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invention
Fédération de Russie Patent RU2092961

l'énergie thermique en électricité CONVERTISSEUR

l'énergie thermique en électricité CONVERTISSEUR

Nom de l'inventeur: Blanc DM
Le nom du titulaire du brevet: Université technique d' Etat d' Oulianovsk
Adresse de correspondance:
date du brevet de départ:

Utilisation: en génie électrique, en particulier, dans les dispositifs pour la conversion directe de l' énergie thermique en électricité.

Le convertisseur selon l' invention comprend des aimants permanents, des bobines et des sources de chaleur sous forme de caloducs parallèles. Dans le convertisseur monté symétriquement inséré entre caloduc claquant membrane sphérique, dont le centre sur le côté dur de la membrane des deux surfaces d'extrémité sont fixés des aimants permanents cylindriques concentriquement couverts bobines fixes. Les surfaces d'extrémité libres des aimants permanents fixés des éléments termobimetallicheskie élastiques, dont l'un a été mis en contact élastique avec un caloduc à proximité, et l'autre, respectivement retiré du caloduc à l'autre d'une distance égale à la variation de la déviation du coton, de la membrane.

DESCRIPTION DE L'INVENTION

L'invention concerne le génie électrique, en particulier, des dispositifs pour la conversion directe de l' énergie thermique en électricité.

Un appareil connu pour convertir l' énergie thermique en énergie électrique sur la base des cycles thermiques des matériaux magnétiques dans un champ magnétique statique ayant un aimant permanent, qui est placé entre les pôles du noyau de bobine, la source de chaleur et le dissipateur thermique [1] [2]

Cependant, les dispositifs connus ne fournissent pas une tension de sortie suffisamment élevée / max 1 2 mV / V, et sont caractérisées par la complexité et des coûts considérables en raison de la nécessité de mettre en œuvre le coeur de la matière avec des changements extérieurs considérables d'aimantation spécifique - polycristallin dysprosium, alliages fer-rhodium avec Be, Mg , Al, Ca, des alliages à base de nickel et de manganèse.

L ' essence technique et le résultat le plus proche obtenu de la présente invention est un convertisseur d'énergie thermique en énergie électrique, ayant placé entre les pôles d'un circuit permanent de conducteur magnétique constitué d'un matériau ayant un effet de mémoire de forme dans les deux sens au- dessus et au- dessous du point de transformation martensitique de la matière, la source de rayonnement thermique puisée et le support réfrigérateur [3]

Cependant, ce convertisseur et caractérisé par une grande complexité de conception et de coût, et, par ailleurs, la faible efficacité de conversion d' énergie thermique en énergie électrique. La complexité et le coût élevé en raison de l'utilisation d'une boucle conductrice d'alliages spéciaux de mononickelide de titane, circuit de mise en nécessité à une température supérieure à la transformation martensitique sans passer la limite de déformation admissible, la nécessité d'utiliser une source pulsée de rayonnement thermique et refroidisseur en raison d'une plage de température significative / +25 o C +55 o C / martensite point de la matière de transformation pendant circuit et le chauffage de refroidissement. La faible efficacité de conversion de l'énergie thermique en énergie électrique est due, d'une part, comme déjà mentionné ci-dessus, les coûts importants de l'énergie thermique nécessaire gamme importante de changements de température, en utilisant à cet effet une source de chaleur spécial et le refroidisseur, et d'autre part faible amplitude induite dans la boucle EMF. Ceci est expliqué par la faible saut de fréquence circuit de mouvement due à un refroidissement de cycle relativement long - chauffage dans l'intervalle de 30 ° C / de +25 o C à +55 o C et le dos / a et - très faible intensité du champ magnétique entre les pôles de l'aimant permanent en raison de la taille énorme entrefer dans lequel il existe un déplacement contour de flexion / déplacement tandis que se produit le long du plan de l'entrefer et à travers qui est causée par le principe d'un convertisseur analogique / connu.

L'invention vise à améliorer l'efficacité de conversion de l' énergie thermique en énergie électrique, et une réduction de la complexité et du coût de la structure du transducteur.

Ce but est atteint en ce que le convertisseur l'énergie thermique connue en énergie électrique, comportant des aimants permanents, des bobines et des sources de chaleur sous la forme de tubes échangeurs de chaleur parallèles introduits montés symétriquement entre les tubes échangeurs de chaleur inverse sphérique flambage disque dur centré sur les deux côtés de la membrane ancrée surfaces d'extrémité hélicoïdale aimants permanents concentriquement couverts bobines fixes, dans lequel les faces d'extrémité libres des aimants permanents fixés des éléments élastiques de termobimetallicheskie, dont un a été mis en contact élastique avec un tuyau de chaleur à proximité, et l'autre est retiré, respectivement, d'un autre tube de chaleur par une distance égale à un changement de la déviation de la membrane avec du coton .

Brève description du dessin, où l'émetteur proposé, sous la forme générale est représentée schématiquement.

CONVERTISSEUR énergie thermique en électricité. Fédération de Russie Patent RU2092961

Le convertisseur utilise l'énergie thermique des tubes échangeurs de chaleur chaud, par exemple, un échangeur de chaleur, systèmes de chauffage, etc.

Le transducteur comprend un ensemble symétrique entre les tubes échangeurs de chaleur parallèles 1, 2 inverse sphérique flambage membrane 3 prise en sandwich par le contour extérieur de la bague de serrage par l'intermédiaire d'un centre dur 4. 5 membrane 3 fixé sur les deux côtés des surfaces d'extrémité cylindriques des aimants permanents 6, 7, recouverte par des bobines fixes concentriques 8 9. aux surfaces d'extrémité libres des aimants permanents 6, 7 sont fixés surface latérale d'éléments en forme de U termobimetallicheskie 10, 11, une couche active, qui est en acier non magnétique sur la surface interne des éléments, et une couche passive sur la surface extérieure de l'Invar. Dans lequel l'un des éléments élastiques 10 termobimetallicheskih mis en contact élastique avec un caloduc à proximité 1 et l'autre élément 11 termobimetallichesky enlevés respectivement de l'autre tube de chaleur 2 à une distance égale à un changement de la déformation de la membrane 3, avec du coton. La bride annulaire 4 est monté sur les rails 12 et fixé au moyen de vis de réglage 13.

Le fonctionnement du convertisseur est la suivante

La figure montre un émetteur dans l'une de ses deux positions statiques lorsque la membrane seulement 3 "claquement" dans sa position de limite supérieure, l'élément 10 température termobimetallicheskogo proche de la température ambiante / air /. En même temps, en raison de l'ajustement axial du transducteur élément 10 termobimetallichesky pressé élastiquement contre le tube 1 avec une force qui ne suffit pas pour déclencher la membrane 3 en position de limite inférieure, toutefois, dans lequel la membrane 3 est dans un état critique, qui est, prêt à tirer. Au moindre élément de chauffage termobimetallicheskogo 10 du tube 1, l'élément 10 tend fouillait et le diaphragme 3 "pops" dans la position inférieure, dans laquelle déjà refroidis termobimetallichesky élément 11 est élastique pressé contre le tuyau 2, car il est monté sur le tuyau 2 à une distance égale au déplacement du diaphragme 3 pour le coton. Ainsi, le processus perehlopyvaniya membrane 3 est automatiquement répétée à une fréquence élevée. Ainsi , il y a un relais déplacement des aimants permanents 6, 7 des bobines dans les espaces de travail 8, 9 à des vitesses relativement élevées, ce qui entraîne dans les bobines 8, 9 sont des variables fem induite relativement grande amplitude.

Naturellement, il est très important de procéder à un ajustement préliminaire du dispositif dans le sens axial, puisque chaque coton membrane 3 éléments termobimetallicheskie 10, 11 ont alternativement élastiquement blottir respectivement aux tubes 1, 2, et avec une telle force que la membrane 3 était sur le point de rupture de nouveau mode de relais / coton /. Dans ce cas, il a fourni la réponse en fréquence maximale élevée, car la force minimale nécessaire et, par conséquent, les éléments chauffants 10, 11, ce qui provoque l'activation de la membrane 3. L'ajustement se fait d'une part un déplacement axial de la bague de serrage 4 le long des guides 12, au moyen de vis de réglage 13, et introduction des autres joints d'étanchéité entre les éléments 10, 11 et les faces d'extrémité des aimants 6, 7 / dans le dessin, ces plots ne sont pas représentés /. Réglage Conduite par des éléments de déformation plastique 10, 11 ne sont pas souhaitables car cela conduit à une contrainte résiduelle dans le matériau élastique des éléments 10, 11, sont progressivement retirés dans le processus de rupture et de l'ajustement initial.

En comparaison avec les dispositifs analogues et prototype du convertisseur proposé permet à plusieurs fois pour augmenter l'efficacité de la conversion de l'énergie. Ici, nous utilisons des sources naturelles de chaleur et de refroidissement ne soit pas représenté presque pas d'exigences pour des plages de températures. Fonctionnement en / relais / modes fortement non linéaires avec une vitesse relative significative fournit un niveau relativement élevé des amplitudes obtenues des signaux électriques. La conception du transducteur diffère plus grande simplicité, il n'y a aucune nécessité d'utiliser des éléments coûteux spéciaux. En ce qui concerne la précision de l'appareil de régler les points suivants doivent être notés. Le dispositif est opérationnel avec pratiquement aucun ajustement est nécessaire que des éléments de termobimetallicheskie 10, 11, chaque coton membrane moins 3 "approximativement" toucher les tuyaux 1, 2 de toute façon au cours des éléments de chauffage 10, 11 se produisent membrane d'actionnement 3. Cependant, le réglage ci-dessus permet un maximum Convertisseur efficacité de la réponse en fréquence maximale possible de la membrane 3.

Ce type de dispositifs de conversion de puissance pour une utilisation efficace, simple et économique et peut être très largement utilisé.

SOURCES D'INFORMATION

  1. brevet US N 3274405, cl. 4, 310, publ. 1966.
  2. AS URSS N 811466, cl. H 02 N 11/00, publ. 1981.
  3. A. p. URSS N 1427532, cl. H 02 N 11/00, H 02 K 37/04, publ. 1988 / prototype /.

REVENDICATIONS

Convertisseur d'énergie thermique en énergie électrique, comprenant des aimants permanents, des bobines et des sources de chaleur sous la forme de tubes de chauffage parallèles, caractérisé en ce que le convertisseur introduit monté symétriquement entre les caloducs sphérique voilement inverse disque dur centré sur les deux côtés de l'extrémité ancrée de la membrane fait face à des aimants permanents cylindriques de manière concentrique recouverte bobines fixes, dans lequel les faces d'extrémité libres des aimants permanents fixés des éléments termobimetallicheskie élastiques, dont l'un a été mis en contact élastique avec un caloduc à proximité, et l'autre, respectivement retirés du caloduc à l'autre d'une distance égale à la variation de la déviation du coton, de la membrane.

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Date de publication 19.11.2006gg