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 RU2141576

ВОДО-Вітроенергетичні установки

Ім'я винахідника: Груцинов М.В .; Руденко М.М .; Стеблецов В.М .; Шаравін В.Є.
Ім'я патентовласника: Господарське товариство з обмеженою відповідальністю "ШАХТОБУДМОНТАЖНЕ управління N 2"
Адреса для листування: 346507, Ростовська обл., Шахти, пер.Черенкова, 25, Руденко Миколі Миколайовичу
Дата початку дії патенту: 1997.08.26

Установка призначена для вироблення електроенергії. Установка містить вертикальний вал з перпендикулярно прикріпленими і діаметрально розташованими через рівні кути штангами з лопатями і пристосуванням орієнтації енергетичного потоку середовища, що рухається. Лопаті кожної пари через шарніри прикріплені вздовж штанг з можливим їх спільним розкриттям однієї відносно іншої від 0 ^o до 180 ° за допомогою тяг. Останні обмежені сферичними шарнірами, з'єднані з повзунами, розміщеними на штангах, і за допомогою вилок з'єднані з торцевими поверхнями ексцентрично закріпленого за допомогою підшипників до вертикального валу циліндра пристосування орієнтації. Таке виконання установки дозволяє спростити конструкцію і дає можливість забезпечення роботи всередині будь-яких рухомих середовищ і в їх прикордонних зонах.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до водо-вітроенергетики і може бути використано в установках, переробних нетрадиційні джерела енергії (вітру, річкових, підводних морських та інших текучих середовищ) в електричну.

Відомі пристрої, що перетворюють енергію вітру в електричну (див. Авт. Свід. N 1116307, бюл. N 36, 1984 р, N 1020622, бюл. N 36, 1983 р. Та ін).

Відомі пристрої, що перетворюють енергію морських хвиль, припливів (див. Авт. Свід. N 1097819 та ін.).

Перераховані пристрої принципово відрізняються один від одного за конструкцією, громіздкі, вимагають для виготовлення великих трудовитрат, малоефективні і не універсальні. Вони не можуть використовуватися для вироблення електроенергії з підводних морських течій.

Зазначені недоліки частково виключаються в конструкції вітродвигуна (див. Авт. Свід. N 1423777, бюл. N 34, 1988 г.). Відомий вітродвигун містить кожух з роликами. Натяжна ролик перевищує приводний. На ролику під кутом натягнута гнучка гілка, по якій рівномірно закріплені рамки з торсіонними валиками. До валикам кріпляться лопаті кожної пари, які в робочому положенні розкриті і контактують з напрямними, закріпленими до кожуха. Для зменшення опору з текучим середовищем неробочі лопаті змикаються (складаються), потім поступово розкриваються і на робочому ділянці вітродвигуна переміщуються одночасно з текучим середовищем.

Недолік цієї конструкції - гнучкі гілки, які можуть прогинатися при відносно невеликій довжині і вібрувати без підтримуючих проміжних роликів. Із застосуванням роликів ефект щодо зниження опору за рахунок змикання неодружених лопатей, що рухаються назустріч робочої текучої середовищі, буде мінімальним.

Завдання винаходу - спрощення конструкції, її універсальність, високоефективні (по потужності), що працює всередині будь-яких рухомих середовищ і їх прикордонних зонах.

Зазначений результат досягається за рахунок того, що лопаті кожної пари водо-вітроенергетичної установки шарнірно кріпляться вздовж перпендикулярно спрямованих і діаметрально розташованих щодо вертикального вала штанг з можливим їх спільним розкриттям однієї відносно іншої від 0 до 180 ^o за допомогою тяг, обмежених сферичними шарнірами, з'єднаних з повзунами , розміщеними на штангах. Повзуни через вилки з'єднуються з торцевими поверхнями (або кулачком зі спеціальним профілем) ексцентрично закріпленого через підшипники до вертикального валу циліндра пристосування орієнтації. Штанги з лопатями кріпляться до вертикального валу рівномірно багатоярусним способом, причому штанги одного ярусу зміщені щодо штанг іншого ярусу на кут 15 - 45 ^o. На ползунах розміщені балансувальні втулки, з'єднані за допомогою вилок з направляючими, встановленими до ексцентрично закріпленому циліндру.

На фіг. 1 зображена схема використання водо-вітроенергетичної установки, що працює від вітрового навантаження, а на фіг. 2 - від глибинного морського течії.

Установка 1 містить вертикальний вал 2, до якого жорстко в перпендикулярному напрямку і діаметрально (збалансовано) кріпляться штанги 3. Через шарніри 13 до штангах 3 кріпляться лопаті кожної пари 4, з'єднані важелями 10, обмежені сферичними шарнірами 11 з повзунами 5, які за допомогою вилок 9 контактують з торцевими поверхнями ексцентрично закріпленого циліндра 6 (або кулачка спецпрофиля) пристосування орієнтації 16. Через підшипники кочення 7, 8 пристосування орієнтації 16 кріпиться до вертикально розташованого валу 2. На ползунах 5 розміщені балансувальні втулки (противаги), виготовлені спільно з виделками 15, що входять в контакт з направляючої 14, закріпленої до циліндра 6. Вал 2 кріпиться до основи установки 17 через підшипники 8 і 18. за допомогою рознімних з'єднань підставу установки 17 кріпиться до опори 19. через підшипники 22, 23 на опорі 19 встановлений проміжний вал 21 з жорстко закріпленим на кінці інерційним маховиком 24. Через запобіжну муфту 20 вал 2 з'єднаний з проміжним валом 21, до якого кріпиться тахогенератор 31. Під маховиком 24 на подпружиненной осі 32 розміщений диск 25 спільно зі шківом 26 і кільцевою проточкою, в яку вільно входить вилка 29, жорстко з'єднана зі штоком пневмопривода 30. Привід 30 жорстко кріпиться до опори 19. через ремінну передачу диск 25 з'єднаний з електрогенератором 27, забезпеченим механізмом стабілізації швидкості обертання 28. На осі 32 кріпиться диск 33 зі шківом, сполученим через ремінну передачу з компресором 34. з допомогою воздуховода 35 компресор 34 з'єднаний з акумулюючої ємністю 36.

Водо-вітроенергетична установка 1 від вітру працює наступним чином.

При достатній тиск вітру пристосування орієнтації 16 повернеться на підшипниках 7, 8 і займе положення по напрямку потоку. Від найбільшого радіуса ексцентрично закріпленого циліндра 6 повзун 5 через вилку 9 висуватиметься від валу 2 на максимальну відстань в сторону лопатей 4. Важелі 10, обмежені сферичними шарнірами 11, впливаючи на лопаті 4 кожної пари, через шарніри, закріплені на штанзі 3, розкривають лопаті 4 на величину 180 ^o. В результаті утворюється максимальна по площі парусність, розташована перпендикулярно енергетичного потоку, що рухається певний відрізок часу в унісон з енергетичним потоком (робоча зона). В цей же час на діаметрально розташованої штанзі 3 щодо вала 2 інша пара лопатей 4 за рахунок найменшого радіуса направляючої циліндра 6 буде зімкнута. Тобто, вони утворюють найменшу за площею парусність (неодружена неробоча зона). При повороті штанги 3 на 90 ^o лопаті 4, що раніше знаходилися в робочій зоні, змикаються. Парусність стане мінімальною. На діаметрально протилежної штанзі 3, в зоні холостого ходу, парусність раніше зімкнутих лопатей 4 буде збільшуватися за рахунок зміни радіуса направляючої циліндра 6. Кожна пара лопатей 4 в холостий зоні більше часу залишається зімкнутої. За рахунок багаторазового переважання парусної поверхні розкритих лопатей 4 в робочій зоні щодо неодружених і впливу енергетичного потоку виникає результуюча сила, що приводить в обертання вертикальний вал 2 установки 1. Вібраційні коливання гасяться балансувальними втулками вилок 15, зміщаються на максимальну величину в зоні холостого ходу і мінімальну - в зоні робочого ходу.

Обертання від валу 2 через муфту 20 передається на проміжний вал 21. Від вала 21 обертається інерційний маховик 24. Швидкість маховика 24 контролюється тахогенератором 31, що подає сигнал на пневмопрівод 30. При певній швидкості інерційного маховика 24 включається пневмопрівод 30, шток якого втягує вилку 29 і вводить в зчеплення диски 25 і 33, вільно переміщаються на подпружиненной осі 32. Обертання від дисків 25 і 33 передається через ремінні передачі відповідно на електрогенератор 27 і компресор 34. Стисле повітря від компресора 34 акумулюється за повітроводи 35 в ємність 36. з підвищенням вітрового навантаження обертання маховика 24 зростає. За сигналом тахогенератора 31 спрацьовує пневмопривід 30, який одночасно перемістить диски 25 і 33 до центру маховика 24. Від цього швидкість обертання диска 25 зменшується, а швидкість диска 3 навпаки збільшується, що відповідно забезпечить зменшення числа обертів на електрогенераторі 27 і збільшення числа оборотів компресора 34 . Імпульсивні потоки вітру будуть згладжуватися за рахунок застосування інерційного маховика 24. Рівномірне обертання електрогенератора 27 обеспечится інерційним регулятором швидкості 28. у міру зменшення напору вітру диски 25 і 33 перемістяться в зворотному напрямку. Стиснене повітря з акумулюючої ємності 36 використовується для технологічних потреб або в безвітряну погоду для вироблення електроенергії генератором 27 від обертання додатково розташованого на його валу турбінного колеса або використовуючи установку 1 (на схемі турбінне колесо і додатковий пристрій для обертання установки 1 в безвітряну погоду від стисненого повітря не показані).

Водо-вітроенергетична установка, що працює від глибинного морського течії, утримується поплавком 37 (якщо немає можливості використовувати опору), містить штанги 3 з лопатями 4, пристосування орієнтації 16 і 38 потоку. До вертикальному валу 2 установки 1 через трос кріпиться електрогенератор 27 з пристосуванням орієнтації 38 підводного потоку. До корпусу електрогенератора 27 кріпиться трос 39 з якорем 40. Електрокабель 41 кріпиться до троса 39. Установка працює аналогічно вищеописаному від вітрового потоку.

Переваги установки:

- Універсальна, може працювати як усередині будь-середовища, що рухається, так і в її прикордонних зонах (вода, повітря і т.п.);

- Проста по конструкції;

- Вимагає мінімальних трудовитрат при виробленні 1 кВт електроенергії;

- Високоефективна, що дозволяє створити надпотужні енергопреобразователі;

- Мінімальні терміни окупності.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Водо-вітроенергетична установка, що містить вертикальний вал з перпендикулярно прикріпленими і діаметрально розташованими через рівні кути штангами з лопатями і пристосуванням орієнтації енергетичного потоку середовища, що рухається, яка відрізняється тим, що лопаті кожної пари через шарніри кріпляться вздовж штанг з можливим їх спільним розкриттям однієї відносно іншої від 0 до 180 ^o за допомогою тяг, обмежених сферичними шарнірами, з'єднаних з повзунами, розміщеними на штангах, і через вилки контактують з торцевими поверхнями ексцентрично закріпленого через підшипники до вертикального валу циліндра пристосування орієнтації.

2. Установка по п.1, що відрізняється тим, що штанги з лопатями кріпляться до вертикального валу багатоярусним способом, причому штанги одного ярусу зміщені щодо іншого на кут 15 - 45 ^o.

3. Установка по пп.1 і 2, що відрізняється тим, що вона додатково забезпечена балансувальними втулками, які охоплюють повзуни і входять через вилки в кінематичне зачеплення з напрямними, встановленими на ексцентрично закріпленому циліндрі.

Версія для друку
Дата публікації 11.01.2007гг

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