Устройство для преобразования энергии жидкости и способы преобразования энергии жидкости
Изобретение м.б. использовано в гидроэнергетике . Цель изобретения - повышение эффективности устр-ва для преобразования энергии жидкости. Гибкие мембраны (М)установлены в трубопроводе ) 1 с образованием заполненных газом подмембранных полостей. Перепускные магистрали подвода и отвода газа сообщены через впускные и выпускные отверстия с полостями. Магистрали сообщены между собой ТП 12, в к-ром установлена газовая турбина 13. М установлены с возможностью их деформации жидкостью . ТП 1 размещен в потоке жидкости с возможностью ее течения внутри него. Между М закреплена гибкая М 14. М установлены с возможностью их поочередной деформации. Деформацию осуществляют последовательно. Газ, вытесняемый из полости , подают в полость М, в полость к-рой подают газ, деформируют до перекрытия ею поперечного сечения ТП 1 и образования между ней и другой М, из полости к-рой подают газ, замкнутого объема жидкости. Деформация М м.б. осуществлена потоком жидкости. 2 с.п. ф-лы, 11 з.п. ф-лы, 18 ил. v сл с
- П9) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ .РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Ф l,) (Ы К ПАТЕНТУ бд 1 (89) РСТIОВ 86/00208 (14.04.86) (21) 4203458/29 (22) 13,10.87 (31) 8509671 (32) 16.04.85 (33) G.B (46) 30,05.92. Бюл. Гч 20 (71) Хайро Энерджи. Ассошиэтс Лимитед {О В) (72) Норман Вест Беллами (GB) (53) 621.224(088;8) (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ ЖИДКОСТИ И СПОСОБЫ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ ЖИДКО-. СТИ (57) Изобретение м.б. использовано втйдроэнергетике. Цель изобретения — повыЩение . эффективности устр-ва для преобразовайия энергии жидкости. Гибкие мембраны (М) установлены в трубопроводе (Tll) 1 с образованием заполненных газам подмембранных полостей. Перепускные магистрали подвода и отвода газа сообщены через впускные и выпускные отверстия с полостями. Магистрали сообщены между собой ТП 12. в к-ром установлена газовая турбина 13. M установлены с возможностью их деформации жидкостью. ТП 1 размещен в потоке жидкости с возможностью ее течения вйутри него. Между M закреплена гйбкая M 14. М установлены с воэможность.io их поо.чередной деформации. Деформацйю осуществляют последовательно. Газ,. вытесняемый из полости, подают в полость М, в полость к-рой. подают газ, деформируют до перекрытия ею поперечного сечения ТП.1 и образования между ней и другой М,. из полости к-рой подают гаэ, замкнутого обьема жидкости. Деформация M м.б. осуществлена потоком жидкости. 2 с.п. ф-лы, 11 з.п. ф-лы, 18 ил. " 1738099 Изобретение относится к гидроэнергетике. Цель. изобретения — повышение эффективности преобразования энергии жидкости. На фиг, 1 представлено устройство, вид сверху; на фиг. 2 — то же, в начальный период работы, вид сбоку; на фиг. 3 — то же, в промежуточный период работы, вид сбоку; на фиг; 4 — вид сбоку фиг. 2; на фиг. 5 — вид сбоку фиг. 4; на фиг. 6 — устройство при выполнении трубопровода из двух параллельных каналов, вид сверху; на фиг. 7 — то же, в начальный период работы, вид сбоку; на фиг; 9 — трубопровод, выполненный в виде открытого сверху канала; на фиг. 10— трубопровод, закрытый сверху; на фиг. 11— ступенчатый трубопровод, открытый сверху; на фиг. 12 — то же, в виде ломаной линии (змейки); на фиг. 13 — вариант выполнения трубопровода по фиг. 9; на фиг, 14- вариант выполнения трубопровода в виде двух параллельных каналов с запускающими полостями; на фиг. 15 — схема соединения для двух подмембранных полостей; на фиг. 16— схема для 3-х пар полостей с одной турбиной; на фиг, 17 — схема для 3-х пар полостей с 3-я турбинами; на фиг. 18 — схема для двух пар полостей и одной турбиной. Устройство для преобразования энергии жидкости содержит трубопровод 1, гибкие мембраны 2, 3, установленные в трубопроводе с образованием заполненных газом подмембранных полостей 4 и 5 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5). Перепускные магистрали 6, 7 подвода и отвода газа сообщена через впускные и выпускные отверстия 8 — 11 с полостями 4 и 5. Магистрали 6, 7 сообщены между собой трубопроводом 12, в котором установлена газовая турбина 13, которая может быть выполнена в виде турбины Уэльса. Трубопровод 1 может быть выполнен закрытым и установлен наклонно, Трубопровод 1 размещен в потоке жидкости с возможностью течения внутри него, а мембраны 2, 3 установлены внутри трубопровода 1 с возможностью их поочередной деформации жидкостью. Между мембранами 2 и 3 может быть закреплена дополни. тельная гибкая мембрана 14. Мембраны могут быть выполнены из рамированного железа, Трубопровод 1 может быть выполнен в виде открытого сверху канала, а мембрана 15, 16, 17 присоединены к его верхним краям., при этом подмембранные полости 18, 19 и 20 сообщены между собой попарно (фиг. 9). Открытый сверху трубопровод может быть выполнен ступенчатым и мембраны 21 — 24 установлены между краями соседних ступеней (пластин) 25, 26, 27, а 15 ку впускных отверстий 39, 40 и 41, 42 в . каналах 35 и 36 выполнены запускающие 20 ственно. Трубопровод 1 (фиг. 10) может быть выполнен закрытым с выполнением мемб-. 25 ран аналогично варианту по фиг. 9 и QTKp6I30 50 10 сам трубопровод расположен после пластины 28 (фиг. 11). Трубопровод может быть также выполнен в виде ломаной линии или змейки (фиг, 12) или в виде двух параллельных каналов 29 и 30 (фиг. 6, 7, 8). При этом каналы 29 и 30 имеют общие впускные и выпускные отверстия 8 — 11, а подмембранные полости их мембран сообщены отдельными ходами 31 и 32 со своими турбинами 33 и 34 соответственно. Трубопровод может быть выполнен в виде двух параллельных каналов 35 и 36, но с одним общим трубопроводом 37 и турбиной 38 (фиг. 14). Выше по потоку впускных отверстий и ниже по потополости 43 — 46 соответственно. Полости 43 и 46, 44 и 45 сообщены между собой соответственно магистралями 47 и 48. Трубопровод 37 сообщает между собой подмембранные полости 49, 50 мембран 51, 52, установленных в каналах 35, 36 соответтым (фиг. 13) аналогично тому же варианту, Способ преобразования энергии жид- кости заключается в периодической деформации потоком жидкости последовательно установленных в трубопроводе 1 вдоль него гибких мембран 2 и 3. Вытесненную из подмембранной полости 4 мембраны 2 текучую среду подают в подмембранную полость 5 мембраны 3. Мембрану 3 деформируют до перекрытия ею поперечного сечения трубопровода 1 и образования между ней и мембраной 2 замкнутого объема жидкости. Текучую среду, вытесненную из полости 4, подают на турбину 13 и после совершения в ней работы — подают в полость 5, и наоборот. По второму варианту способа в качестве текучей среды может быть использован газ или жидкость. Устройство работает следующим образом. Поток жидкости (обозначен стрелкой) в наклонном трубопроводе 1 воздействует на мембрану 2 и по трубопроводу 12 вытесняет из ее подмембранной полости 4 воздух в подмембранную полость 5 мембраны 3. B процессе вытеснения воздуха из полости 4 часть водного потока проходит над мембраной 2 и после опорожнения полости 4 начинает воздействовать на мембрану 3, вытесняя воздух из полости 5 по трубопроводу 12 в обратном направлении. Турбина. 13 Уэльса, установленная в трубопроводе 12, вращается в одну сторону независимо от направления движения воздуха. Мембраны 1738099 A 2 и 3 попеременно сжимаются и расширя- фективности устройства. трубопровод разются, создавая перепад давления воздуха мещен в потоке жидкости с возможностью на туречине, равный половине напора жид- ее течения внутри него. перепускные магикости. При этом система является автоколе.- . страли сообщены между собой, а мембраны бательной с пульсирующим потоком 5. установлены внутри трубопровода с возжидкости на входе и выходе из трубопрово- можностью их поочередной деформации. да 1 и непрерывным потоком воздуха через 2. Устройство по и. 1,.о.тл и ч а ю щеетурбйну. Предполагается оптимальным со- с я тем, что трубопровод содержит дополотношение ширины и высоты трубопровода, нительную гибкую мембрану; закрепленную 2:1 и 3:1, а высоты к длине. — от 1:10 до 1 20, 10. между основными мембранами. Инерцйонные эффекты, возникающие в тру- 3, Устройство по пп. 1 и 2, о т л.и ч а юбопроводе. могут быть снижены за счет аы- щ е е с я тем, что газовая, турбина выполнеполнения .трубопровода в виде двух . на в виде:турбины Уэльса. параллельных каналов 29 и 30, в которых . 4. Устройство по пп. 1-3, о т л и ч а юподмембранные полости сообщены ходами 15: щ е е с я тем, что трубопровод выполнен в 31 и 32 с турбинами 33 и 34 (фиг. 6), виде открытого сверху канала, а мембраны При выполнении трубопровода 1 откры-.. присоединены к его верхним краям. тым сверху (фиг; 9; 13) и закрытым (фйг, 10),. 5. Устройство по и. 4, о т л и ч а ю щ е.епринцип действия устройства остается тем с я тем, что подмембранные полости сообже..:: 20 щены между собой попарно. При выполнейии трубопровода с пла- 6. Устройство по пп. 4 и 5, о т л и ч а юстинами 25, 26, 27, 28 (фиг. 11) поток жидко-. щ е е с я тем, что канал выполнен ступенча. сти действует на мембраны 21 — 24 сверху, тым и мембраны установлены между краями вытесняя последовательно из-под них воз- соседних ступеней. дух. который поступает на. турбины..Анало- 25 7. Устройство по п. 6, о т л и ч а ю щ е егично работает и устройство по фиг. 12, где .. с я тем, что канал выполнен.в виде ломаной . ступени размещены зигзагом или змейкой. линии или змейки. При выполнении устройства по фиг. 14 по- 8. Устройство по пп. 1 —.3, о т л и ч а юток жидкости действует на мембрану 51, щ е е с я тем, что трубопровод выполнен в вытесняя воздух из полости 49 через отвер-:30 виде двух параллельньи каналов, а выше по стия. 41 в трубопровод 37 с турбиной 38, . потоку впускных и ниже-по потоку выпусккоторый затем поступает через отверстие... ных отверстий перепускных магистралей в . 40 в полость 50. Мембрана 52 перекрывает каждой,из них выполнены запускающие попоток жидкости в канале 36 до тех пор, пока лости. порция жидкости не воздействует на по- 35 9, Устройство по пп. 1-8, о т л и ч а юлость 46, из которой воздух по магистрали щ е е с я тем, что мембраны выполнены из 47 поступит в полость 43. Наполнение пало- .. армированной резины. сти 43 вйзыает наполнение полости 49, пё- . 10. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е есле чего мембрана 51 перекрывает поток в . с я тем, что трубопровод выполнен закрыканале 35 и далее цикл повторяется. 40 тым и установлен наклонно. Устройство может быть снабжено воз- .11..Устройство по и;9, отлича ю ще едушными аккумуляторами для сглаживания с я тем, что трубопровод выполнен в виде пульсаций потока. двух параллельных каналов с общими впуПодмембранные полости устройства по скным и выпускным отверстиями, каждый всем вариантам могут быть сообщены меж- 45 канал содержит свои гибкие мембраны, усдусобой истурбиной по различным схемам, тановленные с образованием подмембран-. показанным на фиг. 15-18, ных полостей, при этом подмембранные Формула изобретения полости каждого канала сообщены отдель1. Устройство для преобразования ным соединительным каналом с газовой энергии жидкости, содержащее трубопро- 50 турбиной. вод, гибкие мембраны, установленные с об- 12. Способ преобразования энергии разованием заполненных газом жидкости, включающий периодическую деподмембранных полостей, перепускные ма- формацию последовательно установленных гистрали подвода и отвода газа, сообщен- вдоль трубопровода гибких мембран потоныечерез впускные и выпускныеотверстия 55 ком жидкости, вытеснение из подмембранс подмембранными полостями, и газовую ных полостей газа, последующую передачу турбину, установленную в магистралях, при его на турбину и после совершения в ней этом мембраны установлены с возможно- работы возврат газа в подмембранные постьюихдеформациижидкостью,отличаю- лости, отличающийся тем, что щ е е с я тем, что, с целью повышения зф- деформацию мембран осуществляют после1738099 довательно, а газ, вытесняемый из подмембранной полости одной мембраны, подают в подмембранную полость другой мембраны, причем мембрану, в подмембранную полость которой подают газ, деформируют до перекрытия ею. поперечного сечения трубопровода и образования между ней и другой мембраной, из подмембранной полости которой подают газ. замкнутого объема жидкОсти. 13. Способ преобразования энергии жидкости, включающий периодическую деформацию последовательно установленных вдоль трубопровода гибких мембран потоком жидкости, вытеснение из подмембранных полостей. текучей рабочей среды. последующую подачу ее на турбину и после совершения в ней работы возврат текучей рабочей среды в подмембранные полости, отличающийся тем, что в качестве 5 текучей рабочей среды используют жидкость, деформацию мембран осуществляют последовательно, а рабочую жидкость вытесняют из подмембранной полости одной мембраны, подают в подмембранную по10 лость другой мембраны, причем мембрану, в подмембранную полость которой подают рабочую жидкость, деформируют до перекрытия ею поперечного сечения трубопровода и образования между ней и другой 15 мембраной, в подмембранную полость которой подают рабочую жидкость, замкнутого объема жидкости. 1738099 3738099 Фигура иг. 1738099 у Я Фиг. 14 1738099 Составитель Э.Айбиндер, ехред М.Мррейтал (орректор Н.Р -квя Редактор М.Бандура Производственно-издательский комбинат "Патент". r, Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 1910 — Тираж Подписное ытиям и и ГКНТ СССР ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при Ц3035, Москва, Ж-36, Раушская наб., 4/5
