Пневмодвигатель

 

Использование: в энергетике. Сущность изобретения: в заполненной жидкостью емкости размещены в ее верхней и нижней частях приводные колеса Колеса охвачены бесконечным рабочим органом . Колоколообразные поплавки закреплены на рабочем органе. Источник сжатого газа подключен к емкости в нижней части с возможностью заполнения газом внутренней полости каждого поплавка при его нахождении в нижней части емкости. Две вертикальные направляющие расположены с зазором у боковых стенок емкости. Рабочий орган выполнен в виде-двух параллельных цепей или канатов и размещен с возможностью перемещения поплавков в зазорах Каждый поплавок снабжен Закрепленной внутри трубой и расположенной в ней осью, шарнмрно связанной концами с цепями или канатами. В нижней части емкости напротив зоны погружения поплавков выполнена боковая ниша В случае выполнения рабочего органа в виде канатов он снабжен жесткими стержнями, закрепленными концами на канатах На приводных колесах выполнены радиальные прорези с возможностью вхождения в них стержней. 2 ид

Комитет Российской Федерации но пат.ентам н товарным знакам (в) RU (1ц 2ООЗЗЗО С1

Nll 5 803817 È (21) 4330709/29 (22} 23.11.87 (46) 30.31.93 Бюл No 43-44 (76) Маркелов Василий Фотеевич (54) ПНЕВМОДВИГАТЕЛЬ (57) Использование: в энергетике. Сущность изобретения: в заполненной жидкостью емкости размещены в ее верхней и нижней частях приводные колеса. Колеса охвачены бесконечным рабочим органом. Колоколообразные поплавки закреплены на рабочем органе. Источник сжатого газа подключен к емкости в нижней части с возможностью заполнения газом внутренней полости каждого поплавка при его нахождении в нижней части емкости. Две вертикальные направляющие расположены с зазором у боковых стенок емкости. Рабочий орган выполнен в виде двух параллельных цепей или канатов и размещен с возможностью перемещения поплавков в зазорах Каждый поплавок снабжен з»крепленной внутри трубой и расположенной в ней осью. шарнирно связанной концами с цепями или канатами. В нижней части емкости напротив зоны погрвкения поплавков выполнена боковая ниша В случае выполнения рабочего органа в виде канатов он снабжен жесткими стержнями, закрепленными концами на канатах На приводных колесах выполнены радиальные прорези с возможностью вхождения в них стержней. 2 ил.

2003830

20

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для обеспечения потребителей энергией, запасекной в воде и воздухе.

Уже известны пневмодвигатели поршневого типа, содержащие цилиндр и пор швиь, в которых теплота, запасенная в воздухе, не используется, а наоборот отбирается, а КПД таких двигателей не превышает О,б.

Известны также пневмодвигатели турбинного типа, содержащие газовую турбину, соединенную с источником сжатого газа.

Но и эти пиевмодвигатели не используют теплоту, запасенную в воздухе, Известна установка {см. заявку ФРГ hL

2408682, кл. F 03 В 17/00, 1975), принятая за прототип, содержащая заполненный водой корпус с размещенным в нем рабочим органом, представляющим бесконечную цепь с закрепленными на ней колоколообразными поплавками и взаимодействующим с генератором электрической энергии.

В прототипе не разработаны расчетные формулы дпя определения действующего объема воздуха, первоначально подаваемого в поплавок, а это не позволяет определять параметрй двигателя и приводит к снижению КПД за счет невозможности извлечения. теплоты, запасенной в воде и воздухе, Целью изобретения является повышение КПД пиевмогидродвигателя за счет извлечения теплоты, запасенной в воде и воздухе.

В предложенном пневмогидродвигателе существенно то, что обьем сжатого воздуха в поплавке определяется из соотношения

Ч,=V.(1+0,5 ).(1+ — );

273 где / — объем сжатого воздуха в поплавке;

V> — объем сжатого воздуха при первоначальном заполнении и абсолютном давлении;

Р— коэффициент увеличения давления в зависимости от глубины погружения поплавка;

1 — температура воды:

11 — температура воздуха. а энергоизвлекающие свойства обусловлены следующими факторами, 1. Закон Архимеда рассматривается как следствие закона сохранения энергии (за возникновением любой силы стоит энергия), когда выталкивающая сила при равных температурах жидкости и тела рассматривается как следствие действия разности затрат энергии на создание или фазовый переход из одного состояния в другое с иаменением плотностей взаимодействующих жидкости и газа и которая определяет степень плавучести — положительную, когда выталкивающая сила больше силы втягивания, нулевую, когда сила выталкивания и сила втягивания равны, и отрицательную, когда сила выталкивания меньше силы втягивания.

Формула закона Архимеда предлагается в следующей редакции.

На тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, определяемая разностью затрат энергии на создание жидкости и тела ипи на переход в иное агрегатное состояние, сопровождающееся изменением плотностей, а также количеством энергии, саккумулированной жидкостью и телом в пределах температур образования или перехода в иное агрегатное состояние (растопление, затвердевание, газообразование).

2. Выталкивающая сила, действующая на подведенный под столб воды или иной жидкости начальный объем газа или воздуха и обладающая положительной плавучестью больше силы, необходимой для преодоле.ния давления над напорным патрубком источника сжатого газа на величину силы, обеспечивающей положительную плавучесть.

3. Выталкивающая сила, действующая на обладающий положительной плавучестью объем газа. подведенный под столб воды при равных температурах воды и газа, увеличивается по мере всплытия и уменьшения давления над иим с увеличением объема газа на величину первоначального обьема через каждые 10 м всплытия (1 ат).

4. Выталкивающая сила увеличивается практически при неизменной плотности воды в пределах температур от О до 100 С тогда как газ увеличивает свой объем в несжимаемой среде воды на 1/273 первоначального объема на каждый градус повышения температуры, т.е. меняет плотность в зависимости от количества затраченной энергии интенсивнее воды, сопровождаясь отбором теплоты от воды и нарушая равновесие эиергопотенциалов воды и воздуха, и наблюдается, когда есть разность температур воды и воздуха, подтверждая закон Архимеда как следствие закона сохранения энергии.

5. Выталкивающая сила увеличивается, т.к. подвод практически происходит в изолированной системе воды (адиабатиый процесс), когда при падении давления на 1 ат происходит понижение температуры воздуха примерно на 24 С, т.е, воздух всегда по6

2003830

ПН ЕВ1ЛОДВИГАТЕЛ Ь, содер>хащий заполненную жидкостью емкость, размещенные в ее верхней и нижней частях 50 приводные колеса, схваченные бесконечным рабочим органом, колоколообразные поплавки, закрепленные на рабочем органе, и источник сжатога газа, подключенный к емкости в ее нижней части с 55 возможностью заполнения газом внутренней полости каждого поплавка при его нахождении в нижней части емкости, отличающийся тем, что, с целью повышения мощности двигателя за счет извлечедается под воду с температурой ниже температуры воды, что позволяет извлекать энергию при равных температурах воды и воздуха, близких к 0"С. При этом отбор теплоты происходит при постоянной температуре воды.

6, Выталкивающая сила увеличивается до 40оь при равных начальных температурах воды и ооздуха, когда система охлаждения компрессора подключена к пневмогидродоигателю, в этом случае возвращается теплота, отобранная у воздуха при сжатии (изотермный КОД компрессора не превышает 0,6).

На фиг,1 изображена схема пневмогидродвигателя: на фиг,2 — разрез А — А на фиг.1, Изобретение осуществляется следующим образом.

Пневмогидродвигатель включает источник сжатого воздуха, соединенный трубопроводом 1 через вентиль 2 с колоколообразными поплавками 3, имеющими запас полезного абьема, шарнирна закрепленными на цепях или канатах 4, взаимодействующих с зубчатыми колесами 5, причем цепь с поплавками помещена в направляющую часть, образованную пластинами 6, Если вместо цепи применен канат, то на нем закреплены холостые оси 7, выполняющие функцию звеньев цепи, а зубчатые колеса, свободно вращающиеся на осях

8, жестко закрепленных в стенках шахты или башни, заполненных водой или иной жидкостью, через шестерню 9 и паразитную шестерню 10 соединены с промежуточной передачей 11 генератора 12 электрической энергии. При этом направляющими поплавков служат стенки шахты 13 и параллельные ей пластины 14, а шахта имеет в верхней части разгрузочную расширенную часть 15. а в нижней части — две ниши 16.

Воздух из источника сжатого воздуха па трубопроводу 1 через вентиль 2 поступает

Формула изобретения

35 под колаколообразнь.е поплавки 3. Поплавки начинают всплывать, оытягиоач цепь l1ai канат 4, паиводя Во оращ ние зубчатые колеса 5, Поплавки всплываю-. в на,равльнащей части, образованной пластинами б, прн этом, имея запас полезного обьема, находящийся в поплавке воздух по мере всплытия и падения давления водяного столба, рас ширяясь, заполняет этот обьсм, уоель и. ая подъемную силу. Если вместо цепи применен канат. то на нем закреплены xolioc ые оси 7, выполняющие функцию звеньев цепь

Зубчатые колеса свободно вращаю.ся на асях 8, жестко закрепленных B стенках шахты или башни, и через шестерню 9 и паразитную шестерню,0 передают ерагцение на ось промежуточной передачи 11 ге»оратора

12 электрической энергии. при этом при погружении поплавков направляющими служат стенки направляющей части 13 и направляющие пластины 14. Вытесненная при заполнении поплавков жидкость разяu вается тонким слоем о расширенной разгрузочной части 15, а смени вшие направление движения»а обратное поплавки осоаба>кдаются от воздуха ниже уровня жидкости и заполняются ей, а в ниж еь части 16, представляющей дое противоположные»иши, разворачиваются в обратном направлен "I и входят о направляющую часть, соприкасаясь между собой, паь этом площадь входа воздуха увеличивается вдвое, что уменьшает потери воздуха и облегчает заг;олнение поплавков воздухом.

Технико-экономическая эффективность выражается в извлечении практически неи=черпаемого источника энергии, легко доступнога и экологически чистого, КаК энергия, запасенная в воде и воздуха. (56) Патент Великобритании М 2190965, кл.

Е 03 В 17/02, 1987 ния энергии, запасенной в воде л воздухе, пневил.>двигатель снабжен двумя вертикальными направляющими, расположенными с зазорам у боковых стенок емкости, рабочий орган выполнен в вид,е двух параллельных цепей или канатов и размещен с возможностью перемещения поплавков в зазорах, каждый из поплавков снабжен закрепленной внутри него трубой и расположенной в ней осью, шарнирно соязэ »й концами с цепями или канатал и, а о нижней части емкости напротив зоны погружения поплавков выполнена боковая »иона, при этом о случае выполнения раба «" > органа в виде канатов он снабжен ж:ст, и2003830 ми стержнями, закрепленными концами на канатах, а на приводных колесах выполнены радиальные прорези с возможностью вхождения в них стержней.

Of ° j

3 ! ! !

О

)

t !

f ма мвмммв.еэм

//

1 °

° ° ° ° - -.

° °

Ю 1

° 1

I ° °

°

° ° ° 1

Ф

Э 1 ° I

1 °

° °: ° б -" 4 3