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)

ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2166664

ДВИГУН ДЛЯ УТИЛІЗАЦІЇ ЕНЕРГІЇ ПОТОЧНОЇ СЕРЕДОВИЩА

Ім'я винахідника: Леньов Микола Іванович
Ім'я патентовласника: Леньов Микола Іванович
Адреса для листування: 660012, г.Красноярск, вул. Суднобудівна 58, кв.89, Леньов Н.І.
Дата початку дії патенту: 2000.06.19

Винахід призначений для перетворення енергії поточної середовища в електричну. Двигун для утилізації енергії поточної середовища містить каркас з прохідними вікнами, встановлені у каркасі з можливістю обертання вали, один із яких пов'язані кінематично з електрогенератором. Гнучкий елемент охоплює згадані вали і забезпечений лопатями, закріпленими на ньому з можливістю повороту. При цьому на внутрішніх поздовжніх стінах каркаса виконані напрямні з пазами, а лопаті забезпечені штирями з роликами, встановленими в згаданих пазах. Каркас розміщений поперек потоку поточної середовища. Лопаті закріплені на гнучкому елементі своєї середньої частиною і розміщені з можливістю перекривання міжлопатевих проміжків однієї гілки лопатками іншої гілки і з можливістю зміни свого становища щодо гнучкого елемента на протилежне на криволінійній ділянці переміщення останнього, наприклад за допомогою виступу, що взаємодіє з торцевою крайкою лопатей. Це дозволяє максимально виключити холостий хід лопатей і виключити марне протікання потоку в межлопастное проміжки, що забезпечує значне підвищення ККД двигуна.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до гідроенергетиці, зокрема до пристроїв для утилізації енергії поточної середовища, і може бути використано для перетворення енергії потоку поточного середовища, наприклад, потоку річок, в електричну.

Відомо пристрій для утилізації енергії поточної середовища, див., Наприклад, а. с. СРСР N 1020620, F 03 B 13/12, опубліковане 30.05.1983 р Відоме пристрій містить каркас з вікнами, встановлені з його протилежних сторін вали, один з яких кінематично пов'язаний з електрогенератором, гнучкий елемент, що охоплює згадані вали і забезпечений лопатями. У відомому пристрої лопаті профільовані і жорстко закріплені на гнучкому елементі, а сам двигун в робочому стані розміщений уздовж потоку поточного середовища, при цьому поточна середовище впливає на лопаті, переміщаючи гнучкий елемент, який при своєму переміщенні обертає вали, один з яких кінематично пов'язаний з електрогенератором , перетворюючи енергію потоку на електричну енергію.

При цьому поточна середовище впливає одночасно на лопаті обох гілок, змушуючи переміщатися одну гілку і, в той же час надаючи опір переміщенню другої гілки, тобто має великий опір тильним сторонам лопаток, при поверненні їх в робоче положення, значно знижуючи результуючу корисну рушійну силу, знижуючи тим самим ККД пристрою.

Відомий і двигун для утилізації енергії поточної середовища, найбільш близький за технічною суттю до заявляється (прототип), см. А.с. СРСР 1694972, F 03 B 9/00 від 07.08.1989 р Відомий двигун містить каркас, встановлені в каркасі з його протилежних сторін з можливістю обертання вали, один з яких кінематично пов'язаний з електрогенератором, гнучкий елемент, що охоплює згадані вали і забезпечений лопатями, закріпленими на ньому з можливістю повороту, при цьому на внутрішніх поздовжніх стінках каркаса виконані напрямні з пазами, а лопаті забезпечені штирями з роликами, встановленими в згаданих пазах.

Відомий двигун розміщений в робочому стані уздовж потоку, завдяки чому робочий хід робить тільки одна гілка, друга гілка робить холостий хід, що знижує ККД двигуна. Крім того, незважаючи на горизонтальне розташування лопатей при холостому ході, потік поточної середовища впливає на їх торці і тильну сторону при поверненні лопатей в робоче положення, створюючи силу, протидіючу робочому ходу, що додатково знижує ККД двигуна. Слід зазначити і, що для зниження опору потоку переміщенню лопатей при їх холостому ході, лопаті повертаються і лежать на гнучкому елементі, для чого вони поворотно закріплені на останньому тільки своєю нижньою крайкою, а щоб вони не зміщувалися потоком і не підтискати до гнучкого елементу при своєму робочому ході, в місцях кріплення винесені пальці і упори, що ускладнює конструкцію, а й знижує надійність роботи двигуна. До того ж згадані пальці і упори розміщені біля основи лопатей, з цього при впливі потоку на останні виникає значний крутний момент, який прагне повернути лопаті відносно упорів, що призводить до пошкодження упорів і відриву лопатей, що і знижує надійність роботи двигуна.

Завданням винаходу є створення двигуна для утилізації енергії поточної середовища, розміщення якого по відношенню до напрямку її потоку і в якому виконання кріплення лопатей на гнучкому елементі було б виконано так, щоб максимально виключити їх холостий хід, що забезпечило б високу надійність і високий ККД двигуна.

Зазначена задача вирішується тим, що у відомому двигуні, що містить занурений в текучого середовища каркас з прохідними вікнами, встановлені в каркасі з його протилежних сторін з можливістю обертання вали, один з яких кінематично пов'язаний з електрогенератором, гнучкий елемент, що охоплює згадані вали і забезпечений лопатями, закріпленими на ньому з можливістю повороту, при цьому на внутрішніх поздовжніх стінках каркаса виконані напрямні з пазами, а лопаті забезпечені штирями з роликами, встановленими в згаданих пазах, відповідно до винаходу, каркас розміщений поздовжньою стороною поперек потоку поточного середовища, прохідні вікна виконані на поздовжніх стінках каркаса , а на криволінійних ділянках руху гнучкого елемента встановлено з можливістю взаємодії з лопатями засіб для зміни положення останніх щодо згаданого гнучкого елемента на протилежне, лопаті на гнучкому елементі закріплені своєї середньої частиною і в робочому стані встановлені під кутом до напрямку потоку і з можливістю перекривання міжлопатевих проміжків однієї гілки лопатями іншої гілки, причому в каркасі виконані щонайменше дві пари напрямних, штирі з роликами закріплені на бічних крайках лопатей, а ролик кожного штиря встановлений кожен в пазу окремої направляючої відповідної пари.

При цьому доцільно, щоб принаймні одна з направляючих кожної пари була встановлена ​​з можливістю переміщення за допомогою додаткового механізму, наприклад гвинтового, розміщеного на каркасі.

і доцільно, щоб кут нахилу лопатей по відношенню до напрямку потоку становив 20-50 ^o.

Зручно, щоб гнучкий елемент був ланцюг, трос з синтетичного матеріалу і т.п., а на криволінійній ділянці його переміщення було б розміщено засіб для зміни положення лопатей щодо троса на протилежне.

Надалі винахід пояснюється описом конкретного прикладу його виконання і кресленнями, де на фіг. 1 схематично зображено загальний вид пропонованого двигуна, на фіг. 2 - те ж, вид зверху, на фіг. 3 - розміщення ряду двигунів в руслі річки.

Двигун для утилізації енергії поточної середовища містить каркас 1, в якому на поздовжніх стінках виконані прохідні вікна 2. У каркасі 1 з можливістю обертання встановлені вали 3, один з яких пов'язаний за допомогою ланцюгової передачі 4 з електрогенератором 5. Зазначені вали 3 охоплює гнучкий елемент, в даному прикладі - трос 6 з синтетичного матеріалу. На тросі 6 шарнірно закріплені лопаті 7. На внутрішніх стінках каркаса 1 закріплені направляючі 8, по парі з кожного боку. На бічних крайках лопатей 7 жорстко закріплені штирі 9 з роликами 10. Згадані ролики 10 кожної лопаті 7 розміщені кожен в окрему напрямну 8, однією з пар. Для регулювання кута нахилу лопатей 7 принаймні одна з направляючої 8 кожної пари виконана з можливістю переміщення будь-яким відомим чином, в даному прикладі вона забезпечена на своїх кінцях виступами (не показано), що входять вільно в пази торцевих напрямних (не показано) і переміщається за допомогою гвинтового механізму 11, на гвинт якого спирається.

Лопаті 7 закріплені на тросі 6 похило, під оптимальним кутом 30-45. Робочий кут нахилу складає 20-50 і залежить від кута входження потоку в прохідні вікна 2, який в свою чергу залежить від величини кута нахилу (підйому) русла, і від швидкості входження поточного середовища. Лопаті 7 розміщені на тросі 6 так, щоб проміжки між лопатями 7 одній гілці були перекриті лопатями 7 іншої гілки, для того, щоб виключити марне протікання потоку через згадані проміжки, при цьому загальна площа поверхні лопатей 7 перекриває площу прохідного перетину вікон 2 каркаса 1. при установці двигуна в руслі річки потрібну кількість і розміри двигуна визначаються потрібної потужністю електрогенератора 5, розмірами і потужністю потоку. При установці декількох двигунів вони кинематически зв'язуються із загальним валом відбору потужності 12 і електрогенератором 5. Двигуни кріпляться до стійок 13, встановленим в руслі річки.

Для того, щоб потік завжди переміщував лопаті 7 в потрібному напрямку, двигун забезпечений засобом 14 для зміни положення лопатей 7 щодо троса 6 на протилежне, закріпленим на ділянці криволинейного переміщення троса 6 з можливістю взаємодії з зазначеними лопатями 7. Зазначене засіб 14 в даному прикладі виконано у вигляді виступу.

Двигун працює в такий спосіб: в початковому положенні каркас 1 двигуна закріплюють під водою за допомогою стійок 13. Лопаті 7 при цьому встановлені під кутом = 0 ^o до напрямку потоку поточної середовища. Далі поступово збільшують кут нахилу лопатей 7 до потоку під кутом до 20-50. Для чого включають гвинтовий механізм 11, гвинт якого одночасно впливає на рухомі напрямні 8 кожної з пар, переміщаючи їх по торцевих напрямних (не показано), при цьому штирі 9 з роликами 10 переміщаються по пазах напрямних 8, розгортаючи лопаті 7. Таке поступове збільшення кута нахилу лопатей 7 до напрямку руху потоку дозволяє уникнути ударних навантажень на вузли пристрою і електрогенератора 5, що підвищує надійність двигуна. Оптимальна величина кута залежить від швидкості потоку і кута нахилу (підйому) русла. Оптимальна величина кута становить 30-45 ^o. Робоча - 20-50 ^o. при вугіллі менше 20 ^o зменшується сила впливу потоку на лопаті 7, а отже, і величина ККД двигуна.

при вугіллі більше 50 ^o різко збільшується опір лопатей 7 потоку, що знижує надійність роботи. При повороті лопатей 7 на необхідний кут , На останні починає впливати потік поточної середовища, що проходить через вхідні вікна 2 каркаса 1. Лопаті 7 починають переміщатися і гнучкий трос 6, на якому вони закріплені, що охоплює вали 3, приводить їх в обертання. Обертання валів 3 за допомогою ланцюгової передачі 4 передається безпосередньо на електрогенератор 5 або на загальний вал відбору потужності 12 (фіг. 3), якщо встановлено кілька двигунів. При цьому енергія потоку перетворюється в електричну.

Розміщення каркаса 1 своїми поздовжніми сторонами з проходять вікнами 2 поперек потоку поточної середовища і установка лопатей 7 на гнучкому тросі 6 з можливістю перекриття міжлопатевих проміжків однієї гілки лопатей 7 іншої гілки і установка на криволінійній ділянці переміщення троса 6 кошти 14 для зміни положення лопатей 7 щодо троса на протилежне, виконаного наприклад, у вигляді виступу, з яким взаємодіє торцева кромка лопатей 7 дозволяє використовувати всю рушійну силу потоку, не допускаючи його марного прориву, що збільшує ККД двигуна. Потік поточного середовища, при такому розміщенні лопатей 7, впливає одночасно на лопаті 7 обох гілок, переміщаючи їх тільки в потрібному напрямку, виключаючи протидія потоку переміщенню однієї з гілок, як в інших відомих пристроях максимально виключаючи тим самим її холостий хід, що значно збільшує ККД двигуна.

Слід зазначити і, що кріплення штирів 9 з роликами 10 на бічних крайках лопатей 7, додатково збільшують жорсткість останніх, підвищуючи надійність пристрою.

Виконання гнучкого елемента у вигляді троса 6, а не стрічки, як в прототипі, дозволяє знизити до мінімуму його прогин і бічний зсув, що і збільшує надійність роботи двигуна і його ККД.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Двигун для утилізації енергії поточної середовища, що містить занурений в останню каркас з прохідними вікнами, встановлені в каркасі з його протилежних сторін з можливістю обертання вали, один з яких кінематично пов'язаний з електрогенератором, гнучкий елемент, що охоплює згадані вали і забезпечений лопатями, закріпленими на ньому з можливістю повороту, при цьому на внутрішніх поздовжніх стінках каркаса виконані напрямні з пазами, а лопаті забезпечені штирями з роликами, встановленими в згаданих пазах, що відрізняється тим, що каркас розміщений своєї поздовжньою стороною поперек потоку поточного середовища, а прохідні вікна виконані на його поздовжніх стінках, на ділянці криволинейного переміщення гнучкого елемента встановлено з можливістю взаємодії з лопатями засіб для зміни їх положення щодо згаданого гнучкого елемента на протилежне, причому лопаті на гнучкому елементі закріплені своєї середньої частиною і в робочому стані встановлені під кутом до напрямку потоку і з можливістю перекривання міжлопатевих проміжків однієї гілки лопатями іншої гілки, в каркасі виконано принаймні дві пари напрямних, штирі з роликами закріплені на бічних крайках лопатей, а ролик кожного штиря поміщений в окрему напрямну відповідної пари.

2. Двигун по п.1, що відрізняється тим, що принаймні, одна з направляючих кожної пари в каркасі встановлена ​​з можливістю переміщення, а двигун додатково забезпечений механізмом для переміщення зазначеної направляючої.

3. Двигун по п. 1, який відрізняється тим, що гнучкий елемент виконаний у вигляді ланцюга або троса.

4. Двигун по п.1, що відрізняється тим, що кут нахилу лопатей до напрямку потоку становить 20-50 °.

5. Двигун по п.2, що відрізняється тим, що механізм для переміщення поздовжніх напрямних виконаний, наприклад, гвинтовим, поздовжні напрямні для свого переміщення встановлені на торцевих напрямних, виконаних в каркасі, з'єднані з ними ковзає з'єднанням і спираються на гвинт згаданого гвинтового механізму.

6. Пристрій за п.3, що відрізняється тим, що засіб для зміни положення лопатей щодо троса виконано, наприклад, у вигляді упору, закріпленого на стінці каркаса або на направляючої.

НАПИСАТИ ЛИСТА АВТОРУ

Версія для друку
Дата публікації 22.02.2007гг

НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ
	Технологія виготовлення універсальних муфт для бесварочного, безрезьбовиє, бесфлянцевого з'єднання відрізків труб в трубопроводах високого тиску (мається відео)
	Технологія очищення нафти і нафтопродуктів
	Про можливість переміщення замкнутої механічної системи за рахунок внутрішніх сил
	Світіння рідини в тонких діелектричних каналох
	Взаємозв'язок між квантової і класичної механікою
	Міліметрові хвилі в медицині. Новий погляд. ММВ терапія
	магнітний двигун
	Джерело тепла на базі нососних агрегатів