Установка в.м.зюбина для использования энергии гидравлического потока

 

Изобретение относится к гйдроэнергети(|е. Корпус 1 соединен тросом 2 с берего- B0f| опорой. Вал 3 установлен в корпусе 1 : гор изонтальнЬ вдоль потока и кинематически связан с преобразователем энергии 5. Кинематическая связь валаЗ с преобразователем 5 может быть в.ыполнена в виде кривЬфипно-шатунного механизма 4. Лопасть 6 выполнена крыловиднрй, погружена в поток;и прикреплена к одному из кбнцов двуплфего рычага 7. Последний установлен вр - ; : . - -. - .-. ;:-:.: 9 втулке 8. На втором конце рычага 7 установлен противовес 9.1Бтырь 10 взаимодействует с подвижным упором 11. Последний может быть выполнен в. виде коромысла 13 с пружиной, 12. Ролик 14 установлен на коромысле 13. Концевые ограничители 15 и 16 установлены на корпусе 1 по разные сторогыотвалаЗ. Направляющая 18 фиксируется при помощи винта 17. Дополнительный .штырь 19 размещен оппозитно штырю 10. Дополнительные лопасти 20 установлены на горизонтальных осях 21 и кинематически связаны между собой,. Кинематическая, связь лопастей 20 может быть выполнена в виде кривошипнО Шатунного механизма 22. Плавники 23 установлены на корпусе 1. Такое выполнение установки позволит упростить ее конструкцию, повысить КПД и расширить функциональные возможности путём обеспечения регулирования мощности и возможности непрерывной работы при использовании приливно-отливных течений . 2 з.п. ф-лы, 10 ил. со G

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я) F 03 В 17/06

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОспАтент сссР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 f) 4840744/29 (22) 21.06.90 (46) 15.02.93. Бюл. М 6 (71) Тольяттинское производственное объединение "Азотреммаш" (72) В.M.Çþáèí (56) Авторское свидетельство СССР

N 1408098, кл. F 03 В 13/12, 17/06, 1988. (541 УСТАНОВКА. В.M.ÇÞÁÈÍÀ ДЛЯ kCПдЛЛЬЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ПОТОКА (57) Изобретение относится к гйдроэнергети е, Корпус 1 со ед инен тросом 2 с берегово опорой. Вал 3 установлен в корпусе 1

: горизонтально вдоль потока и кинематическй связан с преобразователем энергии 5, Кинематическая связь вала 3 с преобразователем 5 может быть выполнена в виде кривошипно-шатунного механизма 4. Лопасть

6 выполнена крыловидной, погружена в по., ток и прикреплена к одному из концов дву. плечего рычага 7. Последйий установлен во

Я3«1795144 .А1

2 втулке 8. На втором конце рычага 7 установлен против вес 9. Штырь 10 взаимодействует с подвижным упором 11. Последний . может быть выполнен в виде коромысла 13 с пружиной 12. Ролик 14 установлен на коромысле 13. Концевые ограничители 15 и 16 установлены на корпусе 1 йо разные стороны от вала 3. Направляющая 18 фиксируется при помощи винта 17. Дополнительный штырь 19 размещен оппозитно штырю 10.

Дополнйтельнь е лопасти 20 установлены на горизонтальйых осях 21 и кинематически связай ы между собой.. Ки нематичес кая связь лопастей 20 может быть выполнена в виде кривошипно-шатунного механизма 22.

Плавники 23 установлены на корпусе 1. Такое выполнение установки позволит упростить ее конструкцию, повысить КПД и расширить функциональные возможности путем обеспечения регулирования мощности и вазможности непрерывной работы при использовании приливно-отливных течений. 2 з.п. ф-лы, 10 ил.

1795144

Изобретение относится к гидроэнергетике и может быть использовано в установках, . использующих энергию гидравлического потока, Известна установка для использования энергии гидравлического потока, содержащая плавучий корпус, соединенный с береговой опорой при помощи тросового меха@изма ориентации, установленный на корпусе горизонтальный вал, кинематически связанный с преобразователем энергии и расположенные по обе стороны от корпуса лопастные колеса, частично погруженные в поток и имеющие устройства для ориентации лопастей перпендикулярно потоку.

Недостатком известной конструкции является низкая эффективность использования энергии потока, поскольку работа попасти, расположенной плоскостью перпендикулярно к потоку, не достаточно эффективна, Возникшая на лопасть сила обусловлена лишь напором потока.

С другой стороны, наличие лопастных колес сборной конструкции, состоящих из двух дисков с консольными горизонтальными пальцами, шарнирно соединенными с . лопастями, приспособлением для вращения одного из дисков и большим количеством лопастей с устройством для их ориентации, усложняет конструкцию, увеличивает ее удельную металлоемкость,:

Цель изобретения — упрощение конструкции установки и повышение ее КПД.

Поставленная цель достигается тем, что в установке для использования гидравлического потока, содержащей корпус, установленный на нем горизонтальный вал, один конец которого кинематически связан с преобразователем энергии, и погруженную в поток лопасть, вал установлен вдоль потока, сама установка снабжена: полой втулкой, прикрепленной к другому концу вала перпендикулярно его оси; двуплечим Г-образным рычагом, первое плечо которого снабжено штырем и установлено с возможностью поворота в полости втулки, а второе имеет концевой противовес; концевыми ограничителями. размещенными по разные стороны от вала и подвижным упором для взаимодействия со штырем и ограничителями, а лопасть прикреплена к первому плечу рычага параллельно его второму плечу и смещена относительно оси поворота в противоположную сторону от последнего, С целью расширения функциональных воэможностей, путем обеспечения регулирования мощности, установка снабжена направляющей, установленной на корпусе перпендикулярно валу с возможностью пе55

Для регулирования мощности концевые ограничители 15, 16 закреплены на направляющей 18, установленной на корпусе перпендикулярно валу с возможностью перемещения вдоль его оси. Фиксируется направляющая винтом 17 и упирается в ролик 14. ремещения вдоль его оси, а концевые ограничители закреплены на направляющей.

Для использования приливно-отливных течений первое плечо рычага снабжено до5 полнительным штырем, размещенным оппозитно основному относительно оси поворота плеча.

На фиг.1 изображена установка, вид сбоку; на фиг,2 — то же, вид сзади; на фиг,3

"0 — поло>кение лопасти противовеса, штыря и подвижйого упора в диапазоне качания лопасти, изображенной на фиг.2; на фиг.4— устройство поворота лопасти относительно потока; на фиг,5 —. сечение А-А на фиг.4; на

15 фиг.6 — установка с дополнительными лопастями, вид сзади; на фиг.7- узел, вид сверху фиг.4; на фиг,8 — сечение Б-Б на фиг.7; на фиг.9 — положение лопасти. противовеса, штыря, подви>кного упора в среднем поло20 жении лопасти; на фиг.10 — схема сил, действующих на лопасть в ее крайнем положении.

Установка для использования энергии гидравлического потока содержит корпус 1, 25 соединенный с береговой опорой тросом 2, установленный на корпусе вдоль потока горизонтальный вал 3, кинематически, например, через кривошипно-шатунный механизм 4, связанный с преобразователем

30 энергии 5 и, погруженную в поток лопасть 6; выполненную в виде крыла, жестко закрепленного на одном конце двуплечего Г-образного рычага 7, который установлен во . втулке 8, закрепленной перпендикулярно к

35 свободному концу горизонтального вала 3.

Второе плечо рычага изогнуто в сторону от лобовой части лопасти и имеет противовес

9. Первое плечо рычага снабжено штырем

10, ось которого расположена в плоскости, 40 проходящей через хорду лопасти и центр тяжести противовеса (фиг.9), Штырь 10 входит в соприкосновение с подвижным упором 11, выполненным, например, в виде подпружиненного пружиной 12 коромысла

13 и установленным на оси в кронштейнах, жестко закрепленных на полой втулке 8 (фиг.4). На другом конце коромысла установлен ролик 14, поочередно взаимодействующий, в крайних положениях лопасти, с

50 концевыми ограничителями 15, 16 (фиг.2, 7, 8), расположенными на корпусе и размещенными по разные стороны от вала 3.

1;п51.14

Для использования энергии приливов и отливов первое плечо рычагэ снабжено дополнительным штырем 19, размещенным оппозитно штырю 10 отчосительно оси поворота плеча (фиг.5), 5

Для увеличения мощности установка снабжена дополнительными лопастями 20, установленными на горизонтальных осях

21, расположенных с двух сторон от вала 3

И кинематически соединенных между со- 10 оой, например, шатунно-кривошипным механизмом 22, Нэ плавучем корпусе 1 установлены также стабилизирующие плэвники 23, располох<енные в гидравлическом потоке (фиг,6). 15

Устэновкэ для исполь.зования энергии гидравлического потока работает следующим обрэзом.

Гидравлический поток, воздействуя на лопасть 6, поворачивает ее сначала вокруг 20 оси рычага 7 до упора штыря 10 в упор 11 коромысла 13, Таким образом лопасть устанавливается под углом а к потоку (фиг.3 и

5). Затем лопэсть 6 с рычагом 7 зэ счет втулки 8 начинае поворачиваться нэ валу 3 25 до тех пор, покэ ролик 14 не набежит нэ концевой ограничитель 15. При этом короgbicno 13 повернется нэ оси кронштейна и упор 11 выйдет из соприкосновения со штырем 10. В результате лопасть 6 уста навл ива- 30 ется сначала потоком во флюгерное положение, тэк как она нэ рычаге 7 закреп.лена асимметрично, а затем под действием срставляющей силы P веса Q противовеса 9 лопасть повернется в полой втулке 8 нэ про- 35 тивоположный угол а (фиг.3, 10), При этом должно выполниться условие.

Qsin P h cos а >М,,где М вЂ” момент относительно рычага 7 от действия гидравлического потока; . 40

P — угол поворота рычага 7 вокруг горизонтальной оси 3;

Q — сила веса противовеса 9;

h — плечо от оси рычага 7 до центра тяжести противовеса 9; 45 а- угол атаки лопасти.

Другими словами, когда ролик 14 сой- дет с упора 15, коромысло 13 под действием пружины 12 вернется в исходное положенИе. При дальнейшем перемещении, когда 50 сила на лопасть 6 превысит силу весэ и силу инерции противовеса 9, лопасть повернется н оси рычага 7 и будет поворачиваться на вэлу 3 до тех пор; пока ролик 14 не набежит нэ противоположный концевой ограничи- 55 тель 16.

При повороте лопасти нэ противополо>кный угол на ней возникает подьемная сила, под действием которой лопасть начипает повора г«вэться в противоположную сторону.

При этом ролик 14 сойдет с концевого ограничителя 16. штырь 10 войдет в соприкосчовение с упором 11 с другой его стороны (см. фиг.3). таким образом, угол атэки лопасти эафиксируется.

При дальнейшем повороте лопасти 6 вокруг оси.горизонтального вала составляющая сила P веса уменьшится. В вертикальном положении онэ равна О, а затем ее направление изменяется нэ противоположное и онэ начинэет увеличиваться. В крайнем положении лопасти составляющая сила веса противовеса P — максимальна. Под действием этой силы лопасть снова поворачивается на противоположный угол.

Таким образом осуществляется колебательное движение лопасти, которое с помощью кривошипно-шатунного механизма

4 преобразуется во вращательное движение вала преобразователя 5.

Регулирование мощности осуществляется перемещением направляющей 18 вдоль вала 3. При перемещении направляющей влево онэ воздействует на ролик 14 коромыслэ 13, при этом угол атаки лопасти уменьшается, снижается вырабатываемая установкой мощность.

При выходе упора 11 из зацепления со штырем 10, т,е. в тот момент, когда лопасть будет во флюгерном положении, установка остановится.

Для запуска установки необходимо перемещать направляющую 18 вправо до момента соприкосновения упора 11 со штырем

10.

При таком перемещении направляющей угол а атэки лопасти будет увеличиваться, увеличится и мощность установки, В установках, использующих энергию гидравлического потока приливов и отлива, при изменении нэправления потока чэ

180О повернется и лопасть 6 вокруг оси рычага 7 нэ 180О. При этом в соприкосновение с упором 11 войдет штырь 19, Установка будет работать аналогично выше описанному.

Дополнительные лопасти 20 позволяют увеличить мощность установки за счет увеличения площади поперечного сечения потока. Плавники 23 позволяют предотвратить раскачивание плавучего корпуса 1, Установка обладает повышенной эффективностью использования энергии потока за счет более высокого гидродинэмического качества крыла, установленного под оптимальыым углом атаки к потоку, Конструктивно проста, одновременно имеет устройство для регулировэния мощности, 1795144

Формула изобретения

1. Установка для использования энергии гидравлического потока, содержащая корпус, установленный на немторизонтальный вал, один конец которого кинематически связан с преобразователем энергии, и погруженную в поток лопасть, от л и ч. а ющ а я с я тем, что вал установлен вдоль потока, установка снабжена полой втулкой, прикрепленной к другому концу вала-перпендикулярно его оси, двуплечим Г-образным рычагом, первое плечо которого снабжено штырем и установлено. с возмо кностью поворота в полости втулки, а второе имеет кон цевой противовес, концевыми ог-. раничителями, размещенными по разные стороны от вала, и подвижным упором для взаимодействия со штырем и ограничителями, а лопасть прикреплена к первому плечу рычага параллельно его второму плечу и смещена относительно оси поворота в противоположную сторону от последнего.

2.Установка поп.1, отл ич а ю ща я с я тем, что онэ снабжена направляющей, уста- новленной на корпусе перпендикулярно валу с возможностью перемещения вдоль оси последнего, а ограничители закреплены на направляющей.

3. Установка по и. 1, отличающаяся тем, что первое плечо рычага снабжено дополнительным штырем, размещенным оппозитно основному относительно оси поворота плеча.

1795144

Фиг. E.

УЪо 7

Ф с? яд

Составитель О.Железникова

Техред M.Моргентал Корректор ll. Гереши

Редактор А,ВеР

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

Заказ 416 Тираж: . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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