Установка для использования энергии гидравлического потока

 

Использование: установка относится к гидроэнергетике и предназначена для получения электрического тока. Сущность изобретения: установка обеспечивает возможность круглогодичной работы на реках, покрывающихся льдом. Установка содержит поставленную на якорь воздухо-водозаборную цистерну 1, установленный на ней горизонтальный вал 2 с лопастными колесами на концах, кинематически связанный с преобразователями энергии электрогенератором 8 и компрессором 9, установленными в загерметизированной камере 7, посредством цепных передач 10, промежуточного вала 11 и пары двухрядных цилиндрических намагниченных шестерен 12, взаимодействующих друг с другом через немагнитную стенку камеры 7 посредством замкнутого магнитного поля. Цистерна 1 снабжена воздушным 14 и водозаборным 15 клапанами. Последний предназначен для затопления установки под лед на дно реки, а воздушный клапан для подачи в цистерну сжатого воздуха и вытеснения из нее воды при всплытии установки и работы ее в надводном положении. Преобразователи энергии 8, 9 и клапаны 14, 15 имеют дистанционное электромагнитное управление с берега через общий подводный кабель, соединяющий электрогенератор 8 с потребителем. Лопасти 3 колес, установленные под прямым углом относительно горизонтального вала 2, имеют возможность поворота вокруг собственных осей на 180° за каждый оборот вала 2. Для этого на их осях 4 закреплены конические шестерни 5, взаимодействующие с вдвое меньшими по диаметру неподвижными шестернями 6, концентричными валу 2. Диаметрально противоположные лопасти 3 расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях. 1 ил.

Изобретение относится к гидроэнергетике и предназначено для получения электрического тока.

Наиболее близким из известных технических решений является установка для преобразования энергии, содержащая связанный с якорем плавучий корпус, установленный на нем горизонтальный вал, на концах которого размещены колеса с поворотными вокруг собственных осей лопастями, закрепленную на оси колес коническую шестерню, кинематически связанную с неподвижной конической шестерней, прикрепленной к корпусу концентрично горизонтальному валу, а также преобразователи энергии, кинематически связанные с горизонтальным валом.

Недостатком известной установки является ее непродолжительная работа и высокая стоимость вырабатываемой ею энергии.

Технической задачей данного изобретения является обеспечение работы установки круглый год на реках, покрывающихся льдом.

Указанная техническая задача решается за счет того, что установка для использования энергии гидравлического потока, содержащая связанный с якорем плавучий корпус, установленный на нем горизонтальный вал, на концах которого размещены колеса с поворотными вокруг собственных осей лопастями, закрепленную на оси колес коническую шестерню, кинематически связанную с неподвижной конической шестерней, прикрепленной к корпусу концентрично горизонтальному валу, а также преобразователи энергии, кинематически связанные с горизонтальным валом, снабжена загерметизированной водонепроницаемой камерой, связанной с плавучим корпусом, выполненным в виде воздухо-водозаборной цистерны, имеющей возможность погружения под воду, а преобразователи энергии установлены в загерметизированной камере и выполнены в виде электрогенератора и компрессора, независимо связанных с промежуточным валом, размещенным параллельно горизонтальному валу и связанным с ним парой двухрядных цилиндрических намагниченных шестерен, разделяемых выполненной из немагнитного материала стенкой загерметизированной камеры, и взаимодействующих между собой посредством замкнутого магнитного поля, при этом ресивер компрессора и воздухозаборная цистерна снабжены перепускными воздушными клапанами, а цистерна дополнительно снабжена водозаборным клапаном, причем воздушный и водозаборный клапаны, а также механизм включения преобразователей энергии выполнены с электромагнитным дистанционным управлением, подключенным к общему кабелю, соединяющему генератор с потребителями, причем диаметрально расположенные лопасти колес расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях, а оси лопастей установлены в вертикальных плоскостях, параллельных направлению потока, и снабжены коническими шестернями с диаметром вдвое большим диаметра взаимодействующих с ними неподвижных шестерен, при этом верхние лопасти колес расположены плоскостями параллельно потоку для работы установки в надводном режиме, а для работы в подводном режиме перпендикулярно потоку.

На чертеже показана предлагаемая установка в поперечном вертикальном разрезе в надводном положении.

Установка для использования энергии гидравлического потока содержит поставленный на якорь (на чертеже не показан) плавучий корпус 1, установленный на нем горизонтальный вал 2 с лопастными колесами на концах, имеющими поворотные вокруг собственных осей лопасти 3, закрепленную на оси 4 колес коническую шестерню 5, взаимодействующую с неподвижной конической шестерней 6, концентричной горизонтальному валу 2, прикрепленной к корпусу 1, преобразователи энергии, кинематически связанные с горизонтальным валом 2. Корпус 1, выполненный в виде воздухо-водозаборной цистерны, имеет возможность погружения под лед на дно реки, снабжен загерметизированной водонепроницаемой камерой 7, в которой установлены преобразователи энергии электрогенератор 8 и компрессор 9, раздельно кинематически связанные, например, цепной передачей 10 с промежуточным валом 11, параллельным горизонтальному валу 2, с которым он связан парой двухрядных цилиндрических намагниченных шестерен 12, взаимодействующих друг с другом через немагнитную стенку камеры 7 посредством замкнутого магнитного поля.

Ресивер 13 компрессора установлен на корпусе (цистерне) 1 за камерой 7. Воздухо-водозаборная цистерна 1 снабжена перепускными воздушными клапанами 14 и дополнительно снабжена водозаборным клапаном 15. Клапаны 14, 15 и механизмы включения преобразователей энергии 8, 9 в работу имеют известное электромагнитное дистанционное управление, подключенное к ним с берега через общий подводный кабель, соединяющий электрогенератор 8 с потребителем тока (кабель и дистанционное управление на чертеже не показаны).

Диаметрально противоположные лопасти 3 колес расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях, оси 4 лопастей 3 расположены в вертикальных плоскостях, параллельных направлению потока, и снабжены коническими шестернями 5, диаметр которых вдвое больше диаметра взаимодействующих с ними неподвижных шестерен 6.

Плоскости верхних лопастей 3 колес расположены для работы в надводном положении установки параллельно потоку, а для работы установки в затопленном на дно положении перпендикулярно потоку.

Установка для использования энергии гидравлического потока, поставленная на якорь в надводное или подводное положение, работает следующим образом.

Рабочие лопасти 3, расположенные своей плоскостью перпендикулярно направлению потока, испытывают большее давление потока, чем диаметрально противоположные им холостые лопасти, и вращаются вместе с горизонтальным валом 2. Вращение последнего через пару двухрядных цилиндрических намагниченных шестерен 12 посредством замкнутого магнитного поля передается через немагнитную стенку камеры 7 промежуточному валу 11, а от него через цепную передачу 10 электрогенератору 8. Выработанный ток поступает от генератора 8 к потребителю по подводному кабелю (на чертеже не показан). Компрессор 9 приводится в движение от промежуточного вала тем же путем, т.е. посредством цепной передачи 10, и работает для создания запаса сжатого воздуха в ресивере 13 только при надводном положении установки перед погружением ее на дно реки, которое производится открытием водозаборного клапана 15 для подачи забортной воды в цистерну (корпус) 1. Подъем установки со дна реки в надводное положение производится подачей сжатого воздуха из ресивера 13 через воздушный клапан 14 в цистерну 1 при открытом водозаборном клапане 15, во время которого вода из цистерны 1 вытесняется сжатым воздухом за борт. Управление работой клапанов 14 и 15 при этом производится дистанционно с помощью известных приборов, подключенных к ним через общий подводный кабель.

Формула изобретения

УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ПОТОКА, содержащая связанный с якорем плавучий корпус, установленный на нем горизонтальный вал, на концах которого размещены колеса с поворотным вокруг собственных осей лопастями, закрепленную на оси колес коническую шестерню, кинематически связанную с неподвижной конической шестерней, прикрепленной к корпусу концентрично горизонтальному валу, а также преобразователи энергии, кинематически связанные с горизонтальным валом, отличающаяся тем, что она снабжена загерметизированной водонепроницаемой камерой, связанной с плавучим корпусом, выполненным в виде воздухозаборной цистерны, имеющей возможность погружения под воду, а преобразователи энергии установлены в загерметизированной камере и выполнены в виде электрогенератора и компрессора, независимо связанных с промежуточным валом, размещенным параллельно горизонтальному валу и связанным с ним парой двухрядных цилиндрических намагниченных шестерен, разделенных выполненной из немагнитного материала стенкой загерметизированной камеры и взаимодействующих между собой посредством замкнутого магнитного поля, при этом рессивер компрессора и воздуховодозаборная цистерна снабжены перепускными воздушными клапанами, а цистерна дополнительно снабжена водозаборным клапаном, причем воздушные и водозаборный клапаны, а также механизмы включения преобразователей энергии выполнены с электромагнитным дистанционным управлением, подключенным к общему кабелю, соединяющему генератор с потребителем, причем диаметрально расположенные лопасти колес расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях, а оси лопастей в вертикальных плоскостях, параллельных направлению потока, и снабжены коническими шестернями с диаметром, вдвое большим диаметра взаимодействующих с ними неподвижных шестерен, при этом верхние лопасти колес расположены плоскостями параллельно потоку для работы установки в надводном режиме, а для работы в подводном режиме перпендикулярно потоку.

РИСУНКИ

Рисунок 1