Двигатель предназначен для преобразования водяного или воздушного потока в электроэнергию. Двигатель для утилизации энергии текущей среды погружен в последнюю вдоль течения потока и содержит рабочий орган в виде бесконечной гибкой цепи, охватывающей шкивы, жестко связанные с валами, один из которых является валом отбора мощности, а также лопасти, расположенные перпендикулярно направлению потока и выполненные с возможностью складывания по типу книжки относительно оси, связанной с бесконечной...
Имя изобретателя: Ленев Николай Иванович Имя патентообладателя: Ленев Николай Иванович Адрес для переписки: Тел. моб. +375 (222) 32-35-43, Тел. 375 (029) 176-66-85 Дата начала действия патента: 2000.06.19
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Ноу-хау разработки, а именно данное изобретение автора относится к гидроэнергетике, в частности к устройствам для утилизации энергии текущей среды, и может быть использовано для преобразования энергии потока текущей среды, например, потока рек, в электрическую.
Известно устройство для утилизации энергии текущей среды, см., например, а. с. СССР N 1020620, F 03 B 13/12, опубликованное 30.05.1983 г. Известное устройство содержит каркас с окнами, установленные с его противоположных сторон валы, один из которых кинематически связан с электрогенератором, гибкий элемент, охватывающий упомянутые валы и снабженный лопастями. В известном устройстве лопасти профилированы и жестко закреплены на гибком элементе, а сам двигатель в рабочем состоянии размещен вдоль потока текущей среды, при этом текущая среда воздействует на лопасти, перемещая гибкий элемент, который при своем перемещении вращает валы, один из которых кинематически связан с электрогенератором, преобразуя энергию потока в электрическую энергию.
При этом текущая среда воздействует одновременно на лопасти обеих ветвей, заставляя перемещаться одну ветвь и, в то же время оказывая сопротивление перемещению второй ветви, т.е. оказывает большое сопротивление тыльным сторонам лопаток, при возврате их в рабочее положение, значительно снижая результирующую полезную движущую силу, снижая тем самым КПД устройства.
Известен также двигатель для утилизации энергии текущей среды, наиболее близкий по технической сущности к заявляемому (прототип), см. а.с. СССР 1694972, F 03 B 9/00 от 07.08.1989 г. Известный двигатель содержит каркас, установленные в каркасе с его противоположных сторон с возможностью вращения валы, один из которых кинематически связан с электрогенератором, гибкий элемент, охватывающий упомянутые валы и снабженный лопастями, закрепленными на нем с возможностью поворота, при этом на внутренних продольных стенках каркаса выполнены направляющие с пазами, а лопасти снабжены штырями с роликами, установленными в упомянутых пазах.
rnrnrnrnrnrnrnrnrn
Известный двигатель размещен в рабочем состоянии вдоль потока, по этому рабочий ход совершает только одна ветвь, вторая ветвь совершает холостой ход, что снижает КПД двигателя. Кроме того, несмотря на горизонтальное расположение лопастей при холостом ходе, поток текущей среды воздействует на их торцы и тыльную сторону при возвращении лопастей в рабочее положение, создавая силу, противодействующую рабочему ходу, что дополнительно снижает КПД двигателя. Следует отметить также, что для снижения сопротивления потока перемещению лопастей при их холостом ходе, лопасти поворачиваются и лежат на гибком элементе, для чего они поворотно закреплены на последнем только своей нижней кромкой, а чтобы они не смещались потоком и не поджимались к гибкому элементу при своем рабочем ходе, в местах крепления вынесены пальцы и упоры, что усложняет конструкцию, а также снижает надежность работы двигателя. К тому же упомянутые пальцы и упоры размещены у основания лопастей, по этому при воздействии потока на последние возникает значительный крутящий момент, стремящийся повернуть лопасти относительно упоров, что приводит к повреждению упоров и отрыву лопастей, что также снижает надежность работы двигателя.
Задачей изобретения является создание двигателя для утилизации энергии текущей среды, размещение которого по отношению к направлению ее потока и в котором выполнение крепления лопастей на гибком элементе было бы выполнено так, чтобы максимально исключить их холостой ход, что обеспечило бы высокую надежность и высокий КПД двигателя.
Указанная задача решается тем, что в известном двигателе, содержащем погруженный в текучею среду каркас с проходными окнами, установленные в каркасе с его противоположных сторон с возможностью вращения валы, один из которых кинематически связан с электрогенератором, гибкий элемент, охватывающий упомянутые валы и снабженный лопастями, закрепленными на нем с возможностью поворота, при этом на внутренних продольных стенках каркаса выполнены направляющие с пазами, а лопасти снабжены штырями с роликами, установленными в упомянутых пазах, согласно изобретению, каркас размещен продольной стороной поперек потока текущей среды, проходные окна выполнены на продольных стенках каркаса, а на криволинейных участках движения гибкого элемента установлено с возможностью взаимодействия с лопастями средство для изменения положения последних относительно упомянутого гибкого элемента на противоположное, лопасти на гибком элементе закреплены своей средней частью и в рабочем состоянии установлены под углом к направлению потока и с возможностью перекрывания межлопастных промежутков одной ветви лопастями другой ветви, причем в каркасе выполнены по меньшей мере две пары направляющих, штыри с роликами закреплены на боковых кромках лопастей, а ролик каждого штыря установлен каждый в пазу отдельной направляющей соответствующей пары.
При этом целесообразно, чтобы по крайней мере одна из направляющих каждой пары была установлена с возможностью перемещения посредством дополнительного механизма, например винтового, размещенного на каркасе.
Также целесообразно, чтобы угол наклона лопастей по отношению к направлению потока составлял 20-50o.
Удобно, чтобы гибкий элемент представлял собой цепь, трос из синтетического материала и т.п., а на криволинейном участке его перемещение было бы размещено средство для изменения положения лопастей относительно троса на противоположное.
В дальнейшем изобретение поясняется описанием конкретного примера его выполнения и чертежами, где на фиг. 1 схематично изображен общий вид предлагаемого двигателя, на фиг. 2 - Двигатель для утилизации энергии текущей среды, вид сверху, на фиг. 3 - размещение ряда двигателей в русле реки.
Лопасти 7 закреплены на тросе 6 наклонно, под оптимальным углом 30-45. Рабочий угол наклона составляет 20-50 и зависит от угла вхождения потока в проходные окна 2, который в свою очередь зависит от величины угла наклона (подъема) русла, и от скорости вхождения текущей среды. Лопасти 7 размещены на тросе 6 так, чтобы промежутки между лопастями 7 одной ветви были перекрыты лопастями 7 другой ветви, для того, чтобы исключить бесполезное протекание потока через упомянутые промежутки, при этом общая площадь поверхности лопастей 7 перекрывает площадь проходного сечения окон 2 каркаса 1. При установке двигателя в русле реки потребное количество и размеры двигателя определяются потребной мощностью электрогенератора 5, размерами и мощностью потока. При установке нескольких двигателей они кинематически связываются с общим валом отбора мощности 12 и электрогенератором 5. Двигатели крепятся к стойкам 13, установленным в русле реки.Двигатель для утилизации энергии текущей среды содержит каркас 1, в котором на продольных стенках выполнены проходные окна 2. В каркасе 1 с возможностью вращения установлены валы 3, один из которых связан посредством цепной передачи 4 с электрогенератором 5. Указанные валы 3 охватывает гибкий элемент, в данном примере - трос 6 из синтетического материала. На тросе 6 шарнирно закреплены лопасти 7. На внутренних стенках каркаса 1 закреплены направляющие 8, по паре с каждой стороны. На боковых кромках лопастей 7 жестко закреплены штыри 9 с роликами 10. Упомянутые ролики 10 каждой лопасти 7 размещены каждый в отдельную направляющую 8, одной из пар. Для регулирования угла наклона лопастей 7 по крайней мере одна из направляющей 8 каждой пары выполнена с возможностью перемещения любым известным образом, в данном примере она снабжена на своих концах выступами (не показано), входящими свободно в пазы торцевых направляющих (не показано) и перемещающаяся посредством винтового механизма 11, на винт которого опирается.
rnrnrnrnrnrnrnrnrn
Для того, чтобы поток всегда перемещал лопасти 7 в требуемом направлении, двигатель снабжен средством 14 для изменения положения лопастей 7 относительно троса 6 на противоположное, закрепленным на участке криволинейного перемещения троса 6 с возможностью взаимодействия с указанными лопастями 7. Указанное средство 14 в данном примере выполнено в виде выступа.
Двигатель работает следующим образом: в исходном положении каркас 1 двигателя закрепляют под водой с помощью стоек 13. Лопасти 7 при этом установлены под углом = 0o к направлению потока текущей среды. Далее постепенно увеличивают угол наклона лопастей 7 к потоку под углом до 20-50. Для чего включают винтовой механизм 11, винт которого одновременно воздействует на подвижные направляющие 8 каждой из пар, перемещая их по торцевым направляющим (не показано), при этом штыри 9 с роликами 10 перемещаются по пазам направляющих 8, разворачивая лопасти 7. Такое постепенное увеличение угла наклона лопастей 7 к направлению движения потока позволяет избежать ударных нагрузок на узлы устройства и электрогенератора 5, что повышает надежность двигателя. Оптимальная величина угла зависит от скорости потока и угла наклона (подъема) русла. Оптимальная величина угла составляет 30-45o. Рабочая - 20-50o. При угле менее 20o уменьшается сила воздействия потока на лопасти 7, а следовательно, и величина КПД двигателя.
При угле больше 50o резко увеличивается сопротивление лопастей 7 потоку, что снижает надежность работы. При повороте лопастей 7 на требуемый угол , на последние начинает воздействовать поток текущей среды, проходящий через входные окна 2 каркаса 1. Лопасти 7 начинают перемещаться и гибкий трос 6, на котором они закреплены, охватывающий валы 3, приводит их во вращение. Вращение валов 3 посредством цепной передачи 4 передается непосредственно на электрогенератор 5 или на общий вал отбора мощности 12 (фиг. 3), если установлено несколько двигателей. При этом энергия потока преобразуется в электрическую.
Размещение каркаса 1 своими продольными сторонами с проходящими окнами 2 поперек потока текущей среды и установка лопастей 7 на гибком тросе 6 с возможностью перекрытия межлопастных промежутков одной ветви лопастей 7 другой ветви и установка на криволинейном участке перемещения троса 6 средства 14 для изменения положения лопастей 7 относительно троса на противоположное, выполненного например, в виде выступа, с которым взаимодействует торцевая кромка лопастей 7 позволяет использовать всю движущую силу потока, не допуская его бесполезного прорыва, что увеличивает КПД двигателя. Поток текущей среды, при таком размещении лопастей 7, воздействует одновременно на лопасти 7 обеих ветвей, перемещая их только в требуемом направлении, исключая противодействие потока перемещению одной из ветвей, как в других известных устройствах максимально исключая тем самым ее холостой ход, что значительно увеличивает КПД двигателя.
Следует отметить также, что крепление штырей 9 с роликами 10 на боковых кромках лопастей 7, дополнительно увеличивают жесткость последних, повышая надежность устройства.
Выполнение гибкого элемента в виде троса 6, а не ленты, как в прототипе, позволяет снизить до минимума его прогиб и боковое смещение, что также увеличивает надежность работы двигателя и его КПД.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Двигатель для утилизации энергии текущей среды, содержащий погруженный в последнюю каркас с проходными окнами, установленные в каркасе с его противоположных сторон с возможностью вращения валы, один из которых кинематически связан с электрогенератором, гибкий элемент, охватывающий упомянутые валы и снабженный лопастями, закрепленными на нем с возможностью поворота, при этом на внутренних продольных стенках каркаса выполнены направляющие с пазами, а лопасти снабжены штырями с роликами, установленными в упомянутых пазах, отличающийся тем, что каркас размещен своей продольной стороной поперек потока текущей среды, а проходные окна выполнены на его продольных стенках, на участке криволинейного перемещения гибкого элемента установлено с возможностью взаимодействия с лопастями средство для изменения их положения относительно упомянутого гибкого элемента на противоположное, причем лопасти на гибком элементе закреплены своей средней частью и в рабочем состоянии установлены под углом к направлению потока и с возможностью перекрывания межлопастных промежутков одной ветви лопастями другой ветви, в каркасе выполнено по крайней мере две пары направляющих, штыри с роликами закреплены на боковых кромках лопастей, а ролик каждого штыря помещен в отдельную направляющую соответствующей пары.
2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что по крайней мере, одна из направляющих каждой пары в каркасе установлена с возможностью перемещения, а двигатель дополнительно снабжен механизмом для перемещения указанной направляющей.
3. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что гибкий элемент выполнен в виде цепи или троса.
4. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что угол наклона лопастей к направлению потока составляет 20-50°.
5. Двигатель по п.2, отличающийся тем, что механизм для перемещения продольных направляющих выполнен, например, винтовым, продольные направляющие для своего перемещения установлены на торцовых направляющих, выполненных в каркасе, соединены с ними скользящим соединением и опираются на винт упомянутого винтового механизма.
6. Устройство по п.3, отличающееся тем, что средство для изменения положения лопастей относительно троса выполнено, например, в виде упора, закрепленного на стенке каркаса или на направляющей.
Разместил статью: search
Дата публикации: 22-04-2003, 20:34
Назначение: в гидроэнергетике, в частности в машинах для преобразования энергии воды. Сущность изобретения: машина включает пару "цилиндр-поршень", один из элементов которой закреплен на опоре, а другой расположен на поверхности воды посредством связанного с ним поплавка. Цилиндр содержит входное и выходное отверстия для связи с емкостью, в которой размещено устройство для дальнейшей передачи энергии. Поршень закреплен на опоре. Поплавок установлен на внешней поверхности цилиндра. Емкость...
Ноу-хау разработки, а именно данное изобретение автора относится к области ветро- и гидроэнергетики и может быть использовано для выработки ветровой и гидроэнергии и преобразования их в электроэнергию. Технический результат заключается в упрощении конструкции преобразователя и повышении мощности и чувствительности к слабым потокам ветра и воды. Преобразователь содержит установленные на круговом пути взаимосвязанные платформы, каждая из которых, в свою очередь, включает кинематически связанные...
Никакого начала не было - безконечная вселенная существует изначально, априори как безконечное пространство, заполненное энергией электромагнитных волн, которые также существуют изначально и материей, которая состоит из атомов и клеток, которые состоят из вращающихся ЭМ волн.
В вашей теории есть какие-то гравитоны, которые состоят из не известно чего. Никаких гравитонов нет - есть магнитная энергия, гравитация - это магнитное притяжение.
Никакого начала не было - вселенная, заполненная энергией ЭМ волн , существует изначально.
То есть, никакой энергетической проблемы не решилось от слова совсем. Так как для производства металлического алюминия, тратится уймище энергии. Производят его из глины, оксида и гидроксида алюминия, понятно что с дико низким КПД, что бы потом его сжечь для получения энергии, с потерей ещё КПД ????
Веселенькое однако решение энергетических проблем, на такие решения никакой энергетики не хватит.
Вместо трудновыполнимых колец, я буду использовать,цилиндрические магниты, собранные в кольцевой пакет, в один, два или три ряда. На мой взгляд получиться фрактал 1 прядка. Мне кажется, что так будет эффективней, в данном случае. И в место катушек, надо попробывать бифиляры или фрактальные катушки. Думаю, хороший будет эксперимент.
Проблема в том, что человечество зомбировано религией, что бог создал всё из ничего. Но у многих не хватает ума подумать, а кто создал бога? Если бога никто не создавал - значит он существует изначально. А почему самому космосу и самой вселенной как богу-творцу - нельзя существовать изначально?
Единственным творцом материального мира, его составной субстанцией, источником движения и самой жизни является энергия космоса, носителем которой являются ЭМ волны, которыми как и полагается богу заполнено всё космическое пространство, включая атомы и клетки.
От углеводородов кормится вся мировая финансовая элита, по этому они закопают любого, кто покусится на их кормушку. Это один. Два - наличие дешевого источника энергии сделает независимым от правительств стран все население планеты. Это тоже удар по кормушке.
Вначале было то, что существует изначально и никем не создавалось. А это
- безграничное пространство космоса
- безграничное время протекания множества процессов различной длительности
- электромагнитная энергия, носителем которой являются ЭМ волны, которыми как и положено творцу (богу) материального мира, заполнено всё безграничное пространство космоса, из энергии ЭМВ состоят атомы и клетки, то есть материя.
Надо различать материю и не материю. Материя - это то, что состоит из атомов и клеток и имеет массу гравитации, не материя - это энергия ЭМ волн, из которых и состоит материя