Лётный сборник атмосферной воды

Авторы патента:

F03B13/00 - Приспосабливание машин или двигателей для особых целей, агрегатирование машин или двигателей с приводимыми или приводящими устройствами (при преобладании отличительных признаков этих устройств см. классы, к которым отнесены эти устройства, например H02K 7/18); гидроэлектростанции и силовые установки или агрегаты (состоящие только из машин и двигателей объемного вытеснения F03C; гидротехнические сооружения E02B)

Владельцы патента RU 2534399:

Байбиков Александр Сергеевич (RU)

Изобретение относится к области возобновляемых источников энергии и пресной воды и сборников атмосферной влаги. Летный сборник атмосферной воды содержит основное матерчатое полотно, прикрепленный к нему граничный торовый баллон, тросовую обвязку крепления к подъемному аэростату и привязному тросу. Основное матерчатое полотно сборника выполнено в виде поверхности вращения с увеличивающимся наклоном образующей к плоскости, перпендикулярной оси вращения при приближении к этой оси. Внутренности граничного торового баллона и подъемного аэростата связаны матерчатой трубой с клапаном. Жесткость конструкции обеспечивается краевым торовым баллоном с наддувом его газом из подъемных аэростатов. Транспортабельное и быстроразвертываемое устройство может быть использовано в поднимаемой или высокогорной частях возобновляемых источников энергии и пресной воды. 2 ил.

Изобретение относится к области возобновляемых источников энергии и пресной воды и сборников атмосферной влаги.

Известны наземные сборники атмосферных осадков - водохранилища http://ru.wikipedia.org/wiki/Водохранилище, которые используются для орошения и снабжения пресной водой. Кроме того, при сбросе воды из водохранилища через гидротурбину с генератором можно получать еще и электроэнергию.

Недостатками их являются:

- на равнинных искусственных водохранилищах невозможно поднять высоко уровень воды, чтобы обеспечить высокий напор на гидротурбине. Поэтому для получения большой мощности необходимо использовать крупногабаритные турбины. Да и сами водохранилища занимают большие площади, заливают ценные земли и дороги. В горах же (где возможны большие перепады) мало пригодных мест для водохранилищ и очень дороги строительные работы;

- вода в водохранилищах загрязняется органическими и твердыми примесями и требует очистки перед потреблением жителями.

В патенте RU 2407914C1 “Способ и устройство возобновляемого получения электроэнергии и чистой воды” (авт. Байбиков А.С. приор. 18.09.2009) предлагается поднять сборник осадков с помощью привязных аэростатов на уровень облаков (до 3-4 км). Это позволит использовать максимальный напор воды (до 300-400 атм, как в современных дизелях и паровых турбинах!), что позволит получать значительные мощности с компактных высокооборотных гидротурбин и генераторов и дорогую почти дистиллированную воду. Однако в этом патенте не описана конструкция такого летного сборника.

Задачей настоящего изобретения является максимальное облегчение сборника при максимальной площади сбора осадков, минимальное накопление воды для снижения необходимой подъемной силы аэростатов, удобное дистанционное складывание его для удобного и безопасного подъема и спуска устройства.

Это достигается специальной формой матерчатого сборника, надувным устройством для развертывания и свертывания его в поднятом состоянии.

Для реализации изобретения используются специальные разновидности матерчатых поверхностей вращения, обеспечивающие минимальную задержку воды в сборнике, и наполнения развертывающего устройства газом из подъемных аэростатов.

На рис. 1 представлено устройство в рабочем состоянии, а на рис. 2 - в собранном виде.

Сборник состоит из основного матерчатого полотна 1 в виде поверхности вращения специальной формы. Образующая этой поверхности имеет увеличивающийся к оси вращения наклон к плоскости, перпендикулярной оси вращения. К внешнему краю полотна прикреплен раздувающийся торовый баллон 2 с сбросным клапаном 3. Внутренности торового баллона 2 и подъемного аэростата 4 соединены матерчатой трубой 5 с перекрывающим клапаном 6. Вблизи оси вращения основное полотно 1 соединено со сбросной трубой 7. Снаружи сборник охвачен тросовой обвязкой 8, связанной с привязным тросом 9 и обвязкой 10 подъемного аэростата 4.

Сборник в сложенном виде (рис. 2) со сдутым торовым баллоном 2 и перекрытым клапаном 6 поднимается аэростатом 4. Сложенный вид сборника существенно снижает аэродинамические (включая ветровые) нагрузки при подъеме. После подъема на нужную высоту клапан 6 открывается и газ из аэростата 4 надувает торовый баллон 2, расправляя основное полотно 1 и придавая необходимую жесткость конструкции.

Атмосферная влага падает на основное полотно и стекает к центральной сбросной трубе 7. Чтобы толщина слоя воды, накапливающейся к сбросной трубе, существенно не увеличивалась, необходимо увеличивать скорость воды в слое с приближением к оси и сбросной трубе. Это достигается специальной формой основного полотна: увеличением наклона образующей поверхности вращения основного полотна к плоскости, перпендикулярной оси вращения, при приближении к этой оси. Эта форма также снижает боковые аэродинамические (ветровые) нагрузки на сборник (по сравнению, например, с конической). Частными случаями такой формы являются катеноид, псевдосфера.

При спуске перекрывается клапан 6 и открывается сбросной клапан 3 на торовом баллоне. Газ из торового баллона сбрасывается, он теряет жесткость и сборник складывается.

Для наполнения торового баллона может использоваться дополнительный подъемный шар с повышенным давлением и газом, отличным от газа в основном подъемном шаре.

Основное полотно может быть также изготовлено из треугольных или многоугольных криволинейных заготовок-секторов из аэроткани, которые при соединении между собой приближенно описывают гладкую форму летного сборника. Весьма целесообразно на все поверхности сборника нанести супергидрофобное покрытие для увеличения скорости стекания воды и гарантии неприлипания капель воды, утяжеляющих сборник. В качестве клапана 6 может быть использовано простое и легкое пережимное устройство на матерчатой трубе.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является при заданной площади сбора атмосферной влаги минимальный вес конструкции при минимальном накоплении воды. Это существенно снижает необходимую подъемную силу, размеры и стоимость подъемного аэростата. Конструкция также обеспечивает минимальное аэродинамическое сопротивление боковому ветру при подъеме и спуске (в сложенном виде). Форма основного полотна в рабочем состоянии также существенно снижает это сопротивление, по сравнению с конической формой.

Сборник также может использоваться в высоких горах как часть мобильного источника энергии и воды, так как вследствие легкости он может быть доставлен на большую высоту без постройки специальных дорог и не требует мощного крепления к скалам.

Летный сборник атмосферной воды, содержащий основное матерчатое полотно сборника, прикрепленный к нему граничный торовый баллон, тросовую обвязку крепления к подъемному аэростату и привязному тросу, отличающийся тем, что основное матерчатое полотно сборника выполнено в виде поверхности вращения с увеличивающимся наклоном образующей к плоскости, перпендикулярной оси вращения при приближении к этой оси, а внутренности граничного торового баллона и подъемного аэростата связаны матерчатой трубой с клапаном.

Изобретение относится к гидроэнергетике, конкретно к способам использования водных ресурсов для генерирования электрической энергии, и может быть использовано для получения электрической энергии, пригодной для снабжения небольших поселков, метеостанций, обсерваторий и других удаленных объектов.

Способ строительства сейсмобезопасных, сберегающих реки и экологию, гидроэлектростанций // 2514640

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть применено при строительстве ГЭС в любой местности. Способ включает строительство каскада небольшой емкости водохранилищ, которые строятся на боковых притоках реки, складках местности или логах, в стороне от основного русла рек.

Понтонная гидроэнергетическая установка // 2511950

Изобретение относится к гидроэнергетике, в частности к конструкциям устройств для выработки электроэнергии. Понтонная гидроэнергетическая установка содержит заякоренный плавучий корпус и лопастные колеса 6, связанные с электрогенераторами.

Аэро гэс // 2500854

Изобретение относится к гидроэнергетике и может быть использовано для получения энергии, запасенной в атмосферной влаге в любой точке мира. Устройство содержит нижний бьеф 1, верхний бьеф 2, водовод 3, турбогенератор 4 и поверхности 5.

Донная гидроэлектростанция // 2499909

Изобретение относится к бесплотинной гидроэнергетике и может быть использовано для получения от свободного течения рек и ручьев электрического тока без строительства плотин.

Способ преобразования энергии падающей воды в электрическую энергию // 2494282

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства. Способ преобразования энергии падающей воды в электрическую энергию включает водяную турбину и электрический генератор связанные между собой.

Устройство преобразования энергии отработанной воды в электрическую энергию // 2492352

Изобретение относится к области электроэнергетики и может быть использовано для производства экологически чистой электроэнергии путем преобразования энергии отработанной воды, падающей с высоты многоэтажного здания.

Гидравлическая турбина // 2487261

Изобретение относится к гидротехнике, в частности к гидравлическим турбинам, преобразующим потенциальную энергию сточных вод в канализационной системе многоэтажных зданий в электрическую.

Вакуумная гидроустановка // 2482324

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано на любой равнинной местности, где имеется водоем или резервуар с водой. .

Деривационная бесплотинная гидроэлектростанция с напорным водоводом // 2469148

Изобретение относится к гидроэнергетике и может быть использовано для получения электроэнергии на горных реках или реках, имеющих большой перепад уровня по руслу и большую разницу в объеме русла в летнее время.

Магнитогидропульсор // 2539225

Изобретение относится к области гидромашиностроения в части возобновляемых источников энергии. Гидропульсор содержит подвод 1, направляющий аппарат 2 с лопатками 3, образующими центростремительные сливные каналы, размещенными над этими каналами лопатками, образующими центростремительные напорные каналы 6, и установленное на валу 22 рабочее колесо 8 с лопастями 10, образующими сливные и напорные центростремительные каналы 11 и 14 гидротурбинной ступени колеса, причем выход каналов 11 выполнен в диффузор отсасывающей трубы 26 с размещенными над каналами 14 радиальными лопастями центробежной напорной насосной ступени колеса. В лопатках направляющего аппарата 2 размещены электромагниты. Обмотки электромагнитов соединены через коммутатор реверса тока 32 с источником тока, установленным на общем валу 22 с низкооборотным генератором 31. Генератор 31 содержит датчик положения ротора. В лопастях, образующих каналы 11 и 14 рабочего колеса 8, установлены постоянные магниты 16. Изобретение направлено на обеспечение повышенных выходных параметров и возможности изменения подачи и напора жидкости на выходе гидропульсора. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

Регулируемый гидропульсор // 2539242

Изобретение относится к области гидромашиностроения в части возобновляемых источников энергии. Гидропульсор содержит подвод 1, направляющий аппарат 2 с лопатками 3, образующими центростремительные сливные каналы, размещенными над этими каналами лопатками, образующими центростремительные напорные каналы 6, и рабочее колесо 8 с лопастями 10, образующими сливные и напорные центростремительные каналы 11 и 14 гидротурбинной ступени колеса, причем выход сливных каналов 11 выполнен в отсасывающую трубу 26, с размещенными над напорными каналами 14 радиальными лопастями центробежной напорной насосной ступени колеса. Выходные диаметры лопастей колеса центробежной насосной ступени выполнены меньшими по сравнению с наружными диаметрами лопастей рабочего колеса центростремительной гидротурбинной ступени. Изобретение направлено на обеспечение расчетных выходных параметров и возможности регулирования подачи и напора жидкости на выходе гидропульсора. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

Электрогидропульсор // 2543903

Изобретение относится к области гидромашиностроения в части возобновляемых источников энергии. Гидропульсор содержит подвод 1, направляющий аппарат 2 с лопатками 3, образующими центростремительные сливные каналы 4, размещенными над этими каналами 4 лопатками 5, образующими центростремительные напорные каналы, и установленное на валу 22 рабочее колесо 8 с основными 10 и дополнительными лопастями, образующими сливные 11 и напорные центростремительные каналы гидротурбинной ступени колеса, причем выход каналов 11 выполнен в диффузор отсасывающей трубы 26, с размещенными над напорными каналами радиальными лопастями центробежной напорной насосной ступени колеса. В подводе 1 на уровне лопаток 5, образующих центростремительные напорные каналы, по спирали или окружности выполнены системы 27 изолированных электродов с положительной напряженностью электрогидравлического разрядно-импульсного устройства, соединенные вращающимся переключателем 32 с низкооборотным высоковольтным генератором 31. Оба они установлены на общем валу 22. Отрицательные электроды в виде металлических лопастей-ребер 15 выполнены в напорных центростремительных каналах колеса 8 и соединены с заземлением. Изобретение направлено на обеспечение повышенных выходных параметров и возможности подачи и напора жидкости на выходе гидропульсора. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

Способ строительства ортогональной пороговой электростанции (опэс), совмещенной с судопропускным каналом (спк) // 2543904

Изобретение относится к области гидроэнергетики, в частности к строительству низконапорных гидроэлектростанций. При осуществлении способа строительства ОПЭС, совмещенной с СПК 1, все составляющие строящегося объекта в виде готовых железобетонных или металлических блоков от завода до места сборки доставляют наплавным способом. Последовательность строительных работ начинают от ранее установленного опорно-ограничивающего барьера, состоящего из металлического, железобетонного или деревянного шпунта, выступающего в подводном положении на высоту, достаточную для фиксированного удержания затапливаемых пороговых блоков с ортогональными турбинами 4, в том числе и фундамент СПК 1. Сборку фундамента начинают первым, состыковывая на плаву в единую конструкцию прямоугольной формы, запас плавучести которой достаточен для удержания стоек под закладку бортовых панелей. Завершают сборку СПК 1 установкой двухстворчатых ворот 7. Ворота 7 оставляют открытыми до окончания работ по установке пороговых блоков с турбинами 4, присоединенными через трансмиссионную передачу 5 к установленным на берегу генераторам 6. Изобретение направлено на обеспечение строительства ГЭС на судоходных реках, где по местным условиям возводить плотины и шлюзы не представляется возможным. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ строительства малых гидроэлектростанций // 2548530

Изобретение относится к гидроэнергетике, а именно к способам использования водных ресурсов малых рек и техногенных потоков для генерирования электрической энергии. Способ строительства малых гидроэлектростанций включает сооружение гидроагрегатов в виде преобразователей кинетической энергии потока воды в потенциальную энергию гидравлического удара и привода электрогенераторов вращательного типа. На водоводах гидроагрегатов, имеющих подвижные в радиальном направлении стенки, устанавливают нагнетатели, рабочие органы которых приводят в возвратно-поступательное движение подвижными в радиальном направлении стенками водовода. Выполняют привод электрогенераторов в виде движителей, вращающихся за счет энергии, переносимой от нагнетателей к движителям промежуточным энергоносителем-рабочим телом, отличным от воды. Изобретение направлено на создание несложного способа строительства малых гидроэлектростанций на низконапорных водотоках. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Система генерирования электроэнергии в судоходном шлюзе // 2550726

Изобретение относится к области систем генерирования электроэнергии во время смены уровней воды в судоходных шлюзах. Система генерирования электроэнергии в судоходном шлюзе содержит по крайней мере одну судоходную камеру шлюза для соединения первого судоходного водоема с высоким уровнем воды и второго судоходного водоема с низким уровнем воды, водопропускной проход с турбиной и отверстиями, по крайней мере по одному отверстию у водоемов соответственно и два отверстия у судоходной камеры шлюза, а также блок управления шлюзом, первый выход которого соединен с турбиной. Судоходная камера шлюза имеет пару ворот с приводами соответственно для их открытия и закрытия. Система дополнительно снабжена датчиками уровня воды водоема с высоким и низким уровнем воды и датчиком уровня воды судоходной камеры шлюза, выходы которых соединены соответственно с входами блока управления шлюзом. Отверстия выполнены с заслонками с приводами. Управляющие входы приводов ворот и заслонок соединены с выходами блока управления шлюзом. Турбина размещена в водопропускном проходе между входным и выходным отверстием судоходной камеры шлюза. Изобретение направлено на упрощение системы генерирования электроэнергии в судоходном шлюзе. 1 ил.

Установка для преобразования энергии потока воды под ледяным покровом реки // 2553594

Изобретение относится к гидроэнергетике, в частности к конструкциям устройств для выработки электроэнергии за счет энергии гидравлического потока реки, покрытой льдом. Установка содержит лопастное колесо, погруженное в поток воды под ледяным покровом реки. Колесо посредством вала, установленного в цилиндрическом корпусе на подшипниках, кинематически связано с генератором. Корпус вертикально зафиксирован в ледяном покрове таким образом, что его верхняя часть вместе с генератором размещена над поверхностью ледяного покрова. Верхняя часть корпуса выполнена с образованием установочного диска, к которому присоединен генератор. Установка дополнительно содержит опорную доску с продольным прямоугольным вырезом посередине и две подставки. Опорная доска имеет длину, превышающую длину проруби в направлении течения воды в реке. Посредством двух продольных и поперечной поверхностей выреза доска имеет возможность взаимодействия с внешней поверхностью корпуса. Подставки имеют возможность взаимодействия с опорной доской и установочным диском и размещены перпендикулярно оси симметрии опорной доски. Изобретение направлено на создание простой гидроэнергетической установки с возможностью ее использования для выработки электроэнергии за счет энергии гидравлического потока реки, покрытой льдом. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Наплавная микрогидросолнечная электростанция // 2555604

Наплавная микрогидросолнечная электростанция относится к возобновляемым источникам энергии и предназначена для снабжения электроэнергией малой мощности жилых и нежилых помещений, электрических и электронных приборов, устройств уличного освещения, а также объектов социально-бытового назначения и полевого базирования, расположенных вблизи равнинных текущих рек, ручьев, протоков, водосбросов. Электростанция использует два источника возобновляемой энергии, в частности, энергию воды и Солнца одновременно. Энергия воды извлекается с помощью двухъярусной турбины Угринского с лопастями гидродинамического профиля, причем лопасти одного яруса повернуты относительно другого яруса на 90°, что устраняет неравномерность скорости вращения этой турбины. Преобразование энергии воды непосредственно в электричество осуществляется с помощью магнитоэлектрического генератора. Энергия Солнца извлекается с помощью использования солнечных фотоэлектрических модулей, размещенных на внешней поверхности полусферического купола, который расположен на полом цилиндрическом корпусе над роторами Угринского. Внутри полусферического купола располагается генератор, вал которого соединен с единым валом роторов Угринского. Изобретение направлено на получение энергоэффективной единой конструкции по выработке электроэнергии от возобновляемых источников энергии воды и Солнца. 3 з. п. ф-лы, 8 ил.

Опускная труба // 2556452

Изобретение относится к области возобновляемых источников энергии и пресной воды, а также трубопроводов гидравлических систем. Опускная труба содержит входной и основной участки со стенками, ограниченными поверхностями вращения. Стенки входного и основного участков снабжены внутренним супергидрофобным пленочным покрытием. Стенка основного участка выполнена в виде связанных между собой силовой сетки и внутренней супергидрофобной пленки, пронизанной системой микроотверстий. Оси микроотверстий составляют с осью трубы, направленной от входного участка к выходу основного участка, угол от 90 до 160 градусов. Обеспечивается снижение подъемной силы. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Установка по производству электроэнергии // 2565125

Изобретение касается установки по производству электроэнергии. Установка (1) содержит, по меньшей мере, частично погруженные в воду устройства (14, 16, 18, 20) производства электроэнергии. Каждое устройство (14, 16, 18, 20) содержит вращающийся механический приемник и генератор (22) переменного тока. Каждое устройство (14, 16, 18, 20) производит переменный электрический сигнал с изменяемыми напряжением и частотой, передаваемый, по меньшей мере, частично погруженным кабелем (32, 36, 38, 40) электропередачи. Установка дополнительно содержит соединительное устройство (34), к которому на входе параллельно подключены кабели (32, 36, 38, 40) и которое выдает на выходе совокупный электрический сигнал (S”) с изменяемыми напряжением и частотой, в котором амплитуда тока равна сумме входных токов. Частично погруженный выходной кабель (12) соединяет выход соединительного устройства (34) с надводным устройством (46) преобразования мощности. Устройство (46) выполнено с возможностью преобразования совокупного электрического сигнала (S”) в переменный электрический сигнал фиксированной частоты. Изобретение направлено на создание простой в обслуживании и недорогой электростанции. 8 з.п. ф-лы, 1 ил.