Средство для преобразования энергии реверсивной текучей среды

 

Использование: в гидроэнергетике. Сущность концентричные ободы соединены со ступицей и между собой радиальными спицами. Лопатки установлены концентричными рядами с возможностью ограниченного двустороннего поворота на спицах. Длины дуг внешних торцевых поверхностей лопаток в каждом ряду выполнены равными друг другу. Лопатки выполнены с поперечным сечением синусоидального вида. Спицы расположены по оси синусоиды. 1 з. п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к гидроэнергетике, в частности к средствам для преобразования энергии потока реверсивной текучей среды, например, в устройствах, использующих энергию волн.

Известно устройство, используемое для получения энергии от движения морских волн, содержащее колесо со ступицей и концентричный ступице обод, соединенный с последней при помощи радиальных спиц, на которых установлены с возможностью ограниченного двустороннего поворота рабочие лопатки, воспринимающие энергию реверсивного потока, вызванного периодическими перемещениями колеса, соединенного с поплавком, при этом колесо вращается, не меняя направления при изменении направления потока (заявка Великобритании N 1447758, кл. F 03 B 13/12, 1976).

Однако с помощью данного устройства нельзя получить волновую энергетическую установку большой мощности, так как с увеличением диаметра колеса соответственно увеличиваются габариты лопаток, величина которых лимитируется их прочностью.

Наиболее близким к заявленному средству для преобразования энергии реверсивной текучей среды относится турбина, приводимая волнами. Данная турбина содержит колесо со ступицей, концентричные ободы, соединенные со ступицей и между собой посредством радиальных спиц, и лопатки, установленные концентричными рядами с возможностью ограниченного поворота на спицах (заявка Великобритании N 2081388, кл. F 03 В 13/12, 1982).

С помощью данной турбины возможно создать установку большой мощности, так как лопатки расположены концентричными рядами, причем количество лопаток увеличивается от внутреннего ряда к наружному, но в данной турбине не обеспечивается одновременность перекладки лопаток из одного крайнего положения в другое, что ухудшает КПД по использованию потока текучей среды.

Техническим результатом заявляемого средства для преобразования энергии реверсивной текучей среды является обеспечение одновременной перекладки всех лопаток из одного крайнего положения в другое, что позволяет наиболее полно извлекать энергию.

Данный технический результат достигается тем, что у лопаток длины дуг внешних торцевых поверхностей в каждом ряду выполнены равными друг другу, при этом лопатки могут быть выполнены с поперечным сечением синусоидального вида, а спицы расположены по оси синусоиды.

На фиг. 1 изображен вид сверху на средство для преобразования потока реверсивной текучей среды; на фиг. 2 поперечное сечение лопатки данного средства; на фиг. 3 поперечное сечение лопатки синусоидального вида с плавным видом синусоиды; на фиг. 4 то же, с остроугольным видом.

Средство для преобразования энергии реверсивной текучей среды содержит колесо со ступицей 1, концентричные ободы 2, 3, 4, соединенные со ступицей 1 и между собой посредством радиальных спиц 5, и лопатки 6, установленные концентричными рядами с возможностью ограниченного двустороннего поворота на спицах 5, при этом длины дуг внешних торцевых поверхностей лопаток в каждом ряду выполнены равными друг другу. Для ограничения поворота лопастей могут быть использованы ограничительные упоры 7, в качестве ограничительных упоров могут быть использованы и пружины (на фиг. не показано).

Средство для преобразования энергии реверсивной текучей среды работает следующим образом.

При набегании потока реверсивной текучей среды на лопатки 6 последние поворачиваются на спицах 5 до ограничительных упоров 7, причем данные упоры 7 могут быть выполнены регулированными и устанавливаться на оптимальный угол атаки в зависимости от скорости набегания текучей среды. При этом колесо сохраняет свое однонаправленное вращение независимо от направления текучей среды. Так как лопатки 6 почти полностью перекрывают поперечное сечение колеса и выполнены расширяющимися к периферии, то скорость их перекладки из одного крайнего положения в другое будет определяться величиной длины дуги внешней торцевой поверхности 6 в каждом ряду, поэтому для обеспечения синхронности данные длины дуг выполнены равными друг другу. Выполнение лопаток 6 с поперечным сечением синусоидального вида позволяет увеличить площадь взаимодействия с текучей средой, что способствует наиболее полному отбору энергии, причем синусоида может иметь плавный или остроугольный вид, в зависимости от технологии получения лопаток 6, например, при штамповке она выполняется плавной, а при сварке остроугольной. Кроме того расположение спиц 5 по оси синусоиды позволяет увеличить прочность лопатки.

Однонаправленное вращение колеса может быть передано ротору эл. генератора для получения эл. энергии, при этом может быть использован мультипликатор.

Формула изобретения

1. СРЕДСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ РЕВЕРСИВНОЙ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ, содержащее колесо со ступицей, концентричные ободы, соединенные со ступицей и между собой посредством радиальных спиц, и лопатки, установленные концентричными рядами с возможностью ограниченного двустороннего поворота на спицах, отличающееся тем, что длины дуг внешних торцевых поверхностей лопаток в каждом ряду выполнены равными.

2. Средство по п.1, отличающееся тем, что лопатки выполнены с поперечным сечением синусоидального вида, причем спицы расположены по оси синусоиды.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4