"установка для использования энергии потока "внип-4"

 

Изобретение относится к гидроэнергетике . Поплавки корпуса (К) 1 жестко соединены днищем 3. В двух полостях 4, расположенных вдоль бортов поплавков, на горизонтальных валах закреплены лопастные колеса 7, кинематически связанные с электрогенераторами 8. Валы расположены над уровнем воды Нижние лопасти 9 колес 7 размещены в потоке Поплавки снабжены форштевнями 1U, килями 11 и заглубленными якорными клюзами. Внутренние борта поплавков расположены вертикально заподлицо с килями 11 Расстояние от осей валов до нижних кромок килей 11 больше радиуса колес 7. На поперечине ледоочистительной приставки (ЛП) 14 размещены два плавучих ротора и дополнительные электрогенераторы , кинематически связанные с роторами . Днище 3 К1 и поперечина расположены над уровнем потока Роторы, размещенные по разные стороны от продольной оси К1, выполнены в форме усеченного коноида. Внутренние торцовые стенки роторов, расположенные с зазором одна.относительно другой, имеют диаметр , превышающий диаметр колес 7, и снабжены зубьями 20. Внешние стенки роторов снабжены дисковыми пилами. Коноидальные стенки роторов имеют спиральные выступы 23. Носовые части поплавков выступают за осевые габариты днища 3. Подводные части форштевней 10 снабжены ледокольными скосами, Задние части роторов расположены между носовыми частями поплавков К 1 снабжен двумя становыми якорями с гайдропами , Зубья 20 выполнены профилированными для зацепления с шестернями 30 Такое выполнение установки позволяет повысить ее надежность и мощность при работе в дрейфующих льдах. 3 з.п ф-лы 3 ил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 F 03 В 17 /06

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4802495/29 (22) 14,02.90 (46) 23,07.92. Бюл, йт 27 (75) В.Н.Пикуль (56) Авторское свидетельство СССР

Я 1624198, кл, F 03 В 17/06, 1988, (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

ЭНЕРГИИ ПОТОКА "ВНИП-4" (57) Изобретение относится к гидроэнергетике. Поплавки корпуса (К) 1 жестко соединены днищем 3. В двух полостях 4, расположенных вдоль бортов поплавков, на горизонтальных валах закреплены лопастные колеса 7, кинематически связанные с электрогенераторами 8. Валы расположены над уровнем воды. Нижние лопасти 9 колес

7 размещены в потоке, Поплавки снабжены форштевнями 10, килями 11 и заглубленны- ми якорными клюзами. Внутренние борта поплавков расположены вертикально заподлицо с килями 11. Расстояние от осей валов до нижних кромок килей 11 больше радиуса колес 7. На поперечине ледоочистительной приставки (ЛП) 14 размещены два

„„5UÄÄ 1749536А1 плавучих ротора и дополнительные электрогенераторы, кинематически связанные с роторами. Днище 3 К1 и поперечина расположены над уровнем потока. Роторы, размещенные по разные стороны от продольной оси К1, выполнены в форме усеченного коноида. Внутренние торцовые стенки роторов, расположенные с зазором одна относительно другой, имеют диаметр, превышающий диаметр колес 7, и снабжены зубьями 20, Внешние стенки роторов снабжены дисковыми пилами, Коноидальные стенки роторов имеют спиральные выступы

23. Носовые части поплавков выступают за осевые габариты днища 3, Подводные части форштевней 10 снабжены ледокольными скосами, Задние части роторов расположе- Я ны между носовыми частями поплавков. К 1 снабжен двумя становыми якорями с гайдропами, Зубья 20 выполнены профилированными для зацепления с шестернями 30.

Такое выполнение установки позволяет rioвысить ее надежность и мощность при работе в дрейфующих льдах, 3 з.п,ф-лы, 3 ил, 1749536

Изобретение относится к гидроэнергетике, в частности к заякоренным плавающим установкам для использования энергии потока.

Целью изобретения является повышение надежности и мощности установки при работе в дрейфующих льдах.

На фиг,1 показана установка для использования энергии потока, общий вид; на фиг.2 — то же, вид сверху; на фиг,3 — то же, поперечный разрез.

Установка содержит заякоренный плавучий корпус 1 катамаранного типа. поплавки 2 которого жестко соединены днищем 3 с двумя полостями 4, расположенными вдоль бортов 5 поплавков 2, и закрепленные в полостях 4 на горизонтальных валах,6 лопастные колеса 7, кинематически связанные с злектрогенераторами 8, Валы 6 расположены надуровнем воды, нижние лопасти 9 колес 7 размещены в потоке. ГЬплавки 2 снабжены форштевнями 10, килями 11 и эаглубленными якорными клюзами 12. Внутренние борта 13 поплавков 2 расположены вертикально заподлицо с килями 11, а расстояние Н от осей валков 6 до нижних кромок килей 11 больше радиуса колес 7.

Установка снабжена ледоочистительной приставкой 14, выполненной в виде П-образной рамы, размещенной перед корпусом I u своими боковинами шарнирно прикреплен. ной к надводной части поплавков 2, на внешней стороне их носовых оконечностей. На поперечине 15 рамы размещены два плавучих полых ротора 16 и дополнительные электрогенераторы 17. Последние кинематически связаны с роторами 16.

Днище 3 корпуса 1 и поперечина 15 расположены над уровнем потока, а полые опоры 16 — по разные стороны от продольной оси корпуса 1. Роторы 16 могут быть выполнены в форме усеченного коноида с внутренней и внешней торцовыми стенками

18 и 19. Роторы 16 внутренними торцовыми с енками 18 сближены между собой до зазора.р, а диаметр данных торцов превышает диаметр лопастйых колес 7. Внутренние стенки 18 снабжены периферийными зубьями 20. Внешние стенки 19 оснащены дисковыми йилами 21, которые вынесены эа поперечные габариты В> корпуса 1 и отстоят друг от друга на размер Bz.

Коноидальные стенки 22 роторов 16 снабжены спиральными выступами 23, выполненными так, что внизу они npin сближении с внутренними стенками 18 склоняются по потоку. Дисковые пилы 21 по диаметру меньше колес 7, но больше прилегающей к ним части коноидальных стенок 22 выступов 23. Носовые части 24 поплавков 2 выступают за осевые габариты днища 3, а подводные части 25 форштевней 10 снабжены ледокольными скосами 26.

5 . Задние части 27 роторов 16 расположены между носовыми частями 24 поплавков 2 с зазором, Якорные клюзы 12 расположены около килей 11 носовой части 23 поплавков

2. Связь с дном водоема обеспечена двумя

10 становыми якорями (не показаны) с гайдропами 28, Зубья 20 выполнены профилиро-. ванными для зацепления с шестернями 29 кинематической связи роторов 16 с дополнительными генераторами 17.

15 Установку заякоряют в месте с быстрым течением, например, в мелководной протоке. В теплое время года, когда акватория свободна ото льда, водный поток в встречается не только с лопастными колесами 7, 20 Перед тем как привести в действие генераторы 8, этот поток напирает на нижние выступы широких роторов 16, Последние медленно вращаются, заставляя работать дополнительные генераторы 17 в расчетном

25 режиме;

При большой поверхностной волне шарнирная связь приставки 14 с корпусом

1 автоматически загасит килевую качку и вертикальные колебания установки, Этому

30 содействуют и массивные гайдропы 28. Бортовая качка у катамарана с широкой приставкой 14 тоже не будет заметно проявляться, Возбужденная акватория не повлияет на электровыработку.

35 В том случае, когда на установку станут напирать льды, дрейфующие по течению, характер работы коноидальных роторов 16 существенно меняется, При встрече с большим ледовым полем они вращаются, но под

40 воздействием указанного поля, Первыми в контакт с атакующей кромкой льда вступают зубья 20 обеих внутренних стенок 18, В результате роторы 16 выкатываются на ледяной покров,.

45 Под действием тяжести передней части приставки 14 зубья 20 продавливают лед по оси установки, Образующиеся ледовые клинья прогибаются подобно консольным балкам. Роторы 16, прокручиваясь, проседа50 ют и в работу вступают дисковые пилы 21.

Во льду за прфделами поперечных размеров корпуса 1 возникают надрезы, причем в корковом слое, где растягивающие напряжения максимальны:, 55 В результате дрейфу; щее на приставку

14 ледяное поле расчленяется на две полосы, которые тут же режутся спиральными выступами 23 на парные льдины, Последние притапливаются и при помощи зубьев 20 и выступов 23 разводятся в стороны и затал1749536

30 ао

50 киваются под боковые кромки прокладываемого канала чистой воды, Укаэанная разводка крайне затруднится, если спиральные выступы 23 внизу, сближаясь с внутренни- ми.стенками 18, ориентированы против потока, Траектории парных льдин обозначены стрелками Л.

Ширина Bg этого канала равна ширине приставки 14 и ощутимо больше соответствующего габарита В>. Так исключается трение льда о внешние борта поплавков 2 и попадание длин в межпоплавковый коридор. В колесных полостях 4 устанавливается температурный режим, исключающий обмерзание рабочих лопастей 9, Отсюда электровыработка продолжается как посредством водяных колес, TBK и с помощью обоих роторов 16.

Если льды, напирающие на приставку

14, дрейфуют раздельными потоками, различающимися по скорости. то синхронность во вращении роторов 16 может быть нарушена. При этом заторможенный ротор 16 не повлияет на работу напарника, Иначе, электровыработка с приставки 14 продолжается, хотя и не без снижения. В случае, когда коноиды повстречают сплоченную ледовую гряду и не смогут ее разрушить сразу, то они, катясь "в гору", приподнимут плавучую часть приставки 14 и пропустят фронтальную кромку поля к форштевням 10.

Ледяная гряда окажется под сосредоточенными нагрузками, причем в двух уровнях, Сверху на нее воздействуют зубья 20, находящиеся под возросшей гравитационной силой приставки. На кромку льда, прилегающую к воде, надавливают сближенные между собой ледокольные скосы 26 форштевней 10, Этого будет достаточно, чтоб гряда прогнулась и стала доступной для пил 21, Округлые внешние борта корпуса 1 вместе с роторами 16 разведут ледовые обломки под края канала.

Разрушающую силу форштевням 10 добавят здесь массивные гайдропы 28.

Возможность повышения надежности и мощности состоит и в том, что установка не исключает возможности самостоятельно изменять точку заякорения. Так при наличии электрических аккумуляторов на борту эта установка способна совершапв экстремальных ситуациях небольшой маневр, причем не только путем подработки брашпилями(не показаны) гайдропов 28. Не исключается кратковременное обращение колес 7 и роторов 16 в движители за счет переключения соответствующих генераторов s режим электромоторов, Формула изобретения

1. Установка для использования энергии потока, содержащая эаякореннный плавучий корпус катамаранного типа, поплавки которого соединены д .ищем с двумя полостями, расположенными вдоль бортов поплавков, и закрепленные вполостях на горизонтальных валах лопастные колеса, кинематически связанные с электрогенераторами, причем валы расположены над уровнем воды, нижwe лопасти колес размещены в потоке, поплавки снабжены форштевнями, вертикальными килями и заглубленными якорными клюзами, внутренние борта поплавков расположены вертикально заподлицо с килями, а расстояние от осей валков до нижних крбмок килей превышает радиус колес, отличающаяся тем. что, с целью повышения надежности и мощности при работе в дрейфующих льдах, установка снабжена ледоочистительной приставкой, выполненной в виде П-образной рамы, размещенной перед корпусом и шарнирно закрепленной боковинами на внешней стороне надводной части бортов поплавков, двумя плавучими пОлыми роторами, установленными на поперечине рамы, и дополнительными электрогенераторами, установленными на раме и кинематически связанными с роторами, причем днище корпуса и поперечина расположены над уровнем потока, последняя — параллельно валам лопастных колес, а полые роторы — по разные стороны от продольной оси корпуса, 2. Установка по п,1, отличающаяся тем, что роторы выполнены в форме усеченного коноида с внутренними и внешними торцовыми стенками, первые из которых установлены с зазором одна относительно другой, а их диаметр превышает диаметр ло35 пастных колес.

3, Установка по п,1 и 2, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что роторы снабжены зубьями и дисковыми пилами, установленными на периферии соответственно внутренних и внешних торцовых стенок, коноидальные стенки — спи- ральными выступами, причем внешние торцовые стенки роторов расположены за пределами поперечных габаритов корпуса, диаметр дисковых пил меньше диаметра водяных колес и больше диаметра прилегающей к ним части коноидальных стенок с выступами.

4, Установка по пп.1-3, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что носовые части поплавков выполнены выступающими за осевые габариты днища, подводные части форштевней снабжены ледокольными скосами, задние части роторов расположены между носовыми частями поплавков с зазором относительно их стенок. якорные клюзы расположены около носовых частей поплавков ниже уровня воды, а зубья роторов выполнены профилированными для взаимодействия с элементами кинематической связи роторов с дополнительными злектрогенераторами, 1749536

Составйтель В, Пикуль

Редактор 8.5угренкова Техред M.Ìîðãåíòàë

Корректор П,Гереши

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ywmpop„, yn.Гагарина, 101

Заказ 2579 Тира)к Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская на6„4/5