| початок розділу
Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві |
хитрощі майстру
електроніка фізика технології винаходи |
таємниці космосу
таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу |
  |
| Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання) | |||
Навігація: => |
На головну / Каталог патентів / В розділ каталогу / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2167334
Гидропневматический ЕЛЕКТРОСТАНЦІЯ
Ім'я винахідника: Чердаков П.А .; Чердакова О.А.
Ім'я патентовласника: Іркутський енергетичний коледж
Адреса для листування:
Дата початку дії патенту: 2000.01.27
Електростанція призначена для вироблення електричної енергії шляхом перетворення потенційної енергії води. Перетворювач енергії води в енергію повітряного потоку складається з декількох сифонних трубопроводів, по яких вода перетікає з верхнього б'єфу в нижній б'єф. Верхня частина кожного з сифонів, тобто область з найбільшим значенням вакууму, з'єднана окремим воздуховодом з колектором, де розміщується повітряна турбіна, сполучена з електрогенератором. Конструкція електростанції дозволяє розширити сферу застосування гребельних гідроелектростанцій.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до техніки вироблення електричної енергії, зокрема до нетрадиційних джерел енергії.
Відомо пристрій, що перетворює енергію морських хвиль в електричну енергію (див. Кириллин В.А. Енергетика. Головні проблеми. - М .: Знание, 1990, с. 72-73), яке представляє собою плаваючу на воді платформу, розділену на відкриті знизу секції, заповнені повітрям. Хвилі, проходячи під платформою, стискають черзі перебуває в секціях повітря. Встановлена на шляху потоку повітря, що перетікає з секції з великим тиском в секцію з меншим тиском, повітряна турбіна, сполучена з електричним генератором, буде перетворювати енергію хвиль в електричну енергію.
Недоліками даного пристрою є невелика потужність, вихід з роботи під час штилю? а й громіздкість, тому що даний пристрій має мати великі лінійні розміри, з тим щоб коливання платформи під дією хвиль були невеликими. Крім цього, напрямок протікання повітря з однієї секції в іншу буде періодично змінюватися, а це призводить до періодичної зупинки повітряної турбіни і генератора, що ще більш знижує потужність електростанції і вимагає використання спеціального оборотного генератора.
Відома і гідропневматичне електростанція (AM Gorlov. A New Opportunity for Hydro: Using Air Turbines for Generating Electricity. Hydro Review, September 1992 року, Volume 11, Number 5), що складається з герметичного гідровоздушного конвертора, що перетворює енергію води в енергію повітряного потоку, греблі, що створює перепад води щодо нижнього б'єфу і енергоблоку, в якому розміщені повітряні турбогенератори. Основним елементом цієї електростанції є водо- і герметичний конвертор, що споруджується з бетону і розміщується в руслі річки. Він може виконуватися одно- і двокамерним. На думку автора розробки більш ефективним є двокамерний конвертор, що складається з двох ідентичних камер, пов'язаних між собою воздуховодом, в якому розміщена повітряна турбіна.
Обидві камери обладнані системою впускних і випускних затворів, які забезпечують випорожнення однієї камери при заповненні інший і навпаки. Коли одна камера заповнюється, повітря з неї через повітропровід виходить в камеру, яка спорожняється, обертаючи при цьому повітряну турбіну.
У цьому пристрої напрямок руху повітряного потоку в повітропроводі і буде періодично змінюватися, що призведе до наступного циклу роботи турбіни і генератора: розгін - досягнення максимальної швидкості обертання - уповільнення обертання - зупинка і т.д. з того ж циклу, що веде до зниження потужності електростанції і та вимагає використання оборотного генератора. За даними автора прототипу при перепаді рівнів верхнього і нижнього бьефов 6,5 футів (1,98 м) тиск (напір), під дією якого рухається по воздуховоду повітряний потік, становить 13 футів водяного стовпа (3,96 м вод.ст. = 38,86 кПа) для більш досконалого двокамерного конвертора (див. там же).
Конвертор даної електростанції, особливо двокамерний, представляє з себе досить складну, громіздку конструкцію, що включає в себе чотири поперемінно відкриваються і закриваються затвора, осі і шарніри яких постійно перебувають у воді, що знижує надійність даного пристрою і звужує область його застосування (через неможливість застосування електростанції такого типу на струмках і малих річках).
Завданням цього винаходу є збільшення потужності електростанції і розширення сфери її застосування.
Зазначений технічний результат досягається тим, що перетворювач енергії води в енергію повітряного потоку виконаний у вигляді батареї сифонних трубопроводів, верхня частина кожного з яких з'єднується повітропроводом із загальним колектором, в якому розташовується повітряна турбіна.
Виконання перетворювача у вигляді сифонів дозволяє різко збільшити потужність електростанції, тому що вакуум у верхній частині сифона досягає 7 метрів водяного стовпа (68,65 кПа) (див. Чугаєв PP Гідравліка. - Л .: Енергоіздат, 1982, с. 222), причому досягти такого значення вакууму можна при невеликому перепаді рівнів у верхньому і нижньому б'єфах, тому що величина вакууму в сифоні в основному залежить від висоти підняття верхньої частини сифона над рівнем води у верхньому б'єфі і визначається за такою залежністю (див. там же, с. 221): 
де h '- висота підняття верхньої частини сифона над рівнем води у верхньому б'єфі; 
- Повний коефіцієнт опору, що враховує втрату напору від входу в сифон до його верхньої частини;
v - швидкість течії води в сифоні;
g - прискорення вільного падіння.
Розвивається турбіною потужність в загальному випадку обчислюється за формулою (див. Гідроелектричним станції. / Под ред. Кареліна В.Я., Кривченко Г.Я. - М., 1987, с. 21):
N = 
· G · Q · H · 
ен.об. ,
де - Щільність повітря;
g - прискорення вільного падіння;
Q - витрата повітряного потоку;
H - діючий напір (перепад тисків); ен.об. - ККД енергетичного обладнання.
Гідропневматичне концепція виробництва електроенергії за даними досліджень (див. AM Goriov. A New Opportunity for Hydro: Using Air Turbines for Generating Electricity. Hydro Review, September 1992 року, Volume 11, Number 5) ефективна при тиску на греблі до 13 футів (3,96 м), а при великих напору краще гідравлічні турбіни. Як видно з вищесказаного, при таких умовах перепад тисків, під дією якого рухається повітряний потік, а отже, і витрата повітряного потоку, вище у сифона (при однаковому діаметрі воздуховода). При цьому витрата повітря, а значить і потужність станції можуть бути багаторазово збільшені при збільшенні числа сифонів в батареї. Останнє обмежується тільки витратою річки.
До того ж виготовлені сифони можуть бути досить просто зі звичайних сталевих або пластмасових труб. При цьому не потрібно, як у випадку будівництва прототипу, відведення річки в інше русло.
Встановити пропоновану електростанцію можна на невеликих водотоках, причому в деяких випадках навіть без греблі - на річках, що мають природні перепади (пороги), що розширює сферу її застосування.
 |
 |
На фіг. 1 зображений загальний вид гідропневматичною електростанції, а на фіг. 2 - схема, яка пояснює принцип її роботи.
Конструкція складається з греблі 1, на якій закріплена батарея сифонних трубопроводів 2, кожен з яких за допомогою повітропроводів 3 повідомляється з колектором, де розташовується повітряна турбіна 4, і далі з атмосферою. Вакуум-насос 5 підключений до гирла воздуховода і з'єднується з останнім за допомогою вентилів 6 і 7. Всі перераховані складові електростанції за винятком сифонів і здебільшого повітропроводів розташовуються в енергоблоці 8.
Гідропневматичне електростанція працює в такий спосіб. Перед пуском електростанції закривається вентиль 7, а вентиль 6 відкривається і включається вакуум-насос 5, створюючи в сифонах тиск менше атмосферного. В результаті через сифонні трубопроводи 2 починається рух води з верхнього б'єфа в нижній. Після цього вентиль 6 закривається, а вентиль 7 відкривається і за рахунок різниці тисків, що виникає через наявність вакууму в сифоні, починається рух повітряного потоку з атмосфери через повітряну турбіну 4 і повітроводи 3 в сифонні трубопроводи 2. Під впливом повітряного потоку турбіна обертається і з'єднаний з нею генератор виробляє електричну енергію. Щоб уникнути припинення течії води в трубопроводах 2 підведення повітря по воздуховодам 3 регулюється вентилем 7 і не повинен зменшувати витрата води на більш ніж 0,2 максимального, коли кожен трубопровід 2 працює повним перетином (без підведення повітря).
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
Гідропневматичне електростанція, що включає низьконапірний греблю, перетворювач енергії води в енергію повітряного потоку, повітряний турбогенератор, що відрізняється тим, що перетворювач енергії виконаний у вигляді батареї сифонних трубопроводів, верхня частина кожного з яких з'єднана воздуховодами з колектором, в якому розташована повітряна турбіна.
Версія для друку
Дата публікації 16.01.2007гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.