Генератор энергии

 

ГЕНЕРАТОР ЭНЕРГИИ, состоящий из двух камер, разделенных полупроницаемой мембраной, одна из которых заполнена раствором со'ли, а другая - растворителем, отличающийся тем, что, % целью обеспечения непрерывности работы, генератор снабжен смеситель, ной камерой, соединенной с камерой генератора, заполненной раствором, и параллельно соединенньми питателями раствора,' каждый из которых Содержит две камеры, разделенные полупроницаемой мембраной, одна из которых заполнена ра;створом соли, а другая - растворителем.S

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И)

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТГНРЦТИИ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬС 3 ВУ (21) 2584502/23-26 (22) 01.03.78 (46) 30.03.84. Бюл.№12 (72) П.И. Глужге, И.Д.Запорожец и Е.Т. Синотина (71) Всесоюзный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт гидротехники им. Б.Е. Веденеева (53) 532.711.66.067(088.8) (56) 1. Патент США №3423310, кл.210-23, опублик. 1969.

2. Патент США ¹3344926 кл. 210-321, опублик, 1967.

3. Патент Англии №- 1343891, . кл. 131/Х, опублик; 1971 (прототип).

3(SD В 01 Р 13/001Г 03 В 17/00 (54)(57) ГЕНЕРАТОР ЭНЕРГИИ, состоящий из двух камер, разделенных прлу- проницаемой мембраной, одна из ко6 торых заполнена раствором соли, а другая — растворителем, о т— л и ч а ю шийся тем, что, целью обеспечения непрерывности работы, генератор снабжен смесительной камерой, соединенной с камерой генератора, заполненной раствором, и параллельно соединенными питателями раствора, каждый из которых содержит две камеры, разделенные . полупроницаемой мембраной, одна из которых заполнена раствором соли, а другая — растворителем.

1 720852 1

Йзобретение относится к области . Цель достигается тем, что генераэнергетикй и касается- получейия — . тор снабжен смесительной камерой, сое. эйергии в йромышленном масштабе с динейной с камерой генератора, за =йбйбфМ" осмоса йФ"полупроницаемых полненной раствором, и параллельно мембранах-."- :- ----- " .::. †.--- - — - соединенными питателями раствора, Известны устройства- для" получе- "каждый из которых содержит две каме ййя-энергии, основайные на явлении ры, разделенные йолупроницаемой мемб осмоса на полупроницаемых мембра- раной, одна из которых заполнена расъ нах, состоящие йз мембраййого айпа- вором соли, а другая — растворитерата и рабочего органа Г1 и 2 3 . : 10 лем.

В цилиндре, подсоединенном к камере, - . Генератор схематически представлен . Ъаполненной раствором, у тановлен на фиг.1, продольный разрез на поршень. Во второй кймеРЪ", оФ4И ан.- фиг.2 - разрез А-А на фиг.1 на ной от первой полупроницаемой меиб- фиг.3 - разрез Б-Б на фиг. 1. раной, находится пресная вода. Вслед- 1 Генератор состоит из двух частей.

И .вйе ЙХейиФ"йрямого осмоса iigei=" " .Верхняя часть, представляющая собой ая -Ыбфа= РОхОдйт"ЧЕРЕЗ" ПОЛуНРФНИ"- . УСтРОйетВО дЛя ПОддЕРжаНИя КОНцЕНтРацаемую мембрану и увеличйвает объем ции,раствора, состоит иэ ряда емкостей раствора в первой камере, что приво - . t-5, выполненных, например, из металдйт"к йбДЯйу "поршня; "-:-:--"- -:==----===;- :- - 2О лических труб со сплошными стенками, Гйдростатическое давлейие при- - -, закрытых с торцов заглушками 6. В давлений раствора и растворителя — -- " ницаемые мембраны в виде полых воло "й достигает больших величин (100 "ат кон 7. Последние закрыты с одного и выше). Однакб промышйениого исполь- 2 (нижнего) торца, а другим (открыгым)

"= ="зоваййя "такое "устройство не нашло " -" концом соединены с полостями 8. Пос-, " " вследствие черезвычаййо" низкой мощйос- ледние сообщаются посредством трубок ти устройства. " .-, :.. . 9, снабженных клапанами с трубкой

="иМГе5М% =ге1Ге)Валор эМеИ ; "

----. z:-другая — растворителем $3 Гене- 13, снабженных клапанами, подключены ратор представляет собой еййость т4 - к насосу 14. Из йолостей 12 выведебйческои"формы с двоЪйймйпер4оряро = чы трубки 15 (с клапанами), соединенванными стенками между которыми sa- 35 ные со сборной трубой 16 и резервуа-жата полупроницаемая *мембрайа. ЕИЖсть " ром 17. зайолненй расСолом и помещена -в р*е-" Кроме того, из полости 12 выведезервуар, залитый растворителем. При ны .трубкй 18 с обратными клапанами

" дйффузии растворителя в раствор объем 19, соедийенные с второй частью гене" йоследнего увеличивается, а получае- 40 ратора. мйФ йрй этом Моток - жйдкоИИ "под дав- Вторая часть генератора представ леййем через" Сойла Кодается " йапрй-" ляет собой емкость 20, например мер," на гидротурбину" -" -" - " -" металлическую трубу со сплошными стен=йользуют электролитические растворы 5 городками 21 с отверстиями и закры-.

=высокой койцейтрации (607), обладай туЫ с торцов заглушками 22. ". щйе осмотйческйм давлением до 2800 ат, В емкости 20, размещены (со спираль" " прИ использовании растворов с очень 5О целлюлозы, которые образуют две полосвь1сокой концентрацией солей, периодич,, ти 24 и 25. Полость 24, закрытая с ванйя" жецйально приготовленййх раст- трубы 26 (с клапаном) с насосом 27, ° ВЯ-, В -:---::--,----" !--" - ":- генератора для получения энергии ??, цов, сообщается с полостями 28 и 29 Целью изобретения является обеспе- " камн 21. Полость 28, являющаяся чение непрерывной работы генератора. смесительной камерой, сообщается

52 4 ваемой мощности. При поступлении

1 пресной воды в полость 24 пресная вода вследствие явления прямого осмо са начнет диффундировать через мембраны и разбавлять соленую воду, имею щуюся в полостях 25,28,29, что приводит к увеличению ее Объема и повышению гидростатического давления в указанных полостях. Открыв клапан тру. бы 32, подают поток жидкости под давлением, например, на гидрогенератор для выработки энергии.

При диффузии пресной воды в соле. ную происходит разбавление последней, зто приводит не только к сниже--! нию осмотического давления но и к

% сниженин скорости диффузии, к снижению гидростатнческого давления и расхода воды, а следовательно, и к значительному снижению вырабатываемой мощности.

Для.автоматического и непрерывного поддержания заданного осмотического давления в емкостй 20 в нее непрерывно подают рассол повышенной концентрации, для чего используют емкости 1-5.

В начальный период работы генератора после снюкения задаинбго давления в полости 28, которое регистри рует датчик давления, включают насос 11, последний поочередно (с заданными интервала и) непрерывно подает в полости 8 емкостей 1-5 пресную воду, которая поступае;. во внутренние полости полых волокон 7.

В результате диффузии пресной воды через стенки полых волокон объем соленой воды, заполняющей промежутки между волокнами, повышается с соответствующим увеличением давле ния в емкости 1.

Так как концентрация соленой воды в емкости 1 выше концентрации воды в емкости 20, то и давление в ней будет превьшiать давление B емкости 20, в связи с чем обратный клапан 19 автоматически откроется и концентрированная- соленая вода иземкости 1 будет поступать в полость 28.

При этом однако будет происходить. снижение концентрации воды в емкости 1.

3 7208 с емкостями 1-, 5, а полость 29 соеди-нена трубой 30 (с клапаном) с насосом 31. Кроме того, из полости 29 выведены трубы 32 и 33 (с клапанами), а из полости 24 — труба 34 (с клапа5 ном).

В емкостях 1-5 и в полости 28 установлены датчики давления (не показаны), связанные, например, с электроприводами, управляющими ра- 10 ботой клапанов, которые также могут открываться и закрываться вручную.

Генератор работает следующим образом.

С помощью насоса 11 при открытых клапанах трубок 9 и закрытых клапа- . нах трубок 15 и 18 заполняют емкости

1-5 раствором соли повышенной концентрации, например 10-40Х. Для получения растворов высокой концентрации, 2Онапример 20-40%, также могут быть использованы природные соленые воды, например воды из морских заливов, со- ляных озер, соленые воды, полученные выпариванием, концентрированные растворы, получаемые при разработке соляных копей бишофита (в частности, например, с концентрацией 403) с закачиванием пресной воды под землю и извлечением растворов высокой концентрации и т.п.

После заполнения емкостей 1-5 раствором соли -закрывают клапаны подводящих труб. Одновременно с помощью насоса 31 при открытом клапа. не трубы 30 и закрытых клапанах труб 32, 33 и 34, заполняют полости

25,28,29 водным раствором солей, например, с концентрацией 10X., после чего закрывают клапан трубы 30. Для заполнения емкости 20 могут бытЪ использованы те же соленые воды, что и для заполнения емкостей 1-5, но с соответствующим разбавлением их пресной водой или соленой водой низкой концентрации, например, морской водой с тем, чтобы концентрация раствора в емкости 20 была примерно в два раза ниже средней концентрации раствора в верхней части генератора.

Затем с помощью насоса 27 черед трубу 26 (при закрытом клапане трубы 34) непрерывным потоком под давлением 1-2 ат в свободные полости 24 емкости 20 подают пресную воду.

При Отсутствии пресной воды можно 55 . использовать соленую воду невысокой концентрации, например, 1-3Х, что однако приводит к снижению вырабатыКогда концентрация воды (и давление) в емкости 1 снизится, например, с 25 до 20Х датчик давления в полости

12 с помощью элект|опривода откроет клапан через который подается прес»

j 7208 ная вода в емкость 2, которая начнет работать одновременно с емкостью 1, При снижении концентрацйи в емкости t с 20 до 15Х автоматически включается в работу емкость 3, а при снижении концентрации (s емкости 1) ниже 15Х включается емкость 4.

Одновременно с этим емкость 1 от— -ключают, для чего автоматически от-крывают клапан спускной трубы 15 1О

"---и сливают разбавленную соленую воду

s сборный резервуар 17. Пресная вода при этом диффундировать в емкости

1 не будет, так как -отсутствует соленая вода. При этом обратный клапан f5

19 емкости 1 автоматически закроется, так как давление в емкости 20 будет выше давления в емкости 1.. После этого емкость 1 (при закрытом клапане трубы 15) заполняют концент- 20 рированной соленой водой.

Емкости 2-5 работают аналогичным образом. В связи с этим после пускового периода одновременно и непрерыв. но будут работать три из пяти емкос" 25 тей 1-5, а в двух других емкостях поочередно производят спуск разбавленной соленой воды и заполнение кон. центрированной соленой.

В трех .емкостях, работающих одно-. З0 временно (т.е. подающих непрерывно под давлением концентрированную соле ную воду в емкость 20), концентрация рассола будет различной, а именно

25,20 и 15Х, средняя концентрация 20%. З5

Соленые воды (различных концентра-, ций), одновременно поступающие в емкость 28, смешиваются с соленой водой имеющейся в емкости 20, и повышают ее концентрацию. Так, например, при, 40 поступлении в емкость 20 пресной воды (вследствие диффузии) в количестве

100 л/с, для поддержания заданной концентрации (например C=10X) непре..рывно нужно подавать такое же ко личество (т. е. 100 Ис) .соленой воды с концентрацией С 20Х.

Таким образом, в результате совместной работы обеих частей генера50 тора может быть обеспечено непрерывное поддержание заданного осмотического давления и мощности генератора в заданных пределах, 52 .6

При этом необходимо отметить, что совместная работа двух частей генератора приводит к увеличению мощности основного генератора в два раза. Вызвано это тем, что в основной (нижний) генератор, помимо диффундирующей через мембраны пресной воды (например, с расходом

1004/с) поступает такое же количество (т. е. 100 Л(с) концентрированной воды. В связи с этим расход воды из основного генератора будет равен 200 h/c, а так как давление не меняется, то вырабатываемая мощность удваивается.

При этом объем соленой воды в емкости 20 остается неизменным и добавление в нее раствора C=10X требуется лишь периодически для компенсации возможных утечек.

Соленая вода с концентрацией

С=14-15Х, собираемая в резервуаре

17, может быть возвращена в морской залив, озеро и т.п. или направлена в испарительные бассейны для повышения ее концентрации и повторного использования, что позволяет организовать работу по замкнутому циклу.

Для работы основных генераторов могут быть использованы также и природные соленые воды низких концентраций. Так, например, возможно создание электростанции с генераторами, использующими океанскую воду с С ЗХ и пресную воду, например воду, реки,. впадающую в океан.

При этом в верхнюю часть генератора подают океанскую воду с С=ЗХ, а s основную (нижнюю) часть генератора соленую (океанскую) воду, разбавленную до Ci-1,25Х. В верхней части генератора (в результате прямого осмоса) концентрацию океанской воды с С=ЗХ снижают до C=2-2,5% и подают ее в основной генератор для поддержания в нем заданной концентрации (С1-1,25X).

Повышение мощности генератора может быть достигнутым за счет использования мембран с повышенной пропускной способностью, а также увеличением плотности укладки мембран в емкостях., 720852

Я-д фиг. 2

Фиг. Х

ВНИИПИ Заказ 2405/3 Тираа 682 Поу исное

Филиал ППП "Батеыт1", г. Ужгород, ул.Проектная,4