Універсальна енергетична установка

Реферат: UA 89542 U UA 89542 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі електроенергетики, а саме до автономних систем електропостачання на базі двигунів внутрішнього згоряння, та може бути використана у якості джерела електроенергії. Корисна модель стосується застосування води, як поновлюваного носія енергії для виробництва - водню, та її багаторазове використання у замкненому циклі роботи двигуна внутрішнього згорання, і подальшого перетворення механічної роботи двигуна в електричну енергію, а також використання у якості додаткового джерела альтернативної енергії вітроелектрогенератор. Відоме автономне джерело електричної та теплової енергії (див. патент RU 2272919, F02B 63/ 04,27.03.2006 p.). Автономне джерело електричної та теплової енергії містить двигун внутрішнього згоряння (ДВЗ) з магістраллю подачі палива і рідинним контуром охолодження з теплообмінником, вихлопним патрубком і газорідинним теплообмінником, генератором електричної енергії та рамою. Газорідинний теплообмінник виконаний у вигляді теплопарогенератора з камерою згоряння і газовим ежектором. Рідинні контури газорідинного теплообмінника підключені до споживача чи проміжного теплообмінника. У магістралях подачі палива в ДВЗ і теплогенераторі можуть бути встановлені регулюючо-запірні клапани, причому паливо для них може бути загальним. Перед соплом газового ежектора утворена порожнина, яка є ресивером, а саме сопло грає роль запалювача. Рідинний контур охолодження ДВЗ може бути підключений через проміжний теплообмінник до рідинного контуру газорідинного теплообмінника теплогенератора. Недоліками прототипу є низька теплопродуктивність при високому витраті палива і в недостатній мірі утилізації теплової енергії вихлопних газів, використання одного виду палива (метан), низька екологічна безпека, обмеженість можливостей використання. Відомі аналоги електролізерів: RU 2400566 С1, 27.09.2010. RU 2034934 С1, 10.05.1995. GB 2253860 А, 23.09.1992. DE 2810528 А1, 14.09.1978. Недоліками розглянутих електролізерів є неможливість їх використання для роботи двигуна внутрішнього згоряння. Та відносно складний принцип виготовлення і процес роботи. Тому в установці застосовується електролізер нашої розробки, призначений для роботи з ДВЗ, що описаний в патенті на корисну модель (Пат. 84083 UA, МПК С25В 1/04 «Електролізер» / О.Б. Мелентьєв, В.В. Мазур.; заявник та власник Уманський державний педагогічний університет № U201304363 від 08.04.2013; опубл. 10.10.13, бюл. №19) Відома вітрогенераторна теплова електростанція, що містить топку, канал для подачі твердого палива, повітроводи (див. патент РФ 2132966, МПК F03D 1/02, 1999). Недоліком зазначеної електростанції є наявність двох джерел електричного струму в одному корпусі на одній загальній осі, де при недостатній силі вітру турбіна з вітроколеса перемикається на режим теплової електростанції з підтриманням вітрового потоку за допомогою компресора, в якій витрата електроенергії на обертання вітроколеса і на компресію стають навантаженнями, знижують ККД електростанції в цілому. Також схожим технологічним рішенням є газопоршнева електростанція патент RU 2411378 С1. Недоліками вищезазначених установок є використання в якості палива - непоновлювальних джерел енергії - дизельного пального, та природного газу, що робить експлуатацію установки дорогою, та сприяє забрудненню навколишнього середовища вихлопними газами. Задачею корисної моделі є отримання електроенергії шляхом збору та використання води з навколишнього середовища, як поновлюваного ресурсу для використання розкладанню її на водень та кисень, використання їх в якості пального в двигунах внутрішнього згоряння, та подальшого перетворення механічної роботи двигуна в електричну енергію, використання вихлопів двигуна (відпрацьованої води) при згорянні водню - повторно, а також перетворення вітрової енергії в електричну. Суть винаходу: Конструкція енергетичної установки складається з: теплообмінника 1; баку для первинного конденсату 2; блока електролізерів 3; кисневого насосу 4; насос 5 подачі водню до ресивера; ресивер 6; компресор 7; водневий бак 8; паливопроводів 9; фільтра 10; впускного колектора 11; двигуна внутрішнього згоряння 12; холодильної камери 13; бака вторинного конденсату 14; фільтра 15; гідронасоса 16; крана для зливу води 17; реле-регулятора 18; електроживлення до електролізерів 19; блока акумуляторів 20; генератор 21; вітроелектрогенератора 22, перепускних клапани 23, 24, 25. 1 UA 89542 U 5 10 15 20 25 Енергетична установка працює наступним чином (див. креслення). Атмосферна пара конденсується у теплообміннику 1, після чого конденсат потрапляє у відстійник-накопичувач для атмосферного конденсату 2, після чого конденсат (вода) потрапляє до блока електролізерів 3, де через воду пропускається електричний струм, у результаті чого з води виділяються водень і кисень у газоподібному стані, після чого кисень подається кисневим насосом 4, через перепускний клапани 23, до фільтра 10, та в камеру згоряння двигуна внутрішнього згоряння 12, а водень накопичується у ресивері 6 і, відкачується в компресор 7, де стискається, та подається через перепускний клапани 24 у водневий бак 8, після чого стиснений водень подається у впускний колектор 11, через перепускний клапани 25. Водень впускається у двигун внутрішнього згоряння 12 де відбувається згоряння з киснем. У результаті горіння утворюється пара, яка з двигуна внутрішнього згоряння 12 надходить у холодильну камеру 13, де вона конденсується і потрапляє у бак конденсату - 2, після чого накопичений у відстійнику конденсат подається гідронасосом 16, до блока електролізерів З, де процес повторюється. Після багаторазового використання, відпрацьована вода - конденсат, зливається кранами 17, а запас води в системі поновлюється за рахунок теплообмінника 1. Подача електроенергії контролюється реле-регулятором 18, пуск електросистем забезпечується блоком акумуляторів 20, які також слугують додатковим джерелом енергії живлення електросистем. Заряджання акумуляторів забезпечується генератором двигуна 21, резервним джерелом струму є вітрогенератор 22. Універсальна енергетична установка передбачає використання альтернативних джерел енергії - гідроліз води, отримання водню та використання його у якості пального для двигуна внутрішнього згоряння, перетворення механічної енергії двигуна внутрішнього згоряння, та енергії вітру в електричну. Установка відповідає вимогам безвідходності, екологічності, економічності, може використовуватись у регіонах з низькою атмосферною вологістю, у важкодоступних місцях де відчувається дефіцит пального та відсутнє централізоване постачання електроенергії. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 Енергетична установка на основі двигуна внутрішнього згоряння та електролізера для отримання водню, яка відрізняється тим, що має теплообмінник для утворення конденсату, бак для первинного конденсату, блок електролізерів для виробництва водню та кисню, кисневий насос, насос подачі водню до ресивера, ресивер, компресор, водневий бак, паливопроводи, фільтр, впускний колектор, двигун внутрішнього згоряння, холодильну камеру, бак вторинного конденсату, фільтр, гідронасос, крани для зливу води, реле-регулятор, електроживлення до електролізерів, блок акумуляторів, генератор, вітроелектрогенератор, перепускні клапани. 2 UA 89542 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3