021096 B1 021096 B1 (11) 021096

Евразийское
патентное
ведомство
(19)
(11)
021096
(13)
B1
(12)
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ
(45)
Дата публикации и выдачи патента
2015.04.30
(21)
(51) Int. Cl. F03G 6/04 (2006.01)
F24J 2/42 (2006.01)
Номер заявки
201101066
(22)
Дата подачи заявки
2009.08.20
(54)
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ В
МЕХАНИЧЕСКУЮ РАБОТУ
021096
Изобретение относится к гелиоэнергетике. Устройство для преобразования солнечной энергии
в механическую работу представляет собой герметичный парник, работающий от изохорного
процесса при помощи жалюзи и от поршня. Оно имеет второй аналогичный парник, соединенный
поршнем, и углекислый газ внутри находится под начальным давлением не более 60-65 атм.
Техническим результатом является повышение мощности.
B1
B1
(57)
(56) RU-C1-2013658
RU-C2-2232949
US-A-4682582
Большая
советская
энциклопедия,
ред.
Б.А.
Введенский.
Второе
издание.
Государственное научное издательство, "Большая
советская энциклопедия", 1953, том 23, с. 438
021096
(43) 2012.12.28
(86) PCT/RU2009/000420
(87) WO 2011/049476 2011.04.28
(71)(72)(73) Заявитель, изобретатель и патентовладелец:
ГРИГОРЬЕВ АЛЕКСЕЙ
АЛЕКСЕЕВИЧ (RU)
021096
Область техники - солнечная энергетика.
Уровень техники
Известны аналоги - изобретение 20130658, МПК7 037/06, 30.05.94, где нагревают газ от солнца в
герметичном парнике, работающем при помощи жалюзи.
Заявленное устройство также работает по изохорному принципу, также имеет двухпарниковую систему - левую и правую секции. Но жалюзи выполняют другую функцию, работая как экран, затеняя устройство от луча солнца. У аналога они служат для открытия и закрытия протока газа в охладительную
камеру.
Известен и прямой аналог - изобретение 2232949, С2, 7 24 2/Т6, 2/42, имеющий похожий принцип
работы, но он не может работать при большом начальном давлении газа внутри устройства (парника).
Сущность (раскрытие)
Техническим результатом является повышение мощности устройства за счет повышения начального давления газа внутри устройства вплоть до критического, при закачке его заранее через клапаны равномерно в секции парников. Например, критическое давление по углекислому газу - около 73 атм при
температуре 31°С.
Естественно стенки устройства и т.п. должны быть выполнены из прочного материала, но по возможности не толстого.
Из формулы изохорного процесса видно, что конечное давление напрямую зависит от начального
давления
где Pi - конечное давление;
Р0 - начальное давление;
t - разница температур.
Формула подтверждает частично технический результат, говоря о произведенной работе (А), но не
говоря о времени. А мощность, как известно, зависит от времени, т.е. газ в устройстве должен нагреться
за одно время как при 1 атм, так и при 10 атм, и более начального давления.
Закон калорометрии (теплоемкости) газов говорит, что нельзя нагреть, к примеру, углекислый газ 1
атм 1 м3 массой 2 кг и 1 м3 массой почти 400 кг при 70 атм за один промежуток времени. Автор предположил, что это в принципе возможно, т.к. основная часть тепла (энергии) идет на нагрев пустоты (вакуума) - промежутка между молекулами газа. Вакуум очень теплоизоляционен. Это свойство используется в
промышленности (термосах и т.п.).
Скорость (время) прогрева нетрудно проверить практически.
Берут две одинаковые емкости (баллоны и т.п. с датчиками температур): одну - под давлением 1
атм газа, другую - под давлением 10 атм или более. Помещают в холодное помещение временно (холодильник и т.п.), потом резко переносят обратно в тепло и убеждаются в синхронности подъема и падения
температур.
Заявленное устройство (см. фиг. 1-4) имеет две секции в виде герметичных парников - левую 1 и
правую 2, одинаковые и прикрепленные (приварены и т.п.) к платформе 4. Технологический чертеж парника секции показан на фиг. 3. Он состоит из 4 стенок (боковых) 7, 8, 9, 10 (вид плоскостей из металла),
имеющих внутри отражательную поверхность, одинаковых размеров; угол В 70°, E и K - по 55°. Имеется
входное "стекло" 3, которое крепится герметично, вид плоского квадрата - C, A, E, K (фиг. 4) из любого
прозрачного материала, твердого, способного удержать давление газа.
Конструкция парника известна из аналога. Обе секции 1 и 2 соединены поршнем 5, складывающимся в виде "гармони", полым внутри, как и место соединения с секциями для протока газа. Поршень посередине разделен перегородкой 6. Все соединения герметичны. Перегородка выполнена из металла 6. Сам
поршень выполнен из плотной резины, кожи и т.п. и способен выдержать большую нагрузку. Поршень
ходит внутри не менее 3 прутов 14, которые прикреплены к стенкам секций для правильного движения
поршня.
Пруты из прочного металла имеют круглое сечение, диаметр не менее 1 см при 1 м3. Имеются жалюзи 12 из сплошного и твердого материала - вид плоского квадрата. Двигаясь по роликам 11, которые
прикреплены сверху и снизу, вдоль всего устройства (фиг. 4), от одной секции к другой, жалюзи затеняют их поочередно от луча света. Чем меньше света попадает при этом, тем лучше для работы устройств.
Движение жалюзи проводится через определенный промежуток времени, в будущем - автоматически.
Соотношение размера устройства к размеру поршня - 1 к 1000, так как 2 секции - 2 м3, т.е. размер
поршня около 2-3 дм3. Ролики 11 прикреплены к платформе 4 крепежом (уголки из металла и т.п.) (фиг.
1-4).
Мощность устройства нетрудно просчитать по теплоемкости газа, зная среднюю скорость подъема
и падения температуры в секции парника (фиг. 3).
При эксперименте или работе устройства надо учитывать рабочее давление газа, возникающее при
-1-
021096
подъеме температур, т.е. при практическом давлении 73 атм. По углекислому газу начального давления
должно быть не более 60-65 атм.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показан вид устройства сзади; на фиг. 2 - вид устройства сбоку; на фиг. 3 - технологический чертеж парника (секции); на фиг. 4 - вид устройства спереди (от солнца).
Позиции на чертеже обозначают: 1 и 2 - левая и правая секции парников, 3 - входное "стекло", 4 платформа с крепежом, 5 - поршень, 6 - перегородка поршня, 7, 8, 9, 10 - стенки секций парников, 11 ролики, 12 - жалюзи - (фиг. 4, пунктиром), 14 - удерживающие пруты вдоль движения поршня, 15 - клапаны для закачки газа.
Осуществление изобретения
Заявленное устройство может работать в статическом состоянии: направлено строго на юг в сторону движения солнца. Но с большим эффектом при помощи механизма, вращающего платформу 4, - по
вертикали и горизонтали под углом луча 90° к входному "стеклу" 3.
Описание средств наведения, слежения и т.п. (за солнцем) не входит в рамки этой заявки.
Динамика
Когда жалюзи 12 закрывают левую секцию 1 от солнца (света), внутри парника произойдет резкое
падение температуры газа и давления. Газ, сжимаясь, будет втягивать поршень 5 внутрь секции парника
(1).
В тоже время в правой секции 2 нагретый газ в парнике от солнца будет производить давление на
поршень 5 и перегородку 6, двигая ее в сторону секции 1, т.е. в том же направлении.
Обратное движение поршня 5 произойдет после перемещения жалюзи 12 от левой секции 1 к правой 2 по роликам 11.
К перегородке 6 можно прикрепить любой механизм (с помощью рычага и т.п.).
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Устройство для преобразования солнечной энергии в механическую работу, содержащее по крайней мере две герметично изолированные секции, соединенные между собой каналом (5) с поршнем (6),
расположенным внутри канала, газовые клапаны, установленные в стенках секций, а также жалюзи, выполненные с возможностью перемещения посредством роликов от секции к секции, при этом каждая из
секций заполнена углекислым газом под давлением не более 60-65 атм.
Фиг. 1
Фиг. 2
-2-
021096
Фиг. 3
Фиг. 4
Евразийская патентная организация, ЕАПВ
Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
-3-