Приливная электростанция

 

Изобретение относится к области энергетики . Генератор 1 выполнен в виде емкости (Е) 2. Привод (П) 4 насоса (Н) 3 соединен трубопроводом (Т) 5 с верхней частью Е 2. П 7 электрогенератора 6 соединен при помощи Т 9 с Н 3 аккумулятора (А) 8. Дополнительный Н 10 соединен с А8 и снабжен П 11. Т 5 снабжен клапаном 12. П 4 выполнен в виде пневмогидродвигателя (ПД) 13. В верхней части Е2 выполнены два отверстия (О) 14. П 11 выполнен в виде упругой диафрагмы 15, закрепленной по краям одного из О 14, и обратного клапана 16. ПД 13 содержит корпус 17 с колоколом (К) 18, накопителем 19, фиксаторами 20 и направляющими 21. Обгонная муфта 22 связана с зубчатой рейкой 23, маховиком 24, кривошипно-шатунным механизмом 25 и кулачковым механизмом 26. Последний снабжен штоком 27 с педалью 28. К18 выполнен ассиметричным со стенками 29, дном 30 и поплавком 31. К 18 установлен в вилке 32. соединенной с рейкой 23. Накопитель 19 выполнен в виде К 33, установленного на оси 34. А8 выполнен в виде герметичной Е 35 и снабжен Е 36 с объемом, равным половине объема А8. Е 36 установлена в А8 с зазором между их стенками 37 и 38 и дном 39 и 40. Зазор между стенками 37 и 38 заполнен эластичным материалом 41. П 7 выполнен в виде ПД 42 с корпусом 43 и камерой 44. В корпусе 43 установлены ротор 45 и накопители 46. Ротор 45 выполнен в виде стакана 47 с соплами 48. Такое выполнение электростанции позволит расширить ее функциональные возможности за счет использования энергии отлива. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 F 03 В 13/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

/ г г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

k еваЮ

1 (21) 4602252/29 ,(22) 28.09.88 (46) 07.09.92. Бюл. N 33 (75) В.Ф.Маркелов (56) Патент Великобритании М 384844, кл, F 03 В 13/12, 1932, (54) ПРИЛИВНАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ (57) Изобретение относится к области энергетики. Генератор 1 выполнен в виде емкости (Е) 2. Привод(П) 4 насоса (Н) 3 соединен трубопроводом (T) 5 с верхней частью Е 2. П

7 электрогенератора 6 соединен при помощи Т 9 с Н 3 аккумулятора (А) 8. Дополнительный Н 10 соединен с А8 и снабжен П 11.

Т 5 снабжен клапаном 12. П 4 выполнен в виде пневмогидродвигателя (ПД) 13. В верхней части Е2 выполнены два отверстия (О)

14. П 11 выполнен в виде упругой диафрагмы 15, закрепленной по краям одного из 0

14, и обратного клапана 16. ПД 13 содержит корпус 17 с колоколом (К) 18, накопителем

19, фиксаторами 20 и направляющими 21.

Изобретение относится к области энергетики.

Целью изобретения является расшире-. ние функциональных возможностей за счет использования энергии отлива.

На чертеже показана схема приливной электростанции.

Приливная электростанция содержит закрепленный на дне водоема генератор 1 сжатого воздуха, выполненный в виде закрытой сверху и открытой снизу емкости 2,, воздушный насос 3 с приводом 4, соединен„, 4 „„1760149 А1

Обгонная муфта 22 связана с зубчатой рейкой 23, маховиком 24, кривошипно-шатунным механизмом 25 и кулачковым механизмом 26. Последний снабжен штоком 27 с педалью 28. К 18 выполнен ассиметричным со стенками 29, дном 30 и поплавком 31. К 18 установлен в вилке 32, соединенной с рейкой 23. Накопитель 19 выполнен в виде К 33, установленного на оси 34. А8 выполнен в виде герметичной Е

35 и снабжен Е 36 с объемом, равным половине объема А8. Е 36 установлена в А8 с зазором между их стенками 37 и 38 и дном

39 и 40. Зазор между стенками 37 и 38 заполнен эластичным материалом 41. П 7 выполнен в виде ПД 42 с корпусом 43 и камерой 44. В корпусе 43 установлены ротор 45 и накопители 46. Ротор 45 выполнен в виде стакана 47 с соплами 48. Такое выполнение электростанции позволит расширить ее функциональные возможности за счет использования энергии отлива. 3 з.п. ф-лы, 1 ил. ным при помощи подводящего трубопровода 5 с верхней частью емкости 2, электрогенератор 6 с приводом 7 и соединенный с воздушным насосом 3 аккумулятор 8 сжатого воздуха с трубопроводом 9 отвода воздуха к приводу 7 электрогенератора 6, Электростанция снабжена дополнительным воздушным насосом 10, подсоединенным к аккумулятору 8, приводом 11 дополнительного насоса 10, подводящий трубопровод 5 снабжен управляемым клапаном 12, в привод 4 воздушного насоса 3 выполнен s виде

1760149 пневмогидродвигателя 13, при этом и верхней части емкости 2 выполнены два отверстия 14, а привод 11 дополнительного насоса 10 выполнен в виде подпружиненной снизу упругой диафрагмы 15, закреп- 5 ленной сверху по краям одного из отверстий 14,и обратного клапана 16, установленного во втором отверстия 14 и кинематически связанного с диафрагмой 15.

Пневмогидродвигатель 13 включает 10 расположенный под уровнем воды корпус

17 с размещенными в нем силовым поворотным колоколом 18, накопителем воздуха 19, фиксаторами их положения 20 и направляющими 21, обгонную муфту 22 с зубчатой 15 рейкой 23, инерционным маховиком 24, кривошипно-шатунным механизмом 25, кулачковым механизмом 26 для управления клапаном 12 со штоком 27 и педалью 28, при этом силовой колокол 18 выполнен ас- 20 симетричным в виде четырех боковых стенок 29 и дна 30.с блуждающим поплавком

31, взаимодействующим с фиксатором 20 в крайних положениях, и шарнирно установлен в вилке 32, соединенной с зубчатой рей- 25 кой 23 с возможностью вертикального перемещения, накопитель 19 также выполнен в виде асимметричного колокола 33, установленного на оси 34 с возможностью поворота, а выходная часть подводящего 30 трубопровода 5 расположена под накопителем 19. Аккумулятор 8 сжатого воздуха выполнен в виде герметичной, наполовину заполненной жидкостью емкости 35 и снабжен дополнительной емкостью 36, объем 35 которой равен половине объема аккумулятора 8, при этом дополнительная емкость 36 выполнена открытой снизу и размещена в аккумуляторе 8 с зазором между их стенками 37 и 38 и дном 39 и 40, а зазор между 40 стенками 37 и 38 заполнен эластичным маериалом 41 с проникающими порами, содержащими молекулы кислорода, Привод 7 электрогенератора 6 выполнен в виде пневмогидродвигателя 42, включающего распо- 45 ложенный вертикальный под уровнем воды цилиндрический корпус 43 с разгрузочной камерой 44 в верхней части и размещенные в корпусе 43 ротор 45 и накопители 46 воздуха, при этом ротор 45 выполнен в виде открытого снизу цилиндрического стакана 50

47 с тангенцмально расположенными в верхней части соплами 48, направленными вверх под углом 3-5 к горизонтальной плоскости, а накопители 46 расположены в . нижней части корпуса 43 и каждый выпал- 55 нен с объемом не менее объема шара, радиус которого равен радиусу стакана 48.

Электростанция работает следующим образом.

Приливная волна заполняет водой генератор 2 и сжимает находящийся в нем воздух, который по трубопроводу 5 поступает в клапан 12, Клапан 12 открывается при нажатии педали 28, После этого воздух поступает в накопитель 19, удерживаемый фиксатором

20. После достижения необходимого усилия всплытия накопитель 19 поворачивается на оси 34, освобождается от воздуха, возвращается в исходное положение под действием силы тяжести и фиксируется фиксатором

20. Воздух попадает в колокол 18, образованный четырьмя стенками 29 и поплавком

31. Колокол 18 при всплытии разворачивается на 180 и взаимодействует с вилкой 32 и направляющими 21. Вилки 32 через зубчатую рейку 23 и муфту свободного хода 22 связаны с инерционным маховиком „24 и кулачком 26. Маховик 24 при помощи кривошипно-шатунного механизма 25 соединен с воздушным насосом 3, из которого воздух поступает в двухкамерный аккумулятор сжатого воздуха 8 и далее к пневмогидродвигателю 42. При этом начале отлива в генераторе 1 возникает разрежение, которое также используется для получения сжатого воздуха. Упругая диафрагма 15 приводит в движение воздушный насос 10, из которого сжатый воздух поступает в аккумулятор 8, а затем в один из накопителей 46. После поворота накопителя 46 воздух попадает в стакан 47, выжимая воду через сопла 48, образующееся реактивное усилие. приводит стакан 47 во вращательное движение, которое передается на электрогенератор 6.

Наличие энергоповышающих свойств подтверждено расчетом как в основном материале,так и в дополнительных расчетах и вы водах.

Откуда берутся энергоповышающие свойства пневмогидродвигателя7

1. Закон Архимеда рассматривается как следствие закона сохранения энергии и дается новая формулировка закона с приведением доказательств.

2, Выталкивающая сила, действующая на объем газа, подведенного под столб жидкости, больше силы, необходимой для преодоления давления столба жидкости над напорным патрубком компрессора, а так это значит, что количество энергии, полученное при всплытии этого объема газа больше количества энергии, затраченной на подвод газа под столб жидкости. П ри водятся расчет и доказательства.

3. Выталкивающая сила увеличивается с увеличением разности температур жидкости и подводимого газа, а количество возможной извлеченной энергии зависит от количества саккумулированной в воде или

1760149

10

40 иной жидкости (в 1 м воды, взятой при температуре, близкой к 0 С, равно 93 Втч).

4. Выталкивающая сила увеличивается по мере всплытия объема газа за счет увеличения объема по мере падения давления жидкости над ним и сопровождающееся отбором теплоты от жидкости, 5. Воздух под воду, практически, всегда подается с температурой ниже температуры воды, т.к. падение температуры воздуха при падении давления на 1 ат в адиабатном процессе равно около 24 С, практически сохраняющееся и в изотермном процессе.

6. Изменение плотности воды в пределах от 0 С до 100 С практически остается неизменной, а воздух увеличивает свой объем на 1/273 первоначального объема на каждый градус повышения температуры, т.е. меняет плотность.

Вернемся к опыту с бутылкой и рассмотрим его более подробно. Когда мы отрегулировали бутылку в холодной воде на начало момента погру>кения, заменив часть воздуха водой, мы таким образом убрали часть выталкивающей силы, обеспечивающей всплытие, и одновременно уравняли количество.вещества вытесненной бутылкой воды и самой бутылкой с ее содержимым (вода, воздух) и прицепленным к ней грузом, т.е. вес бутылки с водой и воздухом с прицепленным к ней грузом равен весу вытесненной воды, т.е. выталкивающая сила равна 1, но это тот случай, если бы мы закачивали под столб воды воду и при возврате при идеальных условиях (КПД = 1) получили бы при подаче вытесненной воды на турбину количество энергии, равное затраченному. а ведь в формулу выталкивающей Силы входит и плотность тела, которую мы сравниваем с плотностью воды. Мы убрали часть воздуха, заменив его водой, т.е. убрали часть выталкивающей силы, но если мы вернем эту часть воздуха, то получим выталкивающую силу больше единицы и при этом затратим энергии меньше, чем если бы мы подводили такой же объем воды. Сделать это мы можем двумя способами: путем принудительного подвода воздуха, а также путем нагрева воздуха внутри бутылки. В обоих случаях мы нарушили равновесие в количестве вещества, а так как вода и воздух обладают разной теплоемкостью, то нарушили и энергетическое равновесие, равновесие энергопотенциалов между содержимым бутылки и наружной средой, а так как первичный объем пневмогидродвигателя тоже обладает выталкивающей силой больше 1, то и средний действующий объем воздуха будет обладать средней выталкивающей силой больше 1. Учитывая, что выталкивающая сила подведенного под столб воды объема воздуха больше силы, необходимой для преодоления давления столба воды с площадью сечения напорного патрубка компрессора, то естественно, что и энергии будет получено больше. После нагрева водоема Солнцем бутылка всплывает, но при этом ни какой разности в температурах наружной воды, самой бутылки, воды в бутылке и воздуха в ней нет, а значит, нет горячего и холодного тела, непременного условия для построения постояннодействующей машины согласно второму закону термодинамики, но зато есть разность энергопотен ци алов (кол ичество са ккумулированной в воде и воздухе энергии), зависящих от свойств взаимодействующих веществ (теплоемкость, плотность) и от состояния (жидкое, газообразное),и есть разность температур взаимодействующих сред (вода и воздух при принудительном подводе воздуха под столб воды), также зависящих от свойств воды и воздуха. Если есть разность температур сред, то в зависимости от их теплоемкости есть и разность энергопотенциалов этих сред (имеется в виду количество саккумулированной энергии в воде и воздухе, но не разность температур). При температуре воздуха, например, в 40 С камень может быть нагрет до температуры

30 С, а в то же время вода из-за большей теплоемкости только на 10 С, а мы, используя свойства этих сред, заставляем бутылку . всплывать и при этом совершать какое-то количество работы, то разве это не значит, . что мы извлекли энергию из этих сред. Мы еще раз убедились, что выталкивающая сила связана с затратами энергии и за нас это сделало Солнце. Вернув отобранную часть выталкивающей силы добавлением удаленной части воздуха путем принудительного подвода объема воздуха под погруженный под столб воды поплавок-колокол, мы получили дополнительно к уже полученной работе и работу. которую произведет добавленный объем воздуха, а учитывая, что выталкиваю-. щая сила больше силы необходимой для преодоления столба воды над напорным патрубком компрессора при подводе объема воздуха под этот столб, то получим и дополнительную работу за счет разности затрат энергии, затраченной природой на создание воды и воздуха, сохраняющуюся и при фазовых переходах из одного состояния в другое (случай, когда температуры воды и воздуха равны), Извлекать энергию мы можем до полного превращения воды в лед, т.е, при увеличении объема воздуха при падении давления происходит понижение температуры воздуха с отбором теплоты от воды.

1760149

Рассмотрим следствие, вытекающее из закона Архимеда.

Плавающее тело погружено некоторой своей частью в жидкость: погруженная часть вытесняет по весу столько жидкости, сколько весит все тело.

Мы может сказать, что на плавающее тело действует выталкивающая сила, равная весу жидкости, вытесненной погруженной частью, и ошибемся. Ведь находящийся над поверхностью воды воздух, также обладающий плавучестью, можно принять тоже за плавающее тело, однако никакого погружения воздуха в воду, по крайней мере видимого нет, Но он по сравнению с частично погруженным в жидкость телом и выталкивается из нее с большей силой, а столб воздуха над этим телом обладает значительным весом, но если нам пришлось бы погружать на какую-то глубину плавающее тело и столб воздуха над этим телом, то на погружение столба воздуха мы затратили бы энергии значительно больше, чем на погружение тела, В обоих случаях нам пришлось бы преодолевать силу, определяемую плавучестью, т.е. в обоих случаях выталкивающая сила больше 1 и эта сила заложена природой, обусловлена разностью затрат энергии на создание жидкости, тела и газа, но если твердое тело мы не можем подвести под столб воды или другой жидкости, не преодолев силу плавучести (погружение надо вести с поверхности водоема), то воздух мы подвести можем, минуя затраты энергии на преодоление плавучести, а так как и первичный подведенный объем воздуха обладает плавучестью, то понятно, что при всплытии получим выигрыш в энергии.

Формула изобретения

1. Приливная электростанция, содержащая закрепленный на дне водоема генератор сжатого воздуха, выполненный в виде закрытой сверху и открытой снизу емкости, воздушный насос с приводом, соединенным рри помощи подводящего трубопровода с верхней частью емкости, электрогенератор с приводом и соединенный с воздушным насосом аккумулятор сжатого воздуха с трубопроводом отвода воздуха к приводу электрогенератора, отл и ч а ю ща я с ятем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем использования энергии отлива, электростанция снабжена дополнительным воздушным насосом, подсоединенным к аккумулятору сжатого воздуха, и приводом дополнительного насоса, подводящии трубопровод снабжен управляемым клапаном, а привод первого воздушного насоса выполнен в виде

55 пневмогидродвигателя, при этом в верхней части емкости выполнены два отверстия, а приводдополнительного насоса выполнен в виде подпружиненной снизу упругой диафрагмы, закрепленной сверху по краям одного из отверстий, и обратного клапана, установленного во втором отверстии и кинематически связанного с диафрагмой.

2. Электростанция по и. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что пневмогидродвигатель включает в себя расположенный под уровнем воды корпус с размещенными в нем силовым поворотным колоколом, накопителем воздуха, фиксаторами их положения и направляющими, обгонную муфту с зубчатой рейкой, инерционным маховиком, кривошипно-шатунным механизмом, кулачковым механизмом для управления клапаном со штоком с педалью, при этом силовой колокол выполнен асимметричным в виде четырех боковых стенок и дна с блуждающим поплавком, взаимодействующим с фиксатором в крайних положениях, и шарнирно установлен в вилке, .соединенной с зубчатой рейкой с возможностью вертикального перемещения, накопитель также выполнен в виде асимметричного колокола, установленного на оси с возможностью поворота, а выходная часть подводящего трубопровода расположена под накопителем.

3. Электростанция по пп. 1 и 2, о т л ича ющаяся тем,чтоаккумулятарсжатого воздуха выполнен в виде герметичной, наполовину заполненной жидкостью емкости и снабжен дополнительной емкостью, объем которой равен половине объема аккумулятора, при этом дополнительная емкость выполнена открытой снизу и размещена в аккумуляторе с зазором между их стенками и дном, а зазор между стенками заполнен эластичным материалом с проникающими порами, содержащими молекулы кислорода.

4. Электростанция по пп. 1 3; о т л и ч аю щ а я с я тем, что привод электрогенератора выполнен в виде пневмогидродвигателя, включающего в себя расположенный вертикально под уровнем воды цилиндрический корпус с разгрузочной камерой в верхней части и размещенные в корпусе ротор и накопители воздуха, при этом ротор выполнен в виде открытого снизу цилиндрического стакана с тангенциально расположенными в верхней части соплами, направленными вверх по углом 3-5О к горизонтальной плоскости, а накопители расположены в нижней части корпуса и каждый выполнен с объемом не менее объема шара. радиус которого равен радиусу стакана.

1760149

Составитель В. Орехов

Техред М.Моргентал Корректор О. Юрковецкая

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3169 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5