая в процессе работы, и снижение в связи с этим КПД и электрической мощности. Это отрицательно влияет на эффективность использования устройств для электропитания сельскохозяйственных потребителей.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности и КПД устройств для обеспечения возможности электропитания более мощных, в том числе и сельскохозяйственных потребителей, путем более полного использования потенциала естественно холодных природных агентов, в частности тел, аккумулирующих естественный холод в виде льда и ледяной воды.

Для достижения этого технического результата устройство для электропитания, содержащее термодатчик, токосъемную колодку, проводники, аккумулятор холода отличается тем, что содержит корпус, в части которого, покрытой слоем термоизоляции, размещена камера сгорания, при этом холодные спаи термодатчика размещены во внутренней части корпуса, соединенной с наружным воздухом, и покрыты слоем пористого материала, гидравлически соединенного с водоледяным аккумулятором, а горячие спаи термодатчика помещены в камеру сгорания, причем верхние части камеры сгорания и внутренней части корпуса соединены вытяжной трубой с атмосферой.

В результате использования изобретения повышается разность температур холодного и горячего спаев термобатареи, увеличивается удельная электрическая мощность и сокращается материалоемкость устройства для питания потребителей, преимущественно сельскохозяйственных потребителей.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 схематично изображено устройство для электропитания, общий вид, на фиг. 2 - термодатчик в разрезе.

Устройство содержит корпус 1, водоледяной аккумулятор 2 холода, термодатчик 3, проводники 4, электрически соединенные с термодатчиком 3, электрически подключенные к клеммам токосъемной колодки 5. В части корпуса 1, покрытой слоем термоизоляции 6, размещена камера 7 сгорания. Холодные спаи 8 термодатчика 3 размещены во внутренней части 9 корпуса 1, соединенной с наружным воздухом, и покрыты слоем 10 пористого материала гидравлически, например шлангом 11, соединенного с аккумулятором холода. Горячие спаи 12 термодатчика 3 помещены в камеру 7 сгорания. Верхние части камеры 7 сгорания и внутренней части корпуса 1 соединены вытяжной трубой 13 с атмосферой. В камере 7 сгорания расположены приспособления для сжигания как твердого, так и газообразного горючего, в том числе из местных материалов.

Слой 10 пористого материала может быть гидравлически соединен с источником водоснабжения, но охлаждение спаев 8 в этом случае менее эффективно, чем водоледяной смесью из аккумулятора 2 холода.

Устройство для электропитания потребителей с использованием естественного холода работает следующим образом:

Охлажденная вода из водоледяного аккумулятора 2 или системы водоснабжения поступает на слой 10 пористого материала, покрывающий холодные спаи 8 термодатчика 3, и впитывается им как фитилем. В эту же зону поступает наружный воздух, втягиваемый вытяжной трубой 13, в которую поступают и горячие газы из камеры 7 сгорания.

Газы от горения по вытяжной трубе 13 уходят в атмосферу, "подтягивая" наружный воздух, обдувающий слой 10 пористого материала. При этом образующееся тепло нагревает горячие спаи 12 термодатчика 3.

При обдувании наружным воздухом слоя 10 пористого материала охлажденная вода интенсивно испаряется, охлаждая холодные спаи 8 термодатчика 3.

В соответствии с эффектом Зеебека между проводниками 4 токосъемной колодки 5 возникает разность электрических потенциалов, питающая электрические приемники потребителя.

Вырабатываемая при этом электроэнергия отличается высоким качеством, то есть низким уровнем помех и высокой напряженностью. Это особенно важно для питания систем связи и управления, в том числе в аварийных режимах.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Устройство для электропитания, содержащее термодатчик, токосъемную колодку, проводники, аккумулятор холода, отличающееся тем, что содержит корпус, в части которого, покрытой слоем термоизоляции, размещена камера сгорания, при этом холодные спаи термодатчика размещены во внутренней части корпуса, соединенной с наружным воздухом, и покрыты слоем пористого материала, гидравлически соединенного с водоледяным аккумулятором, а горячие спаи термодатчика помещены в камеру сгорания, причем верхние части камеры сгорания и внутренней части корпуса соединены вытяжной трубой с атмосферой.

Версия для печати
Дата публикации 24.01.2007гг


вверх