способ и устройство выработки электроэнергии за счет конвекции

Формула изобретения

1. Способ выработки электроэнергии с помощью конвекции, отличающийся тем, что в цилиндрической закрытой зоне, герметично содержащей газ, формируют канал нисходящего газового потока внутри нее и канал восходящего газового потока вне ее, образуют вихревой поток за счет контактирования с низкотемпературной средой нисходящего газового потока и контактирования с высокотемпературной средой восходящего газового потока и вращают турбину выработки электроэнергии вихревым потоком для генерирования электроэнергии, при этом канал нисходящего газового потока и канал восходящего газового потока отделяют друг от друга цилиндрическим ротором, размещенным между ними.

2. Способ выработки электроэнергии с помощью конвекции, отличающийся тем, что в цилиндрической закрытой зоне, герметично содержащей газ, формируют канал нисходящего газового потока внутри нее и канал восходящего газового потока вне ее, образуют вихревой поток за счет контактирования с низкотемпературной средой нисходящего газового потока и контактирования с высокотемпературной средой восходящего газового потока и вращают турбину выработки электроэнергии вихревым потоком для генерирования электроэнергии, при этом канал нисходящего газового потока и канал восходящего газового потока отделены друг от друга первым цилиндрическим ротором, а между каналом восходящего газового потока и перегородкой, отделяющей закрытую зону от внешнего пространства, установлен второй цилиндрический ротор.

3. Устройство для выработки электроэнергии за счет конвекции, содержащее наполненный газом цилиндр, цилиндрический ротор, установленный в нем с возможностью поворота, закрепленный в верхней и нижней его части и содержащий спиральный подающий трубопровод низкотемпературной среды, спиральный подающий трубопровод высокотемпературной среды, установленный вдоль внешней поверхности цилиндрического ротора, турбину для привода генератора электроэнергии и пусковой вентилятор, стационарно установленный внизу цилиндрического ротора.

4. Устройство для выработки электроэнергии за счет конвекции по п.3, отличающееся тем, что ребро для повышения теплообмена примыкает к подающему трубопроводу низкотемпературной среды и к подающему трубопроводу высокотемпературной среды.

5. Устройство для выработки электроэнергии за счет конвекции по п.3, отличающееся тем, что турбина для привода генератора электроэнергии выполнена в виде создающих тягу дефлекторов, прикрепленных внизу волнистой поверхности стенки цилиндрического ротора.

6. Устройство для выработки электроэнергии за счет конвекции, содержащее наполненный газом цилиндр, первый цилиндрический ротор, установленный в нем с возможностью поворота, закрепленный в верхней и нижней его частях и содержащий спиральный подающий трубопровод низкотемпературной среды, спиральный подающий трубопровод высокотемпературной среды, установленный вдоль внешней стороны первого цилиндрического ротора, второй цилиндрический ротор, отделяющий подающий трубопровод высокотемпературной среды и внутреннюю стенку цилиндра друг от друга, турбину для привода генератора электроэнергии и пусковой вентилятор, стационарно установленный внизу цилиндрического ротора.

7. Устройство для выработки электроэнергии за счет конвекции по п.6, отличающееся тем, что ребро для повышения теплообмена примыкает к подающему трубопроводу низкотемпературной среды и к подающему трубопроводу высокотемпературной среды.

8. Устройство для выработки электроэнергии за счет конвекции по п.6, отличающееся тем, что турбина для привода генератора электроэнергии выполнена в виде создающих тягу дефлекторов, прикрепленных внизу волнистой поверхности стенки цилиндрического ротора.

9. Устройство для выработки электроэнергии за счет конвекции по п.6, отличающееся тем, что множество выпускных отверстий для газа выполнено в боковой стенке второго цилиндрического ротора.

Описание изобретения к патенту

Данное изобретение относится к усовершенствованию способа и устройства выработки электроэнергии за счет использования энергии явления искусственно создаваемого завихрения в целях повышения кпд использования энергии.

Уровень техники

Ранее предлагались решения по выработке электроэнергии, согласно которым искусственно создавалось такое же явление, как случающееся в природе завихрение, и турбину приводили в действие за счет использования энергии вращения газового потока в ней.

Было предложено (патент Японии №6-147098, Kokai) устройство для реализации этого решения, которое содержало герметичный цилиндр с газом для теплообмена; охладительный трубопровод, установленный в цилиндре в осевом направлении, в который текучую среду для охлаждения вводили с конца в этом осевом направлении; нагревательный трубопровод, установленный в цилиндре в осевом направлении, в который вводили текучую среду для нагревания с другого конца в осевом направлении; канал охлаждающего течения для охлаждения газа в виде спирального трубопровода, установленного в контакте с периметром охлаждающего трубопровода; канал нагревающего течения для нагревания газа в виде спирального трубопровода в контакте с периметром нагревательного трубопровода, и отверстие на обоих концах для получения потока газа; вентилятор, установленный, по меньшей мере, на впускном отверстии или выпускном отверстии канала охлаждающего потока и канала нагревающего потока, и выходной вал, вращающийся совместно с этим вентилятором; причем газ, нагреваемый в канале нагревающего потока, вводили, с одной стороны, в канал охлаждающего потока, и газ, охлаждаемый в канале охлаждающего потока, вводили, с другой стороны, в канал нагревающего потока, чтобы создавать конвекцию газа, циркулирующего в спиральном движении между каналом охлаждающего потока и каналом нагревающего потока; и указанный вентилятор вращался за счет конвекции, создаваемой разностью температур газа, для выработки электроэнергии.

Однако в таком устройстве газ высокого давления в канале охлаждающего потока охлаждается и сжимается, увеличивая свой удельный вес, и циркулирует по имеющему большую длину каналу спирального потока для создания центробежной силы, в результате чего газ прижимается центробежной силой к круглой стенке канала конвективного потока, что приводит к значительной потере энергии из-за создаваемого при этом усилия трения.

При создании какой-либо крупной модели этого устройства использование плоского ребра для теплообмена обязательно влечет за собой увеличение расстояния теплопередачи на единицу ширины, при этом со значительным снижением скорости теплообмена и, помимо этого, толщина стенки цилиндра должна увеличиться с соответствующим увеличением массы, что снижает выходную мощность по причине снижения скорости теплообмена со средой, поступающей извне.

Задача данного изобретения заключается в устранении указанных недостатков в обычном устройстве выработки электроэнергии за счет конвекции, чтобы обеспечить усовершенствованный способ преобразования конвекционной энергии в энергию выработки электроэнергии с более высоким кпд и обеспечить устройство выработки электроэнергии для реализации этого способа.

Сущность изобретения

Поставленная задача решается тем, что в способе выработки электроэнергии с помощью конвекции согласно изобретению формируют в цилиндрической закрытой зоне, герметично содержащей газ, канал нисходящего газового потока внутри нее и канал восходящего газового потока вне ее, образуют вихревой поток за счет контактирования с низкотемпературной средой нисходящего газового потока и контактирования с высокотемпературной средой восходящего газового потока и вращают турбину выработки электроэнергии вихревым потоком для генерирования электроэнергии, при этом канал нисходящего газового потока и канал восходящего газового потока отделяют друг от друга цилиндрическим ротором, размещенным между ними.

Согласно другому варианту изобретения предложен способ выработки электроэнергии с помощью конвекции, в котором в цилиндрической закрытой зоне, герметично содержащей газ, формируют канал нисходящего газового потока внутри нее и канал восходящего газового потока вне ее, образуют вихревой поток за счет контактирования с низкотемпературной средой нисходящего газового потока и контактирования с высокотемпературной средой восходящего газового потока и вращают турбину выработки электроэнергии вихревым потоком для генерирования электроэнергии, при этом канал нисходящего газового потока и канал восходящего газового потока отделены друг от друга первым цилиндрическим ротором, а между каналом восходящего газового потока и перегородкой, отделяющей закрытую зону от внешнего пространства, установлен второй цилиндрический ротор.

Вышеуказанные задачи решаются также и тем, что устройство для выработки электроэнергии за счет конвекции содержит наполненный газом цилиндр, цилиндрический ротор, установленный в нем с возможностью поворота, закрепленный в верхней и нижней его части и содержащий спиральный подающий трубопровод низкотемпературной среды, спиральный подающий трубопровод высокотемпературной среды, установленный вдоль внешней поверхности цилиндрического ротора, турбину для привода генератора электроэнергии и пусковой вентилятор, стационарно установленный внизу цилиндрического ротора. Ребро для повышения теплообмена примыкает к подающему трубопроводу низкотемпературной среды и к подающему трубопроводу высокотемпературной среды. Турбина для привода генератора электроэнергии выполнена в виде создающих тягу дефлекторов, прикрепленных внизу волнистой поверхности стенки цилиндрического ротора.

В другом варианте изобретения устройство для выработки электроэнергии за счет конвекции содержит наполненный газом цилиндр, первый цилиндрический ротор, установленный в нем с возможностью поворота, закрепленный в верхней и нижней его части и содержащий спиральный подающий трубопровод низкотемпературной среды, спиральный подающий трубопровод высокотемпературной среды, установленный вдоль внешней стороны первого цилиндрического ротора, второй цилиндрический ротор, отделяющий подающий трубопровод высокотемпературной среды и внутреннюю стенку цилиндра друг от друга, турбину для привода генератора электроэнергии и пусковой вентилятор, стационарно установленный внизу цилиндрического ротора. Причем ребро для повышения теплообмена примыкает к подающему трубопроводу низкотемпературной среды и к подающему трубопроводу высокотемпературной среды. Турбина для привода генератора электроэнергии выполнена в виде создающих тягу дефлекторов, прикрепленных внизу волнистой поверхности стенки цилиндрического ротора. При этом множество выпускных отверстий для газа выполнено в боковой стенке второго цилиндрического ротора.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - схематическое изображение поперечного сечения, в качестве примера показывающее, что согласно способу данного изобретения цилиндрический ротор установлен между каналом восходящего газового потока и каналом нисходящего газового потока.

Фиг.2 - схематическое изображение поперечного сечения, в качестве примера показывающее, что согласно способу данного изобретения цилиндрические роторы установлены между каналом восходящего газового потока и каналом нисходящего газового потока и между каналом восходящего газового потока и перегородкой, отделяющей закрытую зону от внешнего пространства.

Фиг.3 - изображение в разрезе примера устройства согласно данному изобретению.

Фиг.4 - изображение в разрезе примера конструкции цилиндрического ротора, изображаемого на Фиг.3.

Фиг.5 - схематическое изображение поперечного сечения устройства согласно данному изобретению: два цилиндрических ротора установлены между каналом восходящего газового потока и каналом нисходящего газового потока и между каналом восходящего газового потока и перегородкой, отделяющей закрытую зону от наружного пространства.

Фиг.6 - схематическое изображение поперечного сечения примера устройства согласно данному изобретению.

Фиг.7 - схематическое изображение поперечного сечения еще одного примера устройства согласно данному изобретению.

Предпочтительный вариант осуществления изобретения

Далее приводится описание способа и устройства согласно данному изобретению со ссылкой на прилагаемые чертежи.

Согласно Фиг.1, которая представляет схематическое изображение поперечного сечения примера устройства, в соответствии со способом данного изобретения, в котором цилиндрический ротор установлен между каналом восходящего газового потока и каналом нисходящего газового потока, цилиндрический ротор 2, прикрепленный к паре верхнего и нижнего вентиляторов 3, 4, с возможностью поворота установленных на шарнирных опорных элементах 8, 9, помещен внутри цилиндрической перегородки 1, отделяющей закрытую герметично, содержащую газ зону от наружного пространства; причем нижний вентилятор 4 соединен с входным валом генератора 10 электроэнергии посредством зубчатых колес 5, 6 и с выходным валом двигателя 11 посредством зубчатых колес 5, 7.

Восходящий поток газа, принудительно формируемый при контактировании с высокотемпературной средой, поднимается по поточному каналу ABCD и, с другой стороны, нисходящий газовый поток, принудительно сформированный при контактировании с низкотемпературной средой, опускается по поточным каналам DEFA и GR для формирования закручивающегося потока в местоположениях вентиляторов 3, 4, что приводит во вращение вентиляторы 3, 4 и одновременно поворачивает цилиндрический ротор 2, прикрепленный к ним.

Согласно Фиг.2, представляющей схематическое изображение поперечного сечения примера устройства, в соответствии со способом данного изобретения в дополнение к первому цилиндрическому ротору между каналом восходящего газового потока и каналом нисходящего газового потока установлен также второй цилиндрический ротор между каналом восходящего газового потока и перегородкой, отделяющей закрытую зону от наружного пространства; при этом второй цилиндрический ротор 12 имеет, согласно необходимости, выпускные отверстия 13 для газа, установлен между первым цилиндрическим ротором 2 и цилиндрической перегородкой 1 в дополнение к описываемой на Фиг.1 компоновке и принудительно поворачивается за счет движения потока газа в цилиндрической перегородке 1, чтобы тем самым снижать трение между восходящим газовым потоком и нисходящим газовым потоком.

Газ между G и Н сжимается в наружную сторону между Е и F центробежной силой и создает теплоту сжатия, которую можно эффективно использовать для повышения разности температур с помощью охлаждающей среды, чтобы повысить кпд теплообмена. Газ вблизи F, теплота которого отведена, резко сжимается и получает значительное центробежное усилие между А и В под действием возрастающего удельного веса.

Затем газ между А и В поступает между В и С, на него теперь воздействует еще большее центробежное усилие, но сжатие при этом создается за счет выпускных отверстий 13 для газа, и поэтому теплота сжатия не создается, и расширение обусловливается теплообменом с высокотемпературной средой между В и С, в результате чего понижается удельный вес. На газ с пониженным удельным весом воздействует небольшая центробежная сила между С и D, которая устраняется значительной центробежной силой, возникающей между А и В, для продолжения циркуляции, и поэтому создается значительная закручивающая энергия. Это предпочтительно для того, чтобы ускорить наладку в момент пуска, чтобы временно начать вращение с помощью двигателя.

Далее приводится описание целесообразного примера устройства для реализации способа согласно данному изобретению со ссылкой на сопровождающие чертежи.

Фиг.3 иллюстрирует в частичном разрезе пример устройства согласно данному изобретению и Фиг.4 иллюстрирует, в разрезе, пример конструкции цилиндрического ротора, изображаемого на Фиг.3.

Согласно Фиг.3 устройство согласно данному изобретению состоит из цилиндрического ротора 102, помещенного внутри цилиндра 101, и из подающего трубопровода 103 высокотемпературной среды, который в виде спирали окружает его периметр. Подающий трубопровод 103 высокотемпературной среды проходит по всей длине, имеет направленное внутрь ребро 104 для повышения теплообмена.

Фиг.4 иллюстрирует пример цилиндрического ротора 102, установленного в устройстве, и выполненную с возможностью поворота лопасть 106, стационарно соединенную с нижней поверхностью этого цилиндрического ротора 102 и тем самым установленную на цилиндре 101 с возможностью свободного поворота с помощью шарнирных опорных элементов 107 и 108 и рычагов 109, чтобы отделять спиральный подающий трубопровод 110 низкотемпературной среды от установленного внутри него подающего трубопровода 103 высокотемпературной среды. Важно, что используемые здесь шарнирные опорные элементы 107 и 108 имеют именно такую конструкцию, которая будет обеспечивать возможность плавного вращения цилиндрического ротора 102 без нагрузки. Например, конструкция с пониженным трением за счет применения таких подшипников, как подшипники гидростатического типа с ртутью, магнитные опорные подшипники, подшипники качения на сверхпроводниках и т.д.

В устройстве такой конструкции при введении высокотемпературной среды и низкотемпературной среды в подающий трубопровод 103 высокотемпературной среды и в подающий трубопровод 110 низкотемпературной среды соответственно газ в цилиндре 101 нагревается вблизи подающего трубопровода 103 высокотемпературной среды и ребра 104, при этом создавая восходящий поток, и газ в цилиндрическом роторе 102 охлаждается при контакте с подающим трубопроводом 110 низкотемпературной среды, при этом создавая нисходящий поток.

Восходящий поток и нисходящий поток, образуемые таким образом, не контактируют друг с другом, пока не достигнут дна цилиндра 101 или подойдут близко к нему, и поэтому их можно использовать для формирования вихревого потока, не теряющего энергию из-за трения, и поэтому, когда вентилятор для пуска установлен в этой части устройства, создается сильное вращение, и электроэнергию можно вырабатывать с хорошим кпд при подключении двигателя выработки электроэнергии к этому пусковому вентилятору через выходной вал.

Как вариант цилиндрический ротор 102 имеет конструкцию, в которой поверхность его стенки выполнена волнистой и имеет дефлекторы, исключающие течение газа и установленные внизу волнистой формы и через определенный интервал; либо имеет конструкцию, в которой дефлекторы наклонены в направлении потока, тем самым устраняя вектор давления потока при столкновении с вектором давления в направлении поточного канала в цилиндрическом роторе 102 и снаружи него, чтобы уменьшать утечку газа. Здесь цилиндрический ротор 102 необязательно должен быть цилиндрическим с одинаковым диаметром сверху вниз, но может иметь форму усеченного конуса с разными диаметрами сверху вниз.

Фиг.5 схематически иллюстрирует поперечное сечение примера устройства, имеющего два цилиндрических ротора, установленных между каналом восходящего газового потока и каналом нисходящего газового потока и между каналом восходящего газового потока и перегородкой, отделяющей закрытую зону от внешнего пространства.

На указанном чертеже два цилиндрических ротора 102 и 111 установлены в цилиндре 101, и они установлены коаксиально и концентрически с возможностью независимого поворота. Первый цилиндрический ротор 102 внутри отделяет канал нисходящего газового потока, образованный спиральным подающим трубопроводом 112 низкотемпературной среды, и канал восходящего газового потока, образованный подающим трубопроводом 113 высокотемпературной среды, чтобы нисходящий поток и восходящий не контактировали друг с другом.

При этом второй цилиндрический ротор 111 снаружи расположен между каналом восходящего газового потока, образованным подающим трубопроводом 113 высокотемпературной среды, и внутренней стенкой цилиндра 101, чтобы устранять снижение скорости восходящего потока из-за трения между восходящим потоком относительно поверхности стенки цилиндра 101, с исключением образования теплоты из-за сильного трения и теплоты сжатия газа на окружающих стенках под воздействием центробежной силы.

Предпочтительно, чтобы цилиндрический ротор 111 на внешней стороне имел выпускные отверстия 114 для газа в соответствующих местоположениях, чтобы рассеивать газ, которому придается повышенный удельный вес в результате сжатия центробежной силой.

Выпускные отверстия 114 для газа предпочтительно выполнены в виде сквозного отверстия под углом в направлении, обратном направлению вращения цилиндрического ротора 111, чтобы содействовать вращению цилиндрического ротора 111.

В устройство согласно данному изобретению описываемой конструкции низкотемпературная среда и высокотемпературная среда вводятся в подающий трубопровод 112 низкотемпературной среды и в подающий трубопровод 113 высокотемпературной среды соответственно, в результате чего нисходящий поток формируется внутри первого цилиндрического ротора 102 и восходящий поток формируется вне его, и поэтому вихревой поток создается в нижней части цилиндра 101 за счет конвекционной циркуляции в направлении стрелки - Фиг.5.

В этом случае первый цилиндрический ротор 102 вращается посредством вентилятора (не изображен), установленного на его дне, чтобы захватывать вихревой поток в целях повышения скорости восходящего потока. При этом второй цилиндрический ротор 111 также приводится во вращение, чтобы ослабить сжатие газа центробежной силой, а также чтобы содействовать образованию вихревого потока за счет выталкивающей силы из выпускных отверстий 114 для газа, в результате чего указанный вентилятор вращается быстрее, и кпд выработки электроэнергии за счет его использования можно значительно повысить.

Пример 1

Фиг.6 иллюстрирует пример, согласно которому один цилиндрический ротор установлен в устройстве согласно данному изобретению и согласно конструкции которого один цилиндрический ротор 202 установлен внутри цилиндра 200, имеющего покрытие из теплоизолирующего защитного материала 201.

Согласно этому чертежу цилиндрический ротор 202 приводится во вращение газом А под воздействием конвекции через канал 203 восходящего газового потока и канал 204 нисходящего газового потока, чтобы значительно повысить выходную мощность путем исключения ослабления энергии из-за трения газа. Цилиндрический ротор 202 имеет волнистую поверхность стенки, к которой создающие тягу дефлекторы 205 прикреплены внизу волнистой части через соответствующий интервал, в результате чего цилиндрический ротор 202 вращается под воздействием давления газа А, поступающего на дефлекторы 205, и это вращение можно использовать для привода генератора 214 электроэнергии.

В этом случае применяются дефлекторы 205, чтобы исключить утечку газа А из зазора между каналом 203 восходящего газового потока или каналом 204 нисходящего газового потока и цилиндрическим ротором 202, с уклоном в направлении вращения, чтобы утечку газа А можно было предотвращать реактивным давлением при столкновении газа А с дефлекторами 205.

Канал 204 нисходящего газового потока формируется при контактировании с подающим спиральным трубопроводом 206 охлаждающей среды; и этот подающий трубопровод 206 охлаждающей среды имеет V-образное ребро 207, прикрепленное к нему заодно по всей длине, чтобы повышать скорость теплообмена и упрочнять его по всей длине. Осуществляемый этим V-образным ребром 207 теплообмен можно повысить, если его выполнить полым, и за счет выполнения отверстий 208 прохода между ним и подающим трубопроводом 206 охлаждающей среды.

Канал 204 нисходящего газового потока сформирован вдоль внутренней стороны подающего спирального трубопровода 206 охлаждающей среды, чтобы создавать вращение расположенного в отверстии его нижнего конца вентилятора 209 для пуска за счет давления газа и чтобы осуществить пуск цилиндрического ротора 202, соединенного с пусковым вентилятором 209. Газ поступает под воздействием центробежной силы из выпускного/впускного отверстия 211 для газа, выполненного в закрывающей пластине 210 цилиндра 200, установленного вблизи нижней несущей части вала цилиндрического ротора 202, чтобы сжимать и повышать давление газа А в канале 203 восходящего газового потока и канале 204 нисходящего газового потока вблизи внешнего периметра цилиндрического ротора 202 в целях обеспечения соосности, без необходимости применения сальника, посредством выходного зубчатого колеса 212 с центробежным сцеплением цилиндрического ротора 202.

Закрытый цилиндр 200 отделен от части генератора 214 электроэнергии посредством закрывающей пластины 210; и имеющий повышенное давление газ А движется за счет центробежной силы цилиндрического ротора 202, чтобы компенсировать потери от сопротивления воздуха путем снижения давления в части генератора 214 электроэнергии наряду с повышающим/понижающим регулированием выхода газа А в нижнем конце цилиндра 200, чтобы отбирать электрическую энергию за счет обеспечения безопасности имеющего повышенное давление газа А.

Подающий трубопровод 213 нагревающей среды состоит из гофрированного корпуса в виде спирали на внутренней стенке цилиндра 200 и внешней стенке цилиндрического ротора 202 и имеет такую конструкцию, при которой нагревающая среда поступает в промежуточное пространство на внутренней стенке цилиндра 200, а промежуточное пространство на внешней стенке цилиндрического ротора 202 служит в качестве канала 203 восходящего потока газа.

Что касается подающего трубопровода 213 нагревающей среды, то сечение расхода и сечение площади внешней поверхности и канала восходящего газового потока можно регулировать в соответствии с плотностью газа А путем изменения угла или длины соответствующих выступов и углублений спирального гофрированного корпуса.

Площадь теплообмена спирального гофрированного корпуса можно также увеличить за счет обеспечения спирального V-образного ребра на внутренней стенке цилиндра 200 вместе с оптимизацией стойкой к давлению прочности цилиндра 200 в осевом направлении.

На центральном нижнем конце цилиндра 200 в этом устройстве установлено выходное зубчатое колесо 212 с центробежным сцеплением, зацепляющим зубчатое колесо 216 для выработки электроэнергии, которое служит для привода генератора 214 электроэнергии, с помощью электромагнитного сцепления 217. Это выходное зубчатое колесо 215 с центробежным сцеплением бездействует в момент пуска, когда момент вращения невелик, и автоматически вступает в соединенное состояние только при нормальном вращении. При неработающем генераторе 214 электроэнергии это выходное зубчатое колесо 212 с центробежным сцеплением можно использовать для непосредственного переключения на другой генератор 215 электроэнергии.

При вращении цилиндрического ротора 202 на большой скорости при открытом кране 219 в части 218 генератора электроэнергии цилиндра 200 газ внутри ротора обычно сжимается на окружающих стенках ротора его центробежной силой, в результате чего создается отрицательное давление в центральной части ротора. Следовательно, газ в части 218 генератора электроэнергии всасывается из отверстия газового потока в закрывающей пластине на дне цилиндра 202, и в этой части создается давление ниже атмосферного, и поэтому газ на внешней стороне крана 219 поступает в часть 218 генератора электроэнергии.

Работающее устройство можно остановить путем прекращения подачи нагревающей среды и охлаждающей среды в подающий трубопровод 213 нагревающей среды и в подающий трубопровод 206 охлаждающей среды. После этого разность температур между каналом 203 восходящего газового потока и каналом 204 нисходящего газового потока исчезает, в результате чего прекращается конвекция газа в цилиндре 200 и также прекращается вращение цилиндрического ротора 202. Всасываемый внешний газ выпускается через кран 219 для безопасности.

При этом верхний конец цилиндрического ротора 202 имеет держатель 222 поворотного обода с поворотным кольцом 220 и лопастями 221 поворотного обода, и состояние конвекции газа А можно регулировать путем изменения углов лопастей 221 поворотного обода.

Держатель 222 поворотного обода соединен с упорным подшипником 223, обеспечивая для цилиндра 200 герметичное состояние, цилиндрический ротор 202 имеет возможность вращения, и охлаждающая среда вводится в подающий трубопровод 206 охлаждающей среды через главный охлаждающий трубопровод 224, проходящий через его центр, в результате чего вращение цилиндрического ротора 202 может плавно продолжаться без каких-либо нарушений.

Пример 2

Фиг.7 иллюстрирует пример устройства, которое содержит два цилиндрических ротора 301, 302 в цилиндре 300, в котором используют солнечную энергию в качестве источника нагрева для высокотемпературной среды.

В этом устройстве второй цилиндрический ротор 302, который служит для уменьшения трения между каналом 304 восходящего газового потока и внутренней стенкой цилиндра 300, установлен дополнительно к первому цилиндрическому ротору 301, который служит для исключения контактирования между каналом 303 нисходящего газового потока и каналом 304 восходящего газового потока. Первый цилиндрический ротор 301 и второй цилиндрический ротор 302 соединены зубчатыми колесами 306, 307 с разным вращением через посредство центробежного сцепления 305, в результате чего вращение можно регулировать в соответствии с предполагаемой нагрузкой на генераторе 315 электроэнергии.

В этом устройстве, когда первый цилиндрический ротор 301 вращается на высокой скорости, находящийся в нем под избыточным давлением газ А сжимается под воздействием на него центробежной силы и его температура повышается, в результате чего возрастает скорость теплообмена за счет повышения разности температур относительно канала 303 нисходящего газового потока вблизи него; при этом, с другой стороны, когда второй цилиндрический ротор 302 вращается с низкой скоростью, то находящийся в нем под повышенным давлением газ А сжимается под воздействием центробежной силы в меньшей степени, и поэтому он расширяется с понижением температуры, в результате чего повышается разность температур относительно канала 304 восходящего газового потока, с повышением скорости теплообмена, в результате повышая выходную мощность даже при небольшой разности температур.

В этом случае значительное разностное вращение можно, при необходимости, обеспечить за счет подбора меньшего количества зубцов в зубчатом колесе 306 и большего количества зубцов в зубчатом колесе 307, при этом передаточное число необходимо определить с учетом получаемой разности температур, плотности имеющего повышенное давление газа А и прочего.

На этом чертеже подающий трубопровод 308 низкотемпературной среды имеет форму спирали для образования канала 303 нисходящего газового потока в первом цилиндрическом роторе 301, имеющем поверхность стенки волнистой формы, и этот подающий трубопровод 308 низкотемпературной среды по всей длине соединен с V-образным ребром 309, которое полое внутри в целях повышения теплообмена.

Подающий трубопровод 310 для высокотемпературной среды, нагреваемой солнечным теплом, установлен в виде спирали на втором цилиндрическом роторе 302, который также имеет волнистую поверхность стенки, и также по всей длине соединен с V-образным ребром 311, которое полое внутри в целях повышения теплообмена. Пусковой вентилятор 312 стационарно установлен вблизи нижней поверхности первого цилиндрического ротора 301 и соединен с генератором 315 электроэнергии посредством вала 316 вращения и зубчатых колес 313, 314.

Электричество можно вырабатывать таким же образом, как и в Примере 1 в устройстве выработки электроэнергии указанной конструкции, остановку устройства можно осуществлять тем же способом.

Промышленная применимость

Данное изобретение обладает ценной применимостью в качестве чистого источника электроснабжения, поскольку электричество можно вырабатывать с высоким кпд за счет использования явления создания разности температур, имеющего место в природе, например нагревания солнечным теплом, разности температур в море, разности температур, создаваемой геотермальным теплом и прочего.