ГРАВИТАЦИОННЫЙ АККУМУЛЯТОР

ГРАВИТАЦИОННЫЙ АККУМУЛЯТОР


RU (11) 2216645 (13) C2

(51) 7 F03G3/00 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 20.11.2007 - прекратил действие, но может быть восстановлен 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 2001125836/06 
(22) Дата подачи заявки: 2001.09.21 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2001.09.21 
(43) Дата публикации заявки: 2003.05.27 
(45) Опубликовано: 2003.11.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: SU 1300189 A1, 30.03.1987. US 6206141 B1, 27.03.2001. DE 3707247 A1, 08.10.1987. СН 621853 А5, 27.02.1981. GB 2060815 А, 07.05.1981. 
(71) Заявитель(и): Морев Генрих Павлович 
(72) Автор(ы): Морев Г.П. 
(73) Патентообладатель(и): Морев Генрих Павлович 
Адрес для переписки: 443115, г.Самара, ул. Бубнова, 8, кв.85, Г.П.Мореву 

(54) ГРАВИТАЦИОННЫЙ АККУМУЛЯТОР 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к энергетике, и позволяет решить проблему энергоснабжения на жизненно важных объектах гражданского и оборонного назначения в непредвиденных обстоятельствах и аварийных ситуациях. Гравитационный аккумулятор с гиревым приводом имеет несущую конструкцию в виде подъемно-транспортного механизма, содержащего прямоугольную раму с колесами и возможностью перемещения по направляющим, закрепленным на вертикальных опорах в продольном направлении, тележку на колесах с возможностью перемещения по направляющим рамы в поперечном направлении, полиспаста с цепными звездочками и двумя обоймами: верхней, к которой крепится цепь, связывающая обоймы, и нижней, снабженной крюком для подвешивания гири, редуктор, кинематически связанный с полиспастом, тормоз, реверсивный механизм, автоматическую бесступенчатую коробку передач, например клиноременный вариатор, генератор, мотор, комплект гирь и емкость для свободного конца цепи. 2 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Предлагаемое изобретение предназначено для использования в энергетике в качестве резервного источника энергоснабжения в непредвиденных обстоятельствах на жизненно важных объектах гражданского и оборонного назначения, а также может быть встроено в разные технологические схемы, связанные с использованием альтернативных источников энергии: солнца, ветра, морских волн, геотермальных вод и т.д.

Гравитационный аккумулятор с гиревым приводом имеет несущую конструкцию в виде подъемно-транспортного механизма, содержащего прямоугольную раму с колесами и возможностью перемещения по направляющим, закрепленным на вертикальных опорах в продольном направлении, тележку на колесах с возможностью перемещения по направляющим рамы в поперечном направлении, полиспаст с цепными звездочками и двумя обоймами: верхней, к которой крепится цепь, связывающая обоймы, и нижней, снабженной крюком для подвешивания гири, редуктор, кинематически связанный с полиспастом, тормоз, реверсивный механизм, автоматическую бесступенчатую коробку передач, например клиноременный вариатор, генератор, мотор, комплект гирь и емкость для свободного конца цепи.

Конструкция обладает достоинствами, обеспечивающими ее конкурентоспособность.

Предлагаемое изобретение относится к устройствам, использующим силу притяжения земли (гравитацию), энергоносителем является твердое тело.

Известен аккумулятор с гиревым приводом, имеющий двигатель в виде барабана со звездочкой, находящейся в зацеплении с цепью, один конец которой соединен с гирей, другой свободный; систему колес, ход или спусковой механизм, регулятор, стрелочный механизм, механизм заводки.

Эти признаки характеризуют устройство известных настенных часов, где путем создания искусственного перепада высот между гирей и землей с помощью механизма заводки гиря становится носителем заряда потенциальной энергии, которая с помощью гравитации вновь может превратиться, после пуска часов, в кинетическую энергию, приводя в движение механизм часов.

Недостатками этого устройства являются незначительная, используемая в аккумуляторе энергия и конструктивные особенности, затрудняющие использование его в других видах деятельности, например в энергетике. Предлагаемый аккумулятор отличается от известного тем, что имеет полиспаст с цепными звездочками и двумя обоймами: верхней, к которой крепится цепь, связывающая обоймы, и нижней, снабженной крюком для подвешивания гири; редуктор, кинематически связанный с полиспастом, тормоз, реверсивный механизм, автоматическую бесступенчатую коробку передач (например, клиноременный вариатор), генератор, мотор, вертикальную шахту, комплект гирь и емкость для свободного конца цепи.

Задачей изобретения является создание резервных источников энергоснабжения в непредвиденных обстоятельствах на жизненно важных объектах гражданского и оборонного назначения, а также новых возможностей для развития невостребованной альтернативной энергетики, не наносящей вреда природе.

Отметим некоторые свойства аккумулятора и технические результаты, возможные при его использовании.

1. Аккумулятор имеет вертикальную структуру построения и занимает относительно малую площадь.

2. Имеет значительный срок службы - (ресурс) и КПД, характерные для механических устройств.

3. Выдает энергию с заданными параметрами.

4. Высокая готовность, быстрый запуск в любое время года.

5. Может иметь значительную агрегатную емкость и плотность аккумулирования энергоносителя.

6. Полная сохранность аккумулированной энергии независимо от времени хранения.

7. Единовременный расход на энергоноситель, который после покупки становится инвентарем.

8. Он автономен, и может быть в принципе установлен в любом месте.

9. Наибольший эффект от применения аккумулятора зависит от величины коэффициента использования. Это может быть достигнуто применением аккумулятора для сглаживания пиковых нагрузок на электростанциях, а также работая в агрегате с альтернативными генерирующими установками, увеличивая тем самым долю энергии, полученной экологически чистым путем.

10. Сам аккумулятор экологически безопасен.

Несущая конструкция аккумулятора (фиг. 1) имеет раму 1 на колесах 2, направляющие 3, вертикальные опоры 4, тележку 5 на колесах 6, направляющие 7, привод, выполненный в виде полиспаста, имеющего две обоймы с комплектами цепных звездочек 8, на верхнем валу 9 и нижнем валу 10, крюк 11, звездочки объединены цепью 12, один конец которой закреплен на верхней обойме. Редуктор-шестерни 13, 14, 15, 16 (шестерня 13 и звездочка 17 объединены в одном блоке), тормоз 18, реверсивный механизм в виде блока шестерен 19, 20, мотор 21 с шестерней 22, храповым колесом 23, храповиком 24, вариатор-шестерня 25, разрезные шкивы 26, 27, центробежный регулятор 28, ремень 29, пружина 30, генератор 31, вертикальная шахта 32, гиря 33, направляющее устройство для цепи 34 и емкость для свободного конца цепи 35.

Стрелки А-А на фиг.2 указывают место стыковки аккумулятора с тележкой.

При заряде работает кинематическая цепь: мотор 21, зубчатая шестерня 22, храповое колесо 23, храповик 24 (страховочный узел), шестерня 19 (скользящая посадка) находится в положении З, тормоз 18 отпущен, шестерня 16 (жестко сидит на валу 9) передает усилие на блок шестерен 15, 14 свободного хода и далее блок свободного хода шестерня 13 звездочка 17, которая с помощью цепи 12 приводит в движение все звездочки 8 полиспаста. Нижняя обойма с крюком 11, гирей 33 перемещается вверх, свободный конец цепи 12 по направляющим 34 опускается в емкость 35.

Поднятую гирю 33 с помощью тележки 5 штабелируют.

При зарядке аккумулятор работает как обычная лебедка.

Перед разрядом аккумулятор нужно поставить на тормоз, блок шестерня реверса должна быть поставлена в крайнее правое положение Р - шестерня 20 входит в зацепление с шестерней 25. Аккумулятор готов к разряду.

Следует отметить, что генератор должен иметь балластное сопротивление и независимую обмотку возбуждения для создания нагрузки холостого хода в пусковой момент. В противном случае при снятии с тормоза, гиря, лишенная точки опоры, окажется в положении свободного падения, обороты механизмов резко возрастут, что чревато поломкой.

После снятия аккумулятора с тормоза усилие гири 33 передается в обратной последовательности: гиря 33, нижняя обойма 10, цепь 12, звездочки 8, звездочка 17, шестерни 13, 14, 15, 16, 25 клиноременного вариатора.

В начальный момент ремень 29 под давлением пружины 30 занимает на разрезных шкивах 27 больший диаметр, а на шкивах 26 - соответственно меньший.

С набором оборотов вала 9 грузики центробежного регулятора 28 стараются занять вертикальное положение и через рычаги оказывают давление на шкивы 26, преодолевая усилие пружины 30, переводя ремень 29 на шкивах 26 на больший диаметр.

Таким образом, изменяются передаточные отношения на шкивах в ту или иную сторону автоматически в зависимости от нагрузки генератора. На холостых оборотах обороты вала 9 минимальны, при максимальной нагрузке гиря опускается быстрее.

Для холостого опускания блок шестерен 19-20 ставится в положение З (левое крайнее), храповик 24 выводится из зацепления с шестерней 23, мотор 21 вращается в противоположную сторону. Если предстоит поднять следующую гирю, то храповик 24 вводится в зацепление с шестерней 23, а мотор работает на подъем.

В процессе штабелирования тележке 5 и всей несущей конструкции приходится перемещаться от шахты на некоторое расстояние. В это время цепь может вытягиваться из емкости на некоторую длину и вновь возвращаться обратно под действием собственного веса.

Во время цикла разряда-опускания гири с помощью рекуперативного торможения мы превращаем потенциальную энергию подвешенной гири в кинетическую, в данном случае электрическую.

В прототипе для обеспечения хода настенных часов энергии веса одной небольшой гири достаточно. В нашем аккумуляторе количество энергии, которое можно получить, используя глубокую шахту, несопоставимо. Вес гири, а он просчитывается, необходимый для эффективной работы аккумулятора, может достигать сотен тонн и работать с такой гирей было бы сложно и нецелесообразно, поэтому вес одной большой гири дробится на более мелкие доли, т.е. обмен энергией происходит порциями (дискретно) с посильными для механизмов нагрузками.

Во время разряда уменьшается объем шахты, ее глубина становится меньше - идет насыщение. Емкость падает, так как она зависит только от перепада высот (объемный вес гири остался тем же). Это происходит от того, что вместе с суммарным ростом отданной энергии происходит пропорциональное снижение плотности аккумулирования отдельно взятой гири (тонна/кВт-час). При полном заполнении шахты этот показатель у последней гири приблизится к нулю. Поэтому для сохранения емкостного потенциала необходимо использовать только часть общего объема шахты - около 20%.

Это необходимо еще и для того, чтобы гири, поднятые на поверхность, имеющие определенный объем, имели возможность разместиться в непосредственной близости от шахты в рамках полного цикла суммарного заряда. Полная емкость аккумулятора определяется по эмпирической формуле:



где А - емкость кВт/ч;

W - объемный вес;

Н - глубина шахты;

- удельный вес материала гири;

W нас. 0,15-0,2 - коэффициент насыщения.

Из формулы видно, что базовыми величинами, определяющими все технические и экономические показатели, являются Н и W.

Для непрерывного функционирования в цикле заряда или разряда необходимо иметь как минимум два аккумулятора.

Информация

Большая Советская Энциклопедия. Том 29, с. 38. Часы. МПК G 04 В 1/08.

Большая Советская Энциклопедия. Том 20, с. 144. Мостовые краны. МПК В 66 С 17/00-17/26. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Гравитационный аккумулятор с гиревым приводом, отличающийся тем, что имеет несущую конструкцию в виде подъемно-транспортного механизма, содержащего прямоугольную раму с колесами и возможностью перемещения по направляющим, закрепленным на вертикальных опорах, в продольном направлении, тележку на колесах с возможностью перемещения по направляющим рамы в поперечном направлении, полиспаст с цепными звездочками и двумя обоймами: верхней, к которой крепится цепь, связывающая обоймы, и нижней, снабженной крюком для подвешивания гири, редуктор, кинематически связанный с полиспастом, тормоз, реверсивный механизм, автоматическую бесступенчатую коробку передач, например клиноременный вариатор, генератор, мотор, комплект гирь и емкость для свободного конца цепи.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ:
Гелиоэнергетика - Солнечные электростанции, Солнечные батареи. Солнечные коллекторы;
Ветроэнергетика - Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели;
Волновые электростанции. Гидроэлектростанции;
Термоэлектрические источники тока;
Химические источники тока;
Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ;
Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии;
Генераторы постоянного электрического тока. Электрические машины.



Устройства и способы получения, преобразования, передачи, экономии и сохранения электрической энергии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+электрический -генератор".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "генератор" будут найдены слова "генераторы", "ренераторов" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("генератор!").


Солнечные электростанции. Гелиоэнергетика | Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели. Ветрогенераторы | Волновые, геотермальные и гидроэлектростанции | Термоэлектрические источники тока | Химические источники тока. Накопители электроэнергии. Батареи и аккумуляторы | Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи электрической энергии | Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии | Генераторы постоянного и переменного электрического тока. Электрические машины


Рейтинг@Mail.ru