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 RU2009367

прибійний ГІДРОЕЛЕКТРОСТАНЦІЯ

Ім'я винахідника: Суділовського Анатолій Георгійович
Ім'я патентовласника: Суділовського Анатолій Георгійович
Адреса для листування:
Дата початку дії патенту: 1991.07.01

Використання: в гідроенергетиці, а саме в гідроелектростанціях, що перетворюють енергію прибійних хвиль. Суть винаходу: на вертикальних палях 1, 2 під рівнем поверхні води встановлені лопать 3 і поршневий насос 4, виконані хитними навколо вертикальних осей шляхом шарнірного з'єднання штока насоса 4 з лопатою 3. Поршневий насос 4 за допомогою компенсатора 6 з'єднаний з гідротурбіною 5, встановленої на майданчику над рівнем поверхні води. Робоча поверхня лопаті 3 виконана змінної за допомогою силового гідроциліндра. При зміні сили прибою рухома плита лопаті 3 переміщається вздовж нерухомої плити по напрямних за допомогою силового гідроциліндра, збільшуючи або зменшуючи робочу поверхню лопаті 3, що дозволяє стабілізувати навантаження прибійній гідроелектростанції.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до гідроенергетиці, а саме до використання енергії прибійного потоку, що виникає на берегах морів, океанів і інших великих водойм природного або штучного походження.

Відомі гідроелектростанції, що використовують енергію прибійного потоку. Прибійні гідроелектростанції мають встановлену в зоні дії прибійного потоку поворотну навколо горизонтальній осі платформу зі зсувними щитами і розташоване поза цією зоною будівля, в якому встановлені вертикальні повітряні циліндри з поршнями, з'єднані через колектор з повітряною турбіною і електрогенератором. Рухомий кінець платформи і виходять вгору штоки поршнів з'єднані між собою декількома тросами (по числу циліндрів), перекинутими через блоки, наявні на кінцях горизонтальних траверс і на вертикальних стійках, до яких нижче нерухомо кріпляться траверси в середній своїй частині. Стійки, в свою чергу, укріплені в верхній частині найближчій до моря стіни будівлі. У вихідному положенні платформа під дією ваги поршнів повернута на деякий кут навколо горизонтальній осі проти годинникової стрілки щодо спокійній поверхні моря. При робочому ході під вагою накат на неї прямого прибійного потоку (накату), платформа повертається за годинниковою стрілкою, а поршні в циліндрах піднімаються, стискаючи знаходиться в них повітря, який надходить в турбіну, викликаючи її обертання.

З огляду на коливань сили прибійного потоку будівля з повітряними циліндрами, турбіною і електрогенератором має розташовуватися на значній відстані від урізу води при спокійному стані моря. Використання дуже довгих горизонтальних траверс для з'єднання тросами поворотної платформи і повітряних циліндрів, а й можливість обриву і заклинювання тросів веде до зниження надійності роботи прибійній гідроелектростанції. Зазначений недолік усунуто в прибійних гідроелектростанціях з турбінами, які працюють безпосередньо на морській воді, що надходить під тиском з поршневих насосів, що приводяться в дію прибійний потоком. Відома прибійна гідроелектростанція містить хитку навколо горизонтальній осі частково занурену в воду лопать і розташовані над рівнем води поршневий насос, гідротурбін і електрогенератор. Лопать кінематично пов'язана з поршнем насоса за допомогою вала, закріпленого на ньому важеля і кривошипа. Насос з'єднаний з морем і гідротурбіною. Під дією прямого прибійного потоку (накату) лопать відхиляється і через вал, важіль і кривошип приводить в дію насос. Під дією зворотного прибійного потоку (відкату) лопать відхиляється в зворотному напрямку. Складність кінематичного зв'язку між хитається лопатою і поршневим насосом.

Метою винаходу є спрощення конструкції і підвищення надійності прибійній гідроелектростанції.

Зазначена мета досягається тим, що в прибійній гідроелектростанції, що містить лопать, що звисала над навколо горизонтальній осі, поршневий насос і гідротурбін з електрогенератором лопать і поршневий насос розташовані під рівнем поверхні води і виконані хитними навколо вертикальних осей.

Робоча поверхня лопаті може бути виконана змінної за допомогою силового гідроциліндра.

Розташування лопаті і поршневого насоса під рівнем поверхні води і виконання їх хитними навколо вертикальних осей дозволить спростити кінематичну зв'язок між лопатою і поршневим насосом.

Виконання робочої поверхні лопаті змінної за допомогою силового гідроциліндра забезпечує стабілізацію навантаження прибійній гідроелектростанції при зміні сили прибою.

	На фіг. 1 зображений загальний вид прибійній гідроелектростанції в початковому положенні, план; на фіг. 2 - розріз А-А на фіг. 1; на фіг. 3 - розріз Б-Б на фіг. 2; на фіг. 4 - загальний вигляд поршневого насоса, розріз. Прибійна гідроелектростанція складається з двох укріплених в зоні прибою на деякій відстані один від одного вертикальних опор 1, 2, до однієї з яких нижче рівня поверхні води шарнірно кріпиться хитна лопать 3, а до іншої - хитний поршневий насос 4, шток якого в свою чергу шарнірно з'єднаний з лопатою. Вище рівня поверхні води на вертикальних опорах 1, 2 кріпиться майданчик, на якій встановлені гідротурбіна 5, поєднана з допомогою компенсатора 6 з поршневим насосом 4, і пов'язаний з нею електрогенератор 7. Напрямок створу, в якому знаходяться обидві опори, перпендикулярно напрямку прямого і зворотного прибійних потоків (накату і відкату), що переважає в місці установки гідроелектростанції. Вертикальні опори 1, 2 призначені для шарнірного кріплення під водою гойдаються лопаті 3 і поршневого насоса 4, а і кріплення над водою робочого майданчика для установки гідротурбіни 5 і електрогенератора 7 і являють собою палі довільного поперечного перерізу, наприклад круглого. Опора 1 для кріплення лопаті має на поверхні по висоті дві пари горизонтальних кронштейнів з співвісно розташованими на одній вертикальній осі отворами для шарнірного з'єднання з відповідними кронштейнами хитається лопаті 3, а опора 2 для кріплення поршневого насоса 4 - одну пару горизонтальних кронштейнів. Хитна лопать складається з вертикально розташованих нерухомою і рухомою відносно один одного пластин жорсткої конструкції і силового гідроциліндра 8 і призначена для сприйняття тиску прямого і зворотного прибійних потоків і передачі його поршневого насосу 4. Нерухома пластина довільній, наприклад прямокутної форми, в плані з одного боку має по висоті два горизонтальних кронштейна з співвісно розташованими отворами для шарнірного з'єднання з опорою 1, а з боку насоса зверху і знизу по всій довжині - два Г-образних виступу.

Виступи служать напрямними при поздовжньому переміщенні рухомий пластини вздовж поверхні нерухомої і одночасно є фіксаторами від її переміщення в поперечному напрямку під дією сили тяжіння, завдяки чому обидві пластини під тиском прибійних потоків працюють, як єдине ціле.

Рухома пластина з одного боку має розташований посередині по висоті горизонтальний кронштейн з отвором для шарнірного з'єднання зі штоком поршневого насоса 4.

Силовий гідроциліндр 8 призначений для зміни робочої поверхні, що коливається лопаті 3 шляхом поздовжнього переміщення рухомий пластини і розташований на нерухомій пластині з боку, протилежного поршневого насосу 4. При цьому корпус силового гідроциліндра кріпиться до нерухомої пластини лопаті, а кінець штока з поршнем - до рухомий.

Поршневий насос 4 складається з циліндра 9 з кришкою 10, поршня 11 зі штоком 12, корпусів 13, 14 клапанних коробок з кришками 15, 16, трубопроводів 17, 18, тарілчастих всмоктуючих клапанів 19, 20 і нагнітальних клапанів 21, 22, пружин 23, 24, скоби 25 і напірного колектора 26.

У горизонтально розташованому циліндрі 9 передній торець відкритий і забезпечений фланцем для кріплення кришки 10, а на бічній поверхні з боку вертикальної опори 2 є кронштейн з отвором для шарнірного кріплення до опори.

На бічній поверхні циліндра з боку діаметрально протилежною кронштейну виконані два вікна для з'єднання його внутрішньої порожнини з корпусами 13, 14 клапанних коробок.

Для монтажу поршня 11 зі штоком 12 на циліндрі є фланцевая кришка 10. Пропуск штока в циліндр 9 здійснюється через отвір з сальником, розташоване в центрі кришки.

Циліндр для поперемінного з'єднання з морем і відведення води під тиском в напірний колектор 26 забезпечений двома клапанними коробками, розташованими в зоні вікон.

Корпуси 13, 14 клапанних коробок виконані у вигляді горизонтально розташованих прямокутних призм, які з боку вікон мають дно, а з протилежного боку відкриті і розділені на дві рівні частини вертикальними перегородками. Відкриті та закриті торці корпусів забезпечені фланцями для кріплення кришок 15, 16 і приєднання до циліндра 9.

Для монтажу всмоктувальних клапанів 19, 20, нагнітальних клапанів 21, 22 і пружин 23, 24 в корпусах 13, 14 є фланцеві кришки 15, 16.

Всі фланцеві з'єднання по периметру примикання і вертикальні перегородки з боку кришок ущільнені еластичними прокладками. У передніх бокових стінках корпусів 13, 14 правіше вертикальних перегородок є по одному отвору для з'єднання клапанних коробок з морем, а в дні - з внутрішньою порожниною циліндра. Аналогічні отвори в бічних стінках і дні є лівіше вертикальних перегородок і служать відповідно для з'єднання клапанних коробок за допомогою трубопроводів 17, 18 з напірним колектором 26 і відведення води під тиском з внутрішньої порожнини циліндра 9. Отвори в дні корпусів клапанних коробок закриті тарілчастими всмоктуючими клапанами 19 , 20 і нагнітальними клапанами 21, 22.

Притиснення всмоктуючих клапанів до вхідних отворів проводиться за допомогою пружин 23, закріплених одним кінцем за допомогою шайб і шплінтів на стрижнях клапанів 19, 20, а іншим - впирається в дно корпусом 13, 14.

Притиснення нагнітальних клапанів до вхідних отворів здійснюється за допомогою пружин 24, що упираються одним кінцем в тарілки клапанів 21, 22, а іншим - в кришки 15, 16 клапанних коробок.

Усередині циліндра 9 знаходиться поршень 11, який нерухомо закріплений посередині лівої потовщеною частини штока 12 і може переміщатися поступально під дією хитається лопаті 3. Стовщені частини штока по обидві сторони поршня є упорами, що обмежують переміщення поршня 11 в зоні вікон.

На кінці правій частині штока 12 мається різьблення для кріплення і фіксації скоби 25 з двома соосно розташованими отворами. Скоба служить для шарнірного з'єднання штока з горизонтальним кронштейном рухомий пластини хитається лопаті 3.

Зовні циліндра 9 на бічній поверхні під кутом 90 ^о до площини кронштейна з боку поверхні води є напірний колектор 26, який за допомогою компенсатора 6 з'єднується з гідротурбіною 5, встановленої на робочому майданчику.

Напірний колектор призначений для збору води під тиском, що надходить з внутрішньої порожнини циліндра по трубопроводах 17, 18, і являє собою закриту з обох торців трубу з відводить патрубком, розташованому в зоні кронштейна з метою мінімізації кутів повороту в шарнірах компенсатора при хитанні циліндра навколо вертикальної опори 2.

Компенсатор є чотирьохшарнірною трубопровід з двома кінцевими і двома проміжними шарнірами.

Труби компенсаторів розташовані під певними кутами і , В вершинах яких знаходяться проміжні шарніри, завдяки чому вони можуть повертатися навколо шарнірів, змінюючи кути і одночасно - відстані між кінцевими шарнірами.

Компенсатори служать для шарнірного з'єднання напірного колектора 26 поршневого насоса 4 з гідротурбіною 5 з урахуванням зміни відстані між ними на величину дуги, описуваної патрубком напірного колектора під час роботи прибійній гідроелектростанції.

Гідротурбіна 5 з'єднана з електрогенератором 7, який призначений для отримання електроенергії.

Гідроелектростанція працює наступним чином.

У вихідному положенні рухома пластина, що коливається лопаті 3 частково висунута з нерухомою пластини на величину, рівну половині ходу поршня силового гідроциліндра; лопать повернута на деякий кут, наприклад / 2, в сторону набігаючого прямого прибійного потоку (накату); шток 12 поршневого насоса 4 повністю висунутий з циліндра 9, а поршень 11 знаходиться в крайньому правому положенні; насос, компенсатор 6 і гідротурбін 5 заповнені водою.

При взаємодії хитається лопаті з рухомої масою води кінематична енергія прибою перетворюється в тиск, яке повертає лопать навколо її вертикальної осі за годинниковою стрілкою, а остання через шток переміщує поршень насоса вліво до упору і одночасно повертає насос навколо його вертикальної осі за годинниковою стрілкою зі зсувом по фазі (кут повороту насоса в кожен даний момент менше кута повороту лопаті). При цьому в міру підвищення тиску в нижній частині циліндра 9 стискається пружина 24 нагнітального клапана 22, клапан відкривається і вода під тиском через корпус 14 клапанної коробки, трубопровід 18, напірний колектор 26 і компенсатор 6 надходить в гідротурбіну 5, викликаючи обертання гідротурбіни і пов'язаного з ній електрогенератора 7. Одночасно в верхній частині циліндра під дією розрядження стискається пружина 23 всмоктувального клапана 19, клапан відкривається і вода з моря через вхідний отвір в бічній стінці корпусу 13 клапанної коробки надходить в циліндр 9.

Після проходження прямого прибійного потоку коливається лопать 3 виявляється поверненою на деякий кут, наприклад / 2, в сторону набігаючого зворотного прибійного потоку (відкату), т. Е. Повний кут повороту лопаті становить , Шток 12 поршневого насоса 4 повністю втягнутий всередину циліндра 9, а поршень 11 знаходиться в крайньому лівому положенні.

При взаємодії хитається лопаті з рухомої масою води кінетична енергія прибою перетворюється в тиск, яке повертає лопать навколо її вертикальної осі проти годинникової стрілки, а остання через шток переміщує поршень насоса вправо до упору і одночасно повертає насос навколо його вертикальної осі проти годинникової стрілки зі зрушенням по фазі (кут повороту насоса в кожен даний момент менше кута повороту лопаті).

При цьому в міру підвищення тиску у верхній частині циліндра 9 стискається пружина 24 нагнітального клапана 21, клапан відкривається і вода під тиском через корпус 13 клапанної коробки, трубопровід 17, напірний колектор 26 і компенсатор 6 надходить в гідротурбіну 5, викликаючи обертання гідротурбіни і пов'язаного з ній електрогенератора 7. Одночасно в нижній частині циліндра під дією розрядження стискається пружина 23 всмоктувального клапана 20, клапан відкривається і вода з моря через вхідний отвір в бічній стінці корпусу 14 клапанної коробки надходить в циліндр 9.

Далі вищеописаний цикл повторюється безперервно, а лопать 3 і поршневий насос гойдаються кожен навколо своєї вертикальної осі.

При збільшенні сили прибою вище розрахункової рухлива пластина, що коливається лопаті 3 починає переміщатися всередину нерухомою пластини за допомогою силового гідроциліндра, робоча поверхня лопаті зменшується і навпаки.

В обох випадках навантаження прибійній гідроелектростанції стабілізується.

Розташування лопаті і поршневого насоса під рівнем поверхні води і виконання їх хитними навколо вертикальних осей дозволяють спростити конструкцію і підвищити надійність.

Виконання робочої поверхні, що коливається лопаті змінної за допомогою силового гідроциліндра стабілізує навантаження прибійній гідроелектростанції.

(56) Авторське свідоцтво СРСР N 1192463, кл. F 03 B 13/12, 1987.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. прибійний ГІДРОЕЛЕКТРОСТАНЦІЯ, що містить волнопріемную лопать, встановлену з можливістю коливання щодо осі, поршневий насос і гідротурбін з електрогенератором, що відрізняється тим, що, з метою спрощення конструкції і підвищення надійності в роботі гідроелектростанції, лопать і поршневий насос розташовані під рівнем води і встановлені з можливістю качання навколо вертикальних осей.

2. Гідроелектростанція по п. 1, яка відрізняється тим, що, з метою стабілізації навантаження при зміні сили прибою, робоча поверхня лопаті виконана змінної за допомогою силового гідроциліндра.

Версія для друку
Дата публікації 16.01.2007гг

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