Многофункциональное устройство для сильфонного сжатия воздуха

Номер инновационного патента: 21803

Опубликовано: 15.10.2009

Автор: Абдикаликов Нуржан Асаумудинович

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

Многофункциональное устройство для сильфонного сжатия воздуха относится к гелиотехнике, теплоэнергетике, теплотехнике и в частности к устройствам для получения сжатого воздуха с использованием его для выработки электрической энергии, для создания микроклимата в помещениях и для подъема воды (жидкости). Использование экологической чистой солнечной энергии - актуальная в настоящее время проблема. Использование энергии сжатого воздуха экономит энергетические ресурсы и способствует решении экологических проблем и охраны окружающей среды. Изобретение содержит четыре испарителя - конденсатора, четыре герметичных бака с эластичными сильфонами и четыре охладителя. Предлагаемое устройство включает четыре идентичных агрегата для сжатия воздуха, последовательно подключенных друг к другу. В каждом устройстве один конец испарителя - конденсатора соединен с охладителем, а другой через общий ресиверы с потребителями сжатого воздуха. Технический результат заключается в повышении производительности, К.П.Д, увеличении продолжительности рабочего цикла. Существенным признаком для достижения технического результата является использование солнечной энергии и температуры окружающего воздуха для получения сжатого воздуха и его практического применения.

Текст

Смотреть все

(51) 24 2/42 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ Использование энергии сжатого воздуха экономит энергетические ресурсы и способствует решении экологических проблем и охраны окружающей среды. Изобретение содержит четыре испарителя конденсатора, четыре герметичных бака с эластичными сильфонами и четыре охладителя. Предлагаемое устройство включает четыре идентичных агрегата для сжатия воздуха,последовательно подключенных друг к другу. В каждом устройстве один конец испарителя конденсатора соединен с охладителем, а другой через общий ресиверы с потребителями сжатого воздуха. Технический результат заключается в повышении производительности, К.П.Д, увеличении продолжительности рабочего цикла. Существенным признаком для достижения технического результата является использование солнечной энергии и температуры окружающего воздуха для получения сжатого воздуха и его практического применения.(76) Абдикаликов Асаумудин , Абдикаликова Гульжахан Орынтаевна , Абдикаликов Нуржан Асаумудинович(54) МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИЛЬФОННОГО СЖАТИЯ ВОЗДУХА(57) Многофункциональное устройство для сильфонного сжатия воздуха относится к гелиотехнике, теплоэнергетике, теплотехнике и в частности к устройствам для получения сжатого воздуха с использованием его для выработки электрической энергии, для создания микроклимата в помещениях и для подъема воды (жидкости). Использование экологической чистой солнечной энергии - актуальная в настоящее время проблема. 21803 Изобретение относится к гелиотехнике,теплоэнергетике, теплотехнике и в частности к устройствам для получения сжатого воздуха. Цель изобретения - преобразование солнечной энергии в энергию сжатого воздуха и его практического применения. Использование экологически чистой солнечной энергии - актуальная в настоящее время проблема. Область применения изобретения. 1. Для выработки электрической энергии. 2. Для отопления жилых и общественных зданий. 3. Для охлаждения и увлажнения воздуха в жилых и общественных зданиях. 4. Для подъема воды (жидкости). 5. Для теплоснабжения теплично-парниковых хозяйств. 6. Для вентиляции жилых коммунальнобытовых зданий. 7. Для сушки и хранения сельскохозяйственных продуктов. 8. Для создания микроклимата в помещениях животноводческих ферм. В настоящее время известны только три устройства, которые являются наиболее близкими к предлагаемому изобретению по совокупности существенных признаков, по технической сущности и достигаемому результату. 1. А.с. СССР 832265, кл, 24, 3/02, 1981 Солнечное водоподъемное устройство. 2. А.с. СССР 1225928, кл, 04, /02, 1986 Солнечный водоподъемник 3. Предварительный патент РК 19118. Сыылан ауаны алуды кн ондырысы. Они могут являться ближайшим аналогомпрототипом. Другие аналоги прототипы в средствах массовой информации, в других авторских свидетельствах, патентах, в специальных учебниках,в библиографических материалах и в Интернете не встречаются. В качестве прототипа является А.с. СССР 832265 в качестве аналога являются А.с. СССР 1225928 и предварительный патент РК 19118. Известно солнечное водоподъемное устройство А.с. СССР 832265 содержащее испаритель конденсатор на дне которой находится слой легкокипящей жидкости, соединенного с упругой камерой, размещенного в корпусе воздушного насоса. Солнечная радиация нагревает испаритель конденсатор, при этом легкокипящая жидкость закипает, давление паров увеличивается, и пары поступают в упругую камеру. Упругая камера расширяется, открывается клапан, вытесненный воздух из корпуса насоса поступает в эрлифт для подъема воды. По водяной трубе эрлифта вода поступает в радиатор охлаждения и к потребителю воды. При прохождении холодной воды через радиатор температура легкокипящей жидкости в испарителе - конденсаторе понижается, пары легкокипящей жидкости конденсируются, упругая камера сжимается, наполняя корпус воздушного насоса новой порцией воздуха. Затем цикл повторяется. 2 Известно солнечный водоподъемник А.с. СССР 1225928. Солнечная радиация нагревает испаритель - конденсатор, выполненный в виде теплопроводной емкости, на дне которой находится слой легкокипящей жидкости. В результате нагрева давление паров последней увеличивается и пары поступают в эластичную камеру, размещенную в кожухе. Под воздействием давления паров эластичная камера расширяется и давление воздуха повышается, открывается клапан через который воздух из кожуха вытесняется и в эрлифт. При повышении температуры легкокипящей жидкости в испарителе- конденсаторе давление ее паров увеличивается, а следовательно, увеличивается давление воздуха в эрлифте. Когда давление воздуха станет несколько больше давления столба жидкости воздух начинает поступать в подъемную трубу эрлифта и по трубе через вход начинает поступать вода в самоопрокидывающуюся емкость. С течением времени самоопрокидывающаяся емкость после наполнения, до определенного уровня,опрокидывается и холодная вода из нее выливается в теплоизолированную емкость, откуда через выход по трубопроводу поступает в радиатор, охлаждает легкокипящую жидкость в испарителе конденсаторе и по трубопроводу поступает к потребителю. Недостатком известных устройств являются низкая производительность, низкая продолжительность рабочего цикла, низкое давление сжатого воздуха, используется только в эрлифте для подъема воды, охлаждение испарителя-конденсатора только грунтовой холодной воды, применяется только для подъема воды из скважин и колодцев,неравномерная с порциями подача сжатого воздуха и воды к потребителям, низкий К.П.Д, так как разность температур невысокая (температура грунтовой воды плюсовая). Сходные существенные признаки между известными устройствами и заявляемого изобретения расположение испарителяконденсатора внутри солнечного устройства греющий ящик, использование легкокипящей жидкости фреона, кипение и испарение легкокипящей жидкости фреона. Существуют отличительные признаки между известными устройствами и заявляемым изобретением 1. В известных устройствах сжатый воздух применяется только для подъема воды из скважин,колодцев на поверхность земли. В заявляемом изобретении сжатый воздух применяется для выработки электрической энергии, для отопления помещений, для охлаждения и увлажнения воздуха в помещении, для подъема воды (жидкости). 2. В известных устройствах вода из под земли(скважин, колодцев) охлаждает испаритель конденсатор, затем поступает к потребителю. В заявляемом изобретении сжатый воздух охлаждает испаритель- конденсатор, затем поступает в ресивер и далее к потребителю. 3. В известных устройствах легкокипящая жидкость в испарителе - конденсаторе охлаждается 21803 холодной водой. В заявляемом изобретении легкокипящая жидкость в испарителе конденсаторе охлаждается холодным сжатым воздухом. 4. В известных устройствах предусмотрены одна эластичная камера, размещенная в одном герметичном баке и один испаритель-конденсатор. В заявляемом изобретении предусмотрены четыре герметичных бака,четыре испарителя конденсатора и четыре охладителя. В каждом герметичном баке расположены по два эластичных сильфона. Рабочий цикл происходит в четырех идентичных агрегатах,последовательно подключенных друг к друг. 5 . В известных устройствах в качестве охладителя используется только холодная грунтовая вода, что способствует ограничению его применения и понижению К.П.Д. В заявляемом изобретении в качестве охладителя используется смесь льда с солью, что способствует применению его в различных отраслях народного хозяйства и повышению К.П.Д. Известен предварительный патент РК 19118. Эластичная камера размещена внутри герметичного бака. Эластичная камера соединена трубкой конденсатором и змеевиком. Над конденсатором установлен душ для охлаждения конденсатора холодной водой. Змеевик расположен внутри солнечного устройства греющий ящик. Конденсатор и змеевик частично заполнен легкокипящей жидкостью фреон. Под действием солнечных лучей и температуры окружающего воздуха , фреон кипит и испаряется , при этом давление , температура и объем повышается. Пары фреона под давлением поступают в эластичную камеру. Объем эластичной камеры увеличивается и расширяется. Воздух находящийся между эластичной камерой и герметичным баком сжимается, давление воздуха повышается и происходит вытеснение из него воздуха. Так получается сжатый воздух. Сжатый воздух поступает в сосуд где находится холодная вода. Под давлением сжатого воздуха холодная вода поступает в душ и конденсатор. В конденсаторе пары фреона охлаждаются, конденсируются, тогда объем,давление фреона уменьшается. За счет этого эластичная камера сжимается, наполняя корпус герметичного бака новой порцией воздуха. Затем цикл повторяется. Недостатком данного устройства являются его сложность, так как конденсатор, сосуд для холодной воды, душ, змеевик (в греющем ящике) расположены в разных местах низкая производительность низкая продолжительность рабочего цикла низкое давление сжатого воздуха и низкий К.П.Д. Примечание В известных устройствах А.с. СССР 832265, А.с. СССР 1225928 и предварительном патенте РК 19118 конструкции,узлы и принцип работы не изменены. Поэтому наличие недостатков и причины, препятствующие получению требуемого технического результата аналоги - прототипы не влияют на конструкции предлагаемого изобретения. Задачей изобретения является разработка Многофункционального устройства для сильфонного сжатия воздуха позволяющей с наибольшей эффективностью получать сжатый воздух и использования энергии сжатого воздуха для практического применения в различных отраслях народного хозяйства. Поставленная задача решается тем, что в устройстве дополнительно содержится четыре герметичных бака с эластичными сильфонами, четыре испарителя - конденсатора и четыре охладителя. Технический результат от использования изобретения заключается в повышении производительности, К.П.Д, увеличении продолжительности рабочего цикла и практического применения его для выработки электрической энергии, для отопления зданий, для охлаждения и увлажнения воздуха в зданиях и для подъема воды (жидкости). Для достижения технического результата предлагаемое изобретение включает четыре идентичных агрегата для сжатия воздуха,последовательно подключенных друг к другу. Существенным признаком для достижения технического результата является использование солнечной энергии и температуры окружающего воздуха для получения сжатого воздуха и преобразование энергии сжатого воздуха в другие виды энергии и их практического применения. Использование экологически чистой энергии(сжатый воздух) - актуальная в настоящее время проблема, так как изобретение экономит энергию,не требует электрическую,механическую,тепловую, ветровую и.т. энергию. Использование изобретения там где нет электрической энергии (в горной местности, в лесах, в песках и на полях) дополнительно обеспечивает получение технического результата. Использование изобретения экономит энергетические ресурсы,способствует решению экологических,энергетических проблем и охране окружающей среды. Достоинство и преимущество рассматриваемого изобретения имеет следующие положительные качества простота конструкции, надежность в работе, отсутствие вращающихся частей, не требует смазки, невысокая стоимость, работает без подвода энергии, низкая изнашиваемость, полностью безопасный при обращении, экологический чистый,простота эксплуатации. Данное изобретение возможно изготовить в промышленных условиях с использованием современного оборудования и технологических процессов. Солнечное сильфонное сжатие воздуха состоит из солнечного устройства греющий ящик где расположены испарители конденсаторы и теплоизоляционного корпуса где расположены герметичный бак с сильфонами и охладителями. Устройство содержит четыре испарителя конденсатора, четыре герметичных бака с эластичными сильфонами и четыре охладителя. Предлагаемое устройство включает четыре идентичных агрегата для сжатия воздуха,последовательно подключенных друг к другу. В 3 21803 каждом устройстве один конец испарителя конденсатора соединен охладителем, а другой через общий ресиверы с потребителями сжатого воздуха. Для получения сжатого воздуха устройство работает следующим образом. Под действием солнечной энерегии и температуры окружающего воздуха в испарителе - конденсаторе фреон испаряется. Пары фреона под давлением поступают в сильфоны, объем сильфонов увеличивается и расширяется. Воздух, находящийся между сильфонами и герметичным баком сжимается, давление повышается и происходит вытеснение сжатого воздуха. В охладителе сжатый воздух охлаждается и поступает в испаритель конденсатор, где пары фреона охлаждаются и конденсируются, тогда объем, давление фреона понижается. За счет этого сильфон сжимается и в герметичный бак поступает новая порция воздуха. Затем цикл повторяется. Полученный сжатый воздух поступает в ресиверы и далее направляется к потребителям. Потребителями сжатого воздуха являются 1. Солнечная воздушная турбина. 2. Солнечное отопление. 3. Солнечное охлаждение и увлажнение воздуха. 4. Солнечная водоподъемная установка водоподъемник, душ, фонтан, барбатер. Перечень фигур чертежей. 1. На фиг. 1 изображена схема расположения элементов Солнечное сильфонное сжатие воздуха. 2. На фиг. 2 изображено расположение элементов Солнечное сильфонное сжатие воздуха. 3. На фиг. 3 изображено Солнечное сильфонное сжатие воздуха. 4. На фиг. 4 изображена Солнечная воздушная турбина. 5. На фиг. 5 изображено Солнечное отопление. 6. На фиг. 6 изображено Солнечное охлаждение и увлажнение воздуха. 7. На фиг. 7 изображена Солнечная водоподъемная установка. Сведения,подтверждающие возможность осуществления изобретения. Описание конструкции в статическом состоянии. Данное изобретение Солнечное сильфонное сжатие воздуха выполнено из четырех вариантного сжатия воздуха. Все варианты сжатия воздуха имеют одинаковую конструкцию и принцип работы. На фиг. 1 показана схема расположении элементов Солнечное сильфонное сжатие воздуха. Расположение элементов конструкции состоит из четырех вариантного сжатия воздуха. Первый вариант сжатия воздуха 1 состоит из испарителя-конденсатора Х-, герметичного бака с сильфонами - и охладителя -. Второй вариант сжатия воздуха 2 состоит из испарителя-конденсатора -, герметичного бака с сильфонами - и охладителя -. 4 Третий вариант сжатия воздуха 3 состоит из испарителя-конденсатора -, герметичного бака с сильфонами - и охладителя -. Четвертый вариант сжатия воздуха 4 состоит из испарителя-конденсатора Х-, герметичного бака с сильфонами - и охладителя -. Наружный воздух очищается через фильтр. Полученный сжатый воздух поступает в ресиверы б,в,г. Для нагрева сжатого воздуха предусмотрены трубчатые змеевики -. Все элементы конструкции соединены между собой трубками. На фиг. 2 показано расположение элементов Солнечное сильфонное сжатие воздуха. Расположение элементов конструкции состоит из солнечного устройства греющий ящик А и теплоизоляционного корпуса Б. Греющий ящик А и теплоизоляционный корпус Б имеют прямоугольную форму и направлены на юг и рассчитаны на круглогодичную работу. Внутри греющего ящика А расположено четыре испарителя-конденсатора Х-, -, -, - и в нижней части имеется место для трубчатых змеевиков -. Внутри теплоизоляционного корпуса Б расположено четыре герметичных бака с сильфонами -, -, -, - и четыре охладителя -,-, -, -. Номера позиций основных элементов конструкции На фиг. 1 и 2 соответствует. На фиг. 3 показано Солнечное сильфонное сжатие воздуха. Рассмотрим описание конструкции в статическом состоянии первого варианта сжатия воздуха и второго варианта сжатия воздуха совместно, так как они имеют одинаковые конструкции и принцип работы. На фиг. 3 в главном виде в разрезе А-А показаны только два испарителяконденсатора 2 и 30, а остальные два испарителяконденсатора не показаны, так как они находятся за секущей плоскостью А-А. Так же в разрезе А-А показаны два герметичных бака 10 и 19 с эластичными сильфонами 11,12 и 22,23 и два охладителя 15 и 24, а остальные два герметичных бака с эластичными сильфонами и два охладителя не показаны, так как они находятся за секущей плоскостью А-А. В разрезе Б-Б показаны все четыре герметичных бака с эластичными сильфонами и четыре охладителя. В разрезе В-В показаны все четыре испарителя-конденсатора. Солнечное сильфонное сжатие воздуха состоит из солнечного устройства греющий ящик 1, где расположены испарители-конденсаторы 2 и 30, и теплоизоляционного корпуса 9, где расположены герметичный бак 10 и 19 с сильфонами 11,12 и 22,23 и охладителем 15 и 24. Обе части смонтированы в одном корпусе. Греющий ящик предназначен для преобразования солнечной энергии в тепловую. Устройство и принцип работы греющего ящика известны и распространены. Греющий ящик имеет прямоугольную форму, верхние, передние и боковые стенки изготовлены из трехслойных пластиковых стекол. Трехслойное пластиковое стекло защищает нагреваемую поверхность от воздушных потоков, при этом конвективный 21803 теплообмен и теплопроводность также мала. Задние стенки греющего ящика 1 соприкасаются с теплоизоляционным корпусом 9 и тщательно изолированы тепловой изоляцией и покрашены черной краской, для аккумулирования солнечного излучения и покрыты зеркальными стеклами для отражения солнечной энергии. Дно греющего ящика 1 теплоизолировано. На дно греющего ящика 1 насыпан слой песка и щебеня для аккумулирования теплоты и для нагрева нижних трубчатых змеевиков 28. Внутри греющего ящика 1 установлено четыре испарителя-конденсатора,все они имеют одинаковую конструкцию и принцип работы. Испарители-конденсаторы 2 и 30 представляют собой прямоугольную форму с двойной стенкой рубашкой 8 и 35, изготовлены из пластикового стекла и герметизированы. Испарителиконденсаторы 2 и 30 предназначены для быстрого испарения и охлаждения легкокипящей жидкости фреона. Внутри испарителя-конденсатора 2 и 30 установлено множество пластиковых или стеклянных трубок 4 и 32. На дне находится частично заполненный слой легкокипящей жидкости фреона 7 и 33. В качестве рабочего тела используется фреон-12. Фреон-12 при атмосферном давлении кипит при температуре минус 30 С, а температура конденсации плюс 30 С. Множество трубок 4,32 и паросборник 3,34 соединены через множество капиллярных пластиковых или стеклянных трубок 5 и 31. Паросборники 3 и 34 предназначены для сбора паров фреона 6 и 36, изготовлены из листовой легированной стали и представляет собой прямоугольную форму,герметизированы. Паросборники 3 и 34 через медные трубки соединены с внутренней полостью эластичными сильфонами 11,12 и 22,23. Сильфоны 11,12 и 22,23 изготовлены из специального тонкого бронзового листа и расположены внутри герметичного бака 10 и 19. Герметичные баки 10 и 19 представляют собой цилиндрическую форму, изготовленные из листовой легированной стали,изолированы тепловой изоляцией и находятся внутри теплоизоляционного корпуса 9. Внутри герметичного бака 10 расположено верхний эластичный сильфон 11 и нижний эластичный сильфон 12. Соответственно в герметичном баке 19 расположено верхний эластичный сильфон 22 и нижний эластичный сильфон 23. Герметичные баки 10 и 19 с сильфонами 11,12 и 22,23 предназначены для получения сжатого воздуха. Для повышения К.П.Д,и производительности сжатого воздуха использованы два сильфона в одном герметичном баке. Герметичные баки 10 и 19 имеют два обратных клапана 13,14 и 20,21 расположенных в боковой части. Обратные клапаны 13 и 20 предназначены для всасывания наружного воздуха через фильтр 18. Они соединены через трубки изготовленные из легированной стали. Обратные клапаны 14 и 21 предназначены для нагнетания сжатого воздуха в охладители 15 и 24. Они соединены через трубки изготовленные из легированной стали. Охладители 15 и 24 предназначены для охлаждения сжатого воздуха. Охладители 15 и 24 представляют собой прямоугольную форму,изготовлены из листовой легированной стали,теплоизолированы и герметизированы. Они находятся внутри теплоизоляционного корпуса 9. Внутри охладителей 15 и 24 установлены змеевики 16 и 25 изготовленные из легированной стали, а также находятся охлаждающие смеси 17 и 26. В качестве охлаждающей смеси 17 и 26 используется смесь льда с солью. 3 части льда и 1 часть соли, при этом температура понижается до минус 20 С или 1 часть льда и 1 часть хлористого кальция, при этом температура понижается до минус 50 С. Термический К.П.Д. будет тем выше,чем больше интервал температур при котором он осуществляется (второй закон термодинамики, цикл Карно). При образовании растворов указанных в таблице веществ можно достичь следующих температур Охлаждающая смесь Лед (100 гр.)поваренная соль (31 гр.) Лед (100 гр.)хлорид кальция (143 гр.) Лед (100 гр.)сульфат аммония (100 гр.) Литература Х.Кухлинг Справочник по физике, Москва Мир 1982. стр.167. Смеси для понижения температуры. Состав смеси 3 части снега или льда и 1 часть соли 1 часть снега и хлористый аммоний 1 часть снега и 1 часть хлористого кальция Литература Н.И.Итинская Лабораторные работы по топливу и смазочным материалам,Москва 1962, стр.72-75 и стр.179. А также в качестве охлаждающей смеси можно использовать холодную ледяную воду, углекислоту,масло и раствор солей. Охладители 15 и 24 и испарители-конденсаторы 2 и 30 соединены трубками изготовленные из 5 21803 легированной стали. Из охладителя 15 и 24 холодный сжатый воздух по трубке поступает в испаритель-конденсатор 2 и 30. Из испарителяконденсатора 2 и 30 выходит сжатый воздух и по трубке поступает в общий нагнетательный трубопровод 39, где установлены два обратных клапана 37 и 38. Они соединены с ресиверами 41,43,45 через вентили 40,42,44. Из ресивера 41,43,45 сжатый воздух поступает к потребителям. Ресиверы 41,43,45 предназначены для хранения,накопления и обеспечивают равномерную подачу сжатого воздуха. Ресиверы представляют собой цилиндрическую форму, изготовлены из листовой легированной стали, теплоизолирован. Для нагрева сжатого воздуха предусмотрены верхние и нижние трубчатые змеевики 27 и 28. Трубчатые змеевики 27 и 28 изготовлены из легированной стали и покрашены черной краской,для поглощения солнечной энергии. Все элементы конструкции в готовом виде не встречаются, их можно изготовить в специальных мастерских, так как конструкции очень просты. Все элементы конструкции соединены между собой трубками и расположены внутри греющего ящика 1 и теплоизоляционного корпуса 9, которые установлены на горизонтальной поверхности. Описание конструкции в статическом состоянии третьего варианта сжатия воздуха и четвертого варианта сжатия воздуха подобны и отражены в описании в статическом состоянии первого варианта сжатия воздуха и второго варианта сжатия воздуха. Описание конструкции в работе. Солнечное сильфонное сжатие воздуха работает следующим образом. На фиг. 3 изображено Солнечное сильфонное сжатие воздуха. Данное изобретение выполнено из четырех вариантного сжатия воздуха. Все варианты сжатия воздуха имеют одинаковую конструкцию и принцип работы. На фиг. 3 в главном виде в разрезе А-А показаны первый и второй варианты сжатия воздуха, а третий и четвертый варианты сжатия воздуха в разрезе А-А не показаны, так как они находятся за секущей плоскостью А-А. В разрезе ББ показано расположение всех четырех герметичных баков с эластичными сильфонами и четыре охладителя. В разрезе В-В показано расположение всех четырех испарителейконденсаторов. Первый вариант сжатия воздуха работает следующим образом. На фиг. 3 показано Солнечное сильфонное сжатие воздуха. Солнечное устройство греющий ящик 1 имеет прямоугольную форму, верхние,передние и боковые стенки изготовлены из пластикового стекла, задние и нижние стенки изолированы тепловой изоляцией. Внутри греющего ящика 1 установлен испаритель-конденсатор 2. Испаритель-конденсатор 2 имеет прямоугольную форму с двойной стенкой рубашкой 8, изготовлен из пластикового стекла,герметизирован. Внутри испарителя-конденсатора 2 установлено множество пластиковых или стеклянных трубок 4. 6 Трубки 4 соединены с паросборником 3 через множество капиллярных пластиковых или стеклянных трубок 5. В трубках 4 на дне находится частично заполненная легкокипящая жидкость фреон 7. Под действием солнечных лучей и температуры окружающего воздуха фреон 7 в трубках 4 интенсивно кипит, испаряется, фреон превращается в пар, при этом давление, температура и объем фреона резко повышается. Фреон 12 при атмосферном давлении кипит при температуре минус 30 С, а температура конденсации плюс 30 С. Пары фреона через капиллярные трубки 5 поступают в паросборник 3. Далее пары фреона 6 под давлением поступают через медные трубки в эластичные сильфоны верхние 11 и нижние 12. Эластичные сильфоны 11,12 расположены внутри герметичного бака 10. Герметичный бак 10 имеет цилиндрическую форму, герметизирован и находится внутри теплоизоляционного корпуса 9. Под давлением паров фреона 6 объем эластичных сильфонов 11,12 увеличивается и расширяется. Когда эластичные сильфоны 11,12 расширяются,раздуваются, они должны полностью заполнить весь внутренний объем герметичного бака 10. Воздух,находящийся между эластичными сильфонами 11,12 сжимается, при этом давление воздуха повышается,благодаря этому получается сжатый воздух. Под давлением сжатого воздуха обратный клапан закрывается, при этом доступ наружного воздуха через фильтр 18 в герметичный бак 10 прекращается. Под давлением сжатого воздуха обратный клапан 14 открывается и полученный сжатый воздух по трубке поступает в охладитель 15. Охладитель 15 имеет прямоугольную форму,герметизирован и находится внутри теплоизоляционного корпуса 9. В охладителе 15 сжатый воздух, проходя через змеевик 16,охлаждается от температуры охлаждающей смеси 17. В качестве охлаждающей смеси 17 используется смесь льда с солью. Холодный сжатый воздух из охладителя 15 по трубке поступает в двойные стенки рубашки 8 и внутрь испарителяконденсатора 2 обмывая трубки 4, капиллярные трубки 5 и паросборник 3. При этом происходит одновременное охлаждение двойной стенки рубашки 8 и внутренней части испарителяконденсатора 2, где находятся трубки 4,капиллярные трубки 5 и паросборник 3. В результате прохода холодного сжатого воздуха через испаритель-конденсатор 2 пары фреона конденсируются, охлаждаются и температура,объем, давление фреона понижается. За счет этого эластичные сильфоны 11,12 уменьшаются в объеме и сжимаются. Тогда между герметичным баком 10 и эластичными сильфонами 11,12 давление воздуха понижается, образуется разрежение воздуха и под атмосферным давлением обратный клапан 13 открывается. Тогда через обратный клапан 13 в герметичный бак 10 поступает наружный воздух через фильтр 18. При этом герметичный бак 10 вновь заполняется новой порцией воздуха. Затем цикл повторяется снова и снова. Далее из испарителя-конденсатора 2 выходит сжатый воздух 21803 и по трубке поступает в нагнетательный трубопровод 39 через обратный клапан 37. По нагнетательному трубопроводу 39 сжатый воздух поступает в ресиверы 41,43,45. Из ресивера 41,43,45 сжатый воздух направляется к потребителям. Ресиверы 41,43,45 снабжены вентилями 40,42,44. Для нагрева сжатого воздуха предусмотрены верхние и нижние трубчатые змеевики 27,28. По нагнетательному трубопроводу 39 сжатый воздух поступает в верхний трубчатый змеевик 27 и нагревается от температуры воздуха греющего ящика 1, затем нагретый сжатый воздух поступает в нижний трубчатый змеевик 28, вторично нагревается от температуры песка и щебеня 29. Нагретый, горячий сжатый воздух выходит из греющего ящика 1 и по трубке поступает в ресивер 41 через вентиль 40 и далее направляется к потребителям. Второй вариант сжатия воздуха работает следующим образом. На фиг. 3 изображено Солнечное сильфонное сжатие воздуха. Внутри греющего ящика 1 установлен испаритель-конденсатор 30 с двойной стенкой рубашкой 35. Внутри испарителяконденсатора 30 установлено множество пластиковых или стеклянных трубок 32. Трубки 32 соединены с паросборником через множество капиллярных, пластиковых или стеклянных трубок 31. В трубках 32 на дне находится частично заполненная легкокипящая жидкость фреон 33. Фреон при атмосферном давлении кипит при температуре минус 30 С,а температура конденсации плюс 30 С. Под действием солнечных лучей и температуры окружающего воздуха фреон 33 в трубке 32 интенсивно кипит, испаряется, фреон превращается в пар, при этом давление, температура и объем резко повышается. Пары фреона через капиллярные трубки 31 поступают в паросборник 34. Далее пары фреона 36 под давлением поступают через медные трубки в эластичные сильфоны 22,23. Эластичные сильфоны 22,23 расположены внутри герметичного бака 19. В герметичном баке 19 расположены два эластичных сильфона 22,23,верхний эластичный сильфон 22 и нижний эластичный сильфон 23. Под давлением паров фреона 36 объем эластичных сильфонов 22,23 увеличивается и расширяется. Когда эластичные сильфоны 22,23 расширяются, раздуваются, они должны полностью заполнить весь внутренний объем герметичного бака 19. Воздух, находящийся между эластичными сильфонами 22,23 и герметичным баком 19 сжимается, при этом давление воздуха повышается, благодаря этому получается сжатый воздух. Под давлением сжатого воздуха обратный клапан 20 закрывается, при этом доступ наружного воздуха через фильтр 18 в герметичный бак 19 прекращается. Под давлением сжатого воздуха обратный клапан 21 открывается и полученный сжатый воздух по трубке поступает в охладитель 24. Охладитель 24 находится внутри теплоизоляционного корпуса 9. В охладителе 24 сжатый воздух, проходя через змеевик 25,охлаждается от температуры охлаждающей смеси 26. В качестве охлаждающей смеси используется смесь льда с солью. Холодный сжатый воздух из охладителя 24 по трубке поступает в двойные стенки рубашки 35 и внутренней части испарителя-конденсатора 30, где находятся трубки 32, капиллярные трубки 31 и паросборник 34. При этом происходит одновременное охлаждение двойной стенки рубашки 35 и внутренняя часть испарителя-конденсатора 30. В результате прохода холодного сжатого воздуха через испарительконденсатор 30 пары фреона конденсируются,охлаждаются и температура, объем, давление фреона понижается. За счет этого эластичные сильфоны 22,23 уменьшаются в объеме и сжимаются. Тогда между герметичным баком 19 и эластичными сильфонами 22,23 давление воздуха понижается, образуется разрежение воздуха и под атмосферным давлением обратный клапан 20 открывается. Тогда через обратный клапан 20 в герметичный бак 19 поступает наружный воздух через фильтр 18. При этом герметичный бак 19 вновь заполняется новой порцией воздуха. Затем цикл повторяется снова и снова. Далее из испарителя-конденсатора 30 выходит сжатый воздух и по трубке поступает в нагнетательный трубопровод 39 через обратный клапан 38. По нагнетательному трубопроводу 39 сжатый воздух поступает в ресиверы 41,43,45. Из ресивера 41,43,45 сжатый воздух направляется к потребителям. Ресиверы 41,43,45 снабжены вентилями 40,42,44. Для нагрева сжатого воздуха предусмотрены верхние и нижние трубчатые змеевики 27,28. По нагнетательному трубопроводу 39 сжатый воздух поступает в верхний трубчатый змеевик 27 и нагревается от температуры воздуха греющего ящика 1, затем нагретый сжатый воздух поступает в нижний трубчатый змеевик 28, вторично нагревается от температуры песка и щебеня 29. Нагретый, горячий сжатый воздух выходит из греющего ящика 1 и по трубке поступает в ресивер 41 через вентиль 40 и далее направляется к потребителям. Описание работы конструкции третьего варианта сжатия воздуха и четвертого варианта сжатия воздуха подобны и отражены в описании работы конструкции первого варианта сжатия воздуха и второго варианта сжатия воздуха. Описание конструкции в статическом состоянии. 1. На фиг. 4 показана Солнечная воздушная турбина. В солнечной воздушной турбине происходит преобразование энергии сжатого воздуха в электрическую энергию. В воздушной турбине сжатый воздух используется в качестве рабочего тела. Солнечная воздушная турбина содержит ресивер 41, воздушную турбину 43,электрический генератор 44. Воздушная турбина 43 представляет собой роторный лопаточный двигатель, в котором энергия давления воздуха сначала в соплах преобразуется в кинетическую энергию, а на рабочих лопатках ротора - в механическую энергию вращения вала, с помощью электрических генераторов - в электрическую энергию. Основной частью воздушной турбины 43 7 21803 является ротор, состоящий из вала с насаженным на нем рабочим колесом, на котором укреплены рабочие лопатки. Перед лопатками имеется сопло,из которого сжатый воздух поступает на рабочие лопатки турбины. Струя сжатого воздуха,воздействуя на рабочие лопатки, вращает рабочее колесо и вал, совершая при этом механическую работу, а затем с помощью электрических генераторов в электрическую энергию. Электрический генератор 44 предназначен для преобразования механической энергии в электрическую. Вращающая часть генератора ротор, неподвижная часть - стартор. 2. На фиг. 5 показано Солнечное отопление. Солнечное отопление содержит ресивер 41 и отопительный радиатор 43. Внутри отопительного радиатора 43 установлено несколько рядов четырехгранных или цилиндрических трубок имеющие формы труба в трубе и состоит из наружной трубки 44 и внутренней трубки 45,изготовленные из легированной стали. Трубки 44,45 соединены между собой пластинками 50, которые изготовлены из листа тонкой, легированной стали и гофрированы для интенсивной турбулизации потоков воздуха, для обеспечения высокого коэффициента теплопередачи и для увеличения поверхности нагрева. Концы внутренней трубки 45 соединены с нижними и верхними коробками 48,46,по которым движется теплоноситель, горячий сжатый воздух. Концы наружной трубки 44 герметично закрыты, в них находится не полностью заполненное трансформаторное масло 49. 3. На фиг. 6 показано Солнечное охлаждение и увлажнение воздуха. Охладители и увлажнители предназначены для регулирования параметров воздуха в помещении и обеспечивают охлаждение,увлажнение воздуха. Для охлаждения и увлажнения воздуха в помещении данное устройство состоит из ресивера 43, охладителя 46 и увлажнителя 55. Охладитель 46 представляет собой прямоугольную форму, изготовленную из листовой легированной стали. Нижние и боковые стенки изолированы тепловой изоляцией, а верхняя стенка не теплоизолирована, для прохода через стенки температуры охлаждающей смеси 47. В охладителе 46 находится охлаждающая смесь 47 и трубчатый змеевик 48. В качестве охлаждающей смеси используют смеси льда с солью. Трубчатый змеевик 48 изготовлен из легированной стали и соединен трубкой с одной стороны с ресивером 43, с другой с трубкой 49 к потребителям. Увлажнитель 55 представляет собой прямоугольную форму,изготовленную из листовой легированной стали. Верхние и боковые стенки изолированы тепловой изоляцией, а нижняя стенка не теплоизолирована для охлаждения воды 56 от температуры охлаждающей смеси 47. В увлажнителе 55 на дне находится холодная вода 56, которая охлаждается от температуры охлаждающей смеси 47. Внутри холодной воды 56 установлено множество водоподъемных трубок 54, они имеют разные высоты и в нижней части установлены форсунки 51,которые соединены с трубкой 57. Дополнительно в 8 трубке 57 установлен распылитель 50. Водоподъемные трубки 54 и распылитель 50 расположены в шахматном порядке, с таким расчетом, чтобы внутренняя часть увлажнителя 55 камера орошения была полностью заполнена капельками воды, для образования в камере орошения мелкодисперсный распыл воды. В камере орошения имеется каплеотделитель-сепаратор 53 предназначенный для отделения каплей воды во влажном воздухе. Увлажнитель 55 с одной стороны соединен с ресивером 43, с другой стороны соединен с трубкой 52 с потребителями. Охладители и увлажнители устанавливают в оконных проемах или внутри помещения. Устройство похоже на кондиционер (для кондиционирования воздуха). 4. На фиг. 7 показана Солнечная водоподъемная установка. Использование энергии сжатого воздуха для подъема воды (жидкости) предлагаются эмульсионные водоподъемные установки водоподъемник А, душ Б, фонтан В, барбатер Г. Они установлены в цилиндрические или прямоугольные баки 54 с водой, который сообщается с атмосферой. Бак 54 погружен в сосуд 53 с водой (водоем), тоже имеющий прямоугольную или цилиндрическую форму сообщенной с атмосферой. В нижней боковой стенке бака 54 имеется заливной клапан 52 для заполнения бака 54 водой из сосуда 53 по принципу сообщающихся сосудов. 1) Внутри бака 54 установлен водоподъемник А,который состоит из водоподъемной трубы 55,нижняя часть расположена чуть выше от дна бака 54 и установлена форсунка 51, соединенная через трубки с ресивером 45. Верхняя часть водоподъемной трубы 55 направлена в приемный бак 57. С приемного бака 57 вода по трубке 56 поступает потребителям. 2)Внутри бака 54 установлен душ Б, который состоит из водоподъемной трубы 59, нижняя часть расположена чуть выше от дна бака 54 и установлена форсунка 49, соединенная через трубки с ресивером 45. Верхняя часть водоподъемной трубы 59 направлена в слив для душа 58. 3) Внутри бака 54 установлен фонтан В, который состоит из водоподъемной трубы 61, нижняя часть расположена чуть выше от дна бака 54 и установлена форсунка 47, соединенная через трубки с ресивером 45. Верхняя часть водоподъемной трубы 61 направлена в распылитель 60 с мелкими отверстиями для разбрызгивания воды. 4) Барбатер Г состоит из стеклянной трубы 66 заполненной водой 64 не полностью. Оба конца стеклянной трубы 66 закрыты пробками 63,68. В нижней части стеклянной трубы 66 установлена форсунка 65, для подачи сжатого воздуха из ресивера 45. В стеклянной трубе 66 образуются пузырьки воздуха 67, при этом создается комфорт,украшает помещение и оказывает благоприятное воздействие на человека. Все элементы установки расположены на горизонтальной поверхности и соединены между собой трубками. Описание конструкции в работе. 1. Солнечная воздушная турбина работает следующим образом. 21803 На фиг. 4 изображена Солнечная воздушная турбина. Из ресивера 41 сжатый воздух по трубке через вентиль 42 поступает в сопло воздушной турбины 43. Истечение сжатого воздуха через сопло происходит с большой скоростью. Из сопла сжатый воздух поступает на рабочие лопатки воздушной турбины 43. Струя сжатого воздуха, воздействуя на рабочие лопатки, вращает рабочее колесо и вал воздушной турбины 43. На валу воздушной турбины 43 посажен электрический генератор 44, где вырабатывается электрическая энергия. Отработавший сжатый воздух 45 выходит из воздушной турбины 43 в атмосферу или к потребителям. В воздушной турбине 43 сжатый воздух используется в качестве рабочего тела. Конструкции и принцип работы турбины известны и описаны во всех литературах, где рассматривают теплоэлектроцентрали Т.Э.Ц.,тепловые электрические станции Т.Э.С.,паротурбинные установки,газотурбинные установки, атомные электростанции. Примечание Конструкции и принцип работы турбины и генератора не изменены. 2. Солнечное отопление работает следующим образом. На фиг. 5 показано Солнечное отопление. Для отопления жилых и общественных зданий используется ресивер 41 и отопительный радиатор 43. Теплоноситель горячий сжатый воздух из ресивера 41 по трубке через вентиль 42 поступает в нижнюю коробку 48 отопительного радиатора 43 и проходит по внутренним трубкам 45 нагревая трансформаторное масло 49, которое находится в наружной трубке 44. Затем горячий сжатый воздух поступает в верхнюю коробку 46 и выходит по трубке 47 к потребителям, для отопления помещения. Нагретое трансформаторное масло 49 в наружной трубке 44 передает тепло через стенки в отапливаемое помещение. Помещение отапливается за счет горячего сжатого воздуха и тепла от трансформаторного масла. Благодаря этому происходит отопление помещения. 3. Солнечное охлаждение и увлажнение воздуха работает следующим образом. На фиг. 6 показано Солнечное охлаждение и увлажнение воздуха. Данное устройство состоит из ресивера 43, охладителя 46 и увлажнителя 55. Для охлаждения помещения холодным сжатым воздухом открывают вентиль 45, тогда сжатый воздух из ресивера 43 поступает в охладитель 46. В охладителе 46 внутри находится охлаждающая смесь 47 и трубчатый змеевик 48. Сжатый воздух,проходя через трубчатый змеевик 48, охлаждается от температуры охлаждающей смеси 47. Полученный холодный сжатый воздух по трубке 49 поступает к потребителям (для охлаждения помещения). В качестве охлаждающей смеси используют смесь льда с солью. Для увлажнения воздуха в помещении открывают вентиль 44, тогда сжатый воздух из ресивера 43 поступает в увлажнитель 55. В увлажнителе 55 на дне находится холодная вода 56,которая охлаждается от температуры охлаждающей смеси 47 через нижние стенки, так как нижние стенки увлажнителя 55 не теплоизолированы. Внутри увлажнителя 55 установлено множество водоподъемных трубок 54, они имеют разные высоты и в нижней части установлены форсунки 51,которые соединены с трубкой 57. Дополнительно в трубке 57 установлены распылители 50,водоподъемные трубки 54. Распылители 50 расположены в шахматном порядке, с таким расчетом, чтобы внутренняя часть увлажнителя 55(камера орошения) полностью была заполнена капельками воды, для образования в камере орошения мелкодисперсный распыл воды. С ресивера 43 через вентиль 44 сжатый воздух поступает в трубки 57. В трубке 57 установлены форсунки 51 и распылители 50, когда через форсунки 51 подается сжатый воздух, образуется смесь (эмульсия), пузырьки сжатого воздуха и воды поднимаются вверх по водоподъемной трубке 54. Происходит разбрызгивание воды и пузырьков воздуха, при этом образуется мелкодисперсный распыл воды. Водоподъемные трубки 54 имеют разные высоты, поэтому разбрызгивание воды и пузырьков воздуха равномерно распределяются по всему объему камеры орошения. Дополнительно через распылители 50 подается сжатый воздух, при этом внутри холодной воды 56 образуют пузырьки воздуха, они поднимаются вверх (в камеру орошения) за счет разности плотности. Сжатый воздух в камере орошения охлаждается, увлажняется и через каплеотделительсепаратор 53 поступает через трубки 52 к потребителям(для увлажнения воздуха в помещении). В каплеотделителе-сепараторе 53 происходит отделение каплей воды во влажном воздухе. 4. Солнечная водоподъемная установка работает следующим образом. На фиг. 7 изображена Солнечная водоподъемная установка. 1. Водоподъемник А работает следующим образом. Открывают вентиль 50, при этом сжатый воздух из ресивера 45 по трубке поступает в форсунку 51, установленную в нижней части водоподъемной трубы 55. Водоподъемная труба 55 установлена вертикально,нижняя часть расположена чуть выше от дна бака 54, верхняя часть направлена в приемный бак 57. Когда через форсунку 51 подается сжатый воздух, образуется смесь (эмульсия) пузырьков воздуха и воды, она поднимается по водоподъемной трубе 55 и поступает в приемный бак 57, далее по трубке 56 к потребителям. Если уменьшить диаметр водоподъемной трубы 55, воздушные пузырьки превращаются в воздушные пробки. Эти воздушные пробки поднимают воду вверх по водоподъемной трубе 55 порциями, а не в виде эмульсии. В баке 54 постоянно находится вода, которая сообщается с атмосферой. Бак 54 погружен в сосуд 53 с водой(водоем), который тоже сообщается с атмосферой. Бак 54 через заливной клапан 52 заполняется водой из сосуда 53 (водоем) по принципу сообщающихся сосудов. 2. Душ Б работает следующим образом. Открывают вентиль 48, при этом сжатый воздух из 9 21803 ресивера 45 по трубке поступает в форсунку 49,установленную в нижней части водоподъемной трубы 59. Водоподъемная труба 59 установлена вертикально, нижняя часть расположена чуть выше от дна бака 54, верхняя часть направлена в душ 58. Когда через форсунку 49 подается сжатый воздух,образуется смесь (эмульсия) пузырьков воздуха и воды, она поднимается по водоподъемной трубе 59 и поступает в душ 58. Если уменьшить диаметр водоподъемной трубы 59, воздушные пузырьки превращаются в воздушные пробки. Эти воздушные пробки поднимают воду вверх по водоподъемной трубе 59 порциями, а не в виде эмульсии. В баке 54 постоянно находится вода, которая сообщается с атмосферой, бак 54 погружен в сосуд 53 с водой(водоем), который тоже сообщается с атмосферой. Бак 54 через заливной клапан 52 заполняется водой из сосуда 53 (водоем) по принципу сообщающихся сосудов. 3. Фонтан В работает следующим образом. Открывают вентиль 46, при этом сжатый воздух из ресивера 45 по трубке поступает в форсунку 47,установленную в нижней части водоподъемной трубы 61. Водоподъемная труба 61 установлена вертикально, нижняя часть расположена чуть выше от дна бака 54, верхняя часть направлена в распылитель 60. Когда через форсунку 47 подается сжатый воздух, образуется смесь (эмульсия) пузырьков воздуха и воды, она поднимается по водоподъемной трубе 61 и поступает в распылитель 60 с мелкими отверстиями для разбрызгивания воды. Если уменьшить диаметр водоподъемной трубы 61, воздушные пузырьки превращаются в воздушные пробки. Эти воздушные пробки поднимают воду вверх по водоподъемной трубе 61 порциями, а не в виде эмульсии. В баке 54 постоянно находится вода, которая сообщается с(водоем), который тоже сообщается с атмосферой. Бак 54 через заливной клапан 52 заполняется водой из сосуда 53 (водоем) по принципу сообщающихся сосудов. 4. Барбатер Г работает следующим образом. Открывают вентиль 62, при этом сжатый воздух из ресивера по трубке поступает в форсунку 65,установленную в нижней части стеклянной трубы 66. Стеклянная труба 66 установлена вертикально,заполнена водой 64 не полностью. Оба конца стеклянной трубы 66 закрыты пробками 63,68. Когда через форсунку 65 подается сжатый воздух,образуются пузырьки воздуха 67 в воде 64. Эти пузырьки воздуха 67 поднимаются вверх по стеклянной трубе 66 беспорядочно и лопаются,подходя к верхнему уровню воды. Барбатер при установке в жилых и общественных помещениях,оказывает благоприятное воздействие на человека,украшает и создает комфорт в помещении. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Многофункциональное устройство для сильфонного сжатия воздуха, содержащее агрегат,включающий испаритель конденсатор,соединенный с эластичными сильфонами,размещенными в корпусе герметичного бака,соединенного через охладитель к испарителюконденсатору, отличающееся тем, что устройство дополнительно содержит три идентичных агрегата,последовательно подключенных друг к другу, в каждом агрегате один конец испарителя конденсатора соединен с охлаждающей смесью льда с солью, а другой через ресиверы с потребителями сжатого воздуха.

МПК / Метки

МПК: F24J 2/42

Метки: сильфонного, устройство, воздуха, многофункциональное, сжатия

Код ссылки

<a href="https://kz.patents.su/15-ip21803-mnogofunkcionalnoe-ustrojjstvo-dlya-silfonnogo-szhatiya-vozduha.html" rel="bookmark" title="База патентов Казахстана">Многофункциональное устройство для сильфонного сжатия воздуха</a>

Похожие патенты