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 RU2046994

СПОСІБ ПЕРЕТВОРЕННЯ ЕНЕРГІЇ КАЧКИ плаваючих засобів

Ім'я винахідника: Рязанов Аркадій Ксенофонтовіч
Ім'я патентовласника: Рязанов Аркадій Ксенофонтовіч
Адреса для листування:
Дата початку дії патенту: 1989.12.25

Використання: для перетворення енергії вітрових хвиль в водоймі. Суть винаходу: зовні бортів плавзасобу розміщують цистерни, частково заповнені робочою рідиною і з'єднані між собою парними водоводами з гідравлічними турбінами і пристроями, що забезпечують почергове протікання робочої рідини по водоводах при хитавиці. При цьому турбіни встановлюють в кінці відвідав у протилежних бортів. Турбіни можуть бути розміщені у верхній частині відвідав, а потік рідини перед турбіною розганяють за допомогою звужує проточну частину водоводу регулюючої заслінки.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до гідроенергетиці, зокрема до енергетичних перетворювачів енергії вітрових хвиль.

Відомий інерційний перетворювач енергії качки судна. У підводній частині катера за цим способом розміщується вільно підвішений інерційний вантаж, який по відношенню до корпусу хитається катера здійснює коливальні рухи. Ці коливання за допомогою зубчастих передач перетворюються в обертальний рух гребного гвинта.

Недоліками способу є невисокий коефіцієнт перетворення енергії качки і необхідність розміщення на борту морського плаваючого об'єкта масивного інерційного вантажу, який при сильному хвилюванні представляє велику небезпеку для судна і екіпажу.

Найбільш близьким до пропонованого є спосіб перетворення енергії качки плаваючого засобу шляхом використання енергії руху рідини, по черзі переливається при хитавиці через гідравлічні турбіни, встановлені в парних водоводах, що з'єднують протилежні відсіки бортових цистерн (Патент США N 4207739).

Відповідно до цього способу цистерни з робочою рідиною розташовуються в трюмах плавучої платформи або судна. У цьому випадку порушується планування вантажних відсіків, кают і службових приміщень. Крім того, гідротурбоагрегати розміщуються в середині між гідравлічними цистернами, що істотно знижує можливість досягнення більш високої потужності гідротурбіни.

Мета винаходу збільшення потужності перетворювача енергії качки.

Мета досягається тим, що в способі перетворення енергії качки плаваючого засобу шляхом використання енергії руху рідини, по черзі переливається при хитавиці через гідравлічні турбіни, встановлені в парних водоводах, що з'єднують протилежні відсіки бортових цистерн, цистерни з робочою рідиною розміщують зовні бортів по зовнішньому обводу корпусу корабля, а гідравлічні турбіни встановлюють в кінці відвідав у протилежних бортів. Крім того, гідравлічні турбіни встановлюють у верхній частині водоводу в його кінці, а потік рідини перед турбіною розганяють за допомогою звужує проточну частину регулюючої заслінки.

При такому способі перетворення енергії качки потужність перетворювача енергії качки збільшується приблизно в 3-4 рази. На судні залишаються недоторканими трюмні обсяги, не порушується планування відсіків і кают. Судно зберігає здатність виконувати своє пpедназначение.

Принципова схема установки для перетворення енергії качки плаваючого кошти за пропонованим способом зображена на фіг.1 і 2.

Установка монтується на морському судні або спеціальній платформі, яка потребує автономної енергетичної установки. На корпусі із зовнішньої частини бортів судна 1 уздовж лівого і правого бортів встановлюються цистерни 2 і 3, кожна з яких відділена від сусідньої глухою перегородкою 4. Цистерни лівого борту з'єднують з протилежними цистернами правого за допомогою двох поперечних відвідав: непарного 5 і парного 6. В наприкінці непарних відвідав 5 у правого борта встановлюються гідротурбогенератори 9, 11, а в кінці парного водоводу 6 турбогенератори 10, 12 встановлюються під лівим бортом. Все гідротурбогенератори одного борту з'єднуються один з одним валами 13. З'єднання напівтверді або Кордай муфтами. Якщо з'єднання валами утруднено, то може бути застосована синхронізована схема паралельного включення електричних генераторів, добре відпрацьована в енергетичних системах.

За кожним гідробурбогенератором 9 або 10 по ходу руху води по поперечним водоводах встановлюється заслінка зворотного клапана 7 (фіг.2), а перед кожною з них регулююча заслінка 8, положення якої управляється за допомогою нескладної технологічно відпрацьованої системи автоматичного регулювання.

ПЕРЕТВОРЮВАЧ ЕНЕРГІЇ КАЧКИ працює наступним чином

При наявності крену судна при хвилюванні на правий борт вода або інша робоча рідина з заповнених цистерн 2 переливається по поперечним водоводах 5 в цистерни 3 правого борта. У сужениях регулюючої заслінки 8 швидкість її руху збільшується, одночасно збільшується і кінетична енергія потоку води. Рухома по водоводу вода обертає лопаті робочих коліс гідротурбіни і ротори спарених з ними генераторів 11. Вироблена електрична енергія через відомі в електротехніці стабілізуючі пристрої (не показані) подається на електричний привід гребного гвинта судна.

При крен судна на лівий борт водяна маса, перелити в цистерни правого борту, повертається в цистерни лівого, обертаючи робочі колеса гідротурбогенераторов 10 і спарених з ними генераторів 12. Турбіни правого борта в цей час обертаються за інерцією.

Заслінки зворотних клапанів 7 зворотним струмом води закриваються, і вирушивши в зворотному напрямку водний потік не впливає на лопаті гідротурбогенераторов 9 правого борта.

Зображення, що рухається по морю судно одночасно бере участь в бортовий і кільової хитавиці. При цьому поверхня палуби займає довільне положення в просторі, в результаті чого навантаження на гідротурбіни носової і кормової частини судна буде різною. Поєднання всіх розташованих уздовж одного борту турбогенераторів одним загальним валом більш краща, тому що таке поєднання дозволить усереднити різницю в гідродинамічних впливах водних потоків.

При відсутності качки, що в морях і океанах зустрічається вкрай рідко, передбачений резервний традиційний двигун, що забезпечує надійну рухливість і маневреність судна.

Розрахунок перетворювача енергії качки проводився для судна водотоннажністю 3000 т, довжиною 105 м, шириною по бортах 18 м, шириною по обводам бортових цистерн перетворювача 24 м, висотою бортів 7,5 м, швидкістю 13,5 вузлів (25,5 км / год) . Потужність замінного основного двигуна потужність 2200 кВт.

Габарити одного ланцюжка бортових цистерн 3 х 2 х 70 м. Кількість води, що заливається в цистерни одного борта 525 м ^3. Напівперіод качки 5 с. Середній розрахунковий кут крену 15 ^о.

На фіг.2 схематично зображено крен судна з кутом 15 ^о. Схема виконана в масштабі 1: 200. Перевищення рівня води в цистернах лівого борту по відношенню до цистерн правого становить 6 м, а перевищення рівня води по відношенню до лопат робочого колеса гідротурбіни 5,3 м. Виходячи з перевищення 5,3 м обрана швидкість руху води по поперечним водоводах 3,5 м / с.

При перетині поперечного водоводу (для одного турбоагрегату) 2,5х5 м його пропускна здатність становить 43,75 м ³ / с, а пропускна здатність трьох парних (або трьох непарних) відвідав для обраного судна становить 131,25 м ³ / с. З урахуванням місцевих опорів спорожнення лівих (або правих) цистерн станеться через 4,5 с, що забезпечить повноту використання енергії падаючої води.

Потужність гідротурбогенератора, визначена відповідно до відомим виразом для даного перетворювача качки, становить 4662 кВт при куті крену 15 ^о. Розрахункова потужність енергетичної установки (потужність 2200 кВт) забезпечується перетворювачем качки при куті крену 5,5 ^о.

Інерційний вибіг обертових мас однобортних гідротурбогенераторов визначається виходячи з маси ротора генератора 3,2 т, маси робочого колеса гідротурбіни 5 т і швидкості обертання гідротурбіни 300 об / хв. Він розтягне час дії імпульсу водного потоку на 0,2 с.

Таким чином, перетворювач енергії качки за пропонованим способом дозволить забезпечити більшу економію паливно-енергетичних ресурсів. Економія досягається тим, що в пропонованому способі більш ніж на 90% виключається з роботи головний штатний двигун судна. Зниження споживання хімічних палив поліпшить екологічну обстановку в морях і океанах. Крім того, перетворювач енергії качки, змонтований на дрейфуючих або заякоренних платформах морських енергохімічної комплексів, дозволить вирішити завдання їх енергозабезпечення.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. СПОСІБ ПЕРЕТВОРЕННЯ ЕНЕРГІЇ КАЧКИ плаваючих засобів шляхом використання енергії руху рідини, по черзі переливається при хитавиці через гідравлічні турбіни, встановлені в парних водоводах, що з'єднують протилежні відсіки бортових цистерн, що відрізняється тим, що, з метою збільшення потужності, цистерни розміщують зовні бортів, а гідравлічні турбіни встановлюють в кінці відвідав у протилежних бортів.

2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що гідравлічні турбіни встановлюють у верхній частині відвідав, а потік рідини перед турбіною розганяють за допомогою звужує проточну частину регулюючої заслінки.

Версія для друку
Дата публікації 24.03.2007гг

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