Сироты плавсредство на реке
Изобретение относится к плавсредствам, предназначенным для использования на реках. Плавсредство на реке состоит из нескольких плавсредств с закреплёнными на них турбинами для отбора кинетической энергии из течения реки. Оси вращения турбин плавсредств совпадают и ориентированы поперёк течения реки. Валы турбин отдельных плавсредств объединены между собой в единый вал объединённого плавсредства. Достигается возможность увеличения отбора кинетической энергии потока реки. 4 ил.
Изобретение относится к плавсредствам.
Известны такие устройства, предназначаемые для различных потребностей - транспортных, энергетических, добычных и пр. (см., например, ПЛАВСРЕДСТВО. Википедия).
Критиковать их можно, но каждый по-своему.
Мы же выбираем для анализа совершено специфичный вариант, зафиксированный патентом Украины №100162. 
- принимаемый за прототип данного изобретения. И нас интересует в этом решении не вопрос добычи грунта, а проблема использования кинетической энергии реки для разных целей. Т.е. вместо добычи грунта может быть любая иная производственно-технологическая ситуация, требующая энергии для своего осуществления. Например весьма подходящим для данной потребности может быть устройство на данном плавсредстве электростанции для выработки электроэнергии. Либо устройство насосной станции - для перекачки воды в нужном направлении на берег. И таких потребностей, в зависимости от конкретной ситуации, может быть много и разных. Но во всех случаях главным фактором плавсредства, на котором осуществляется та или иная производственно-технологическая задача, является отбор из реки кинетической энергии потока ее воды. Именно эта отобранная у реки энергия позволяет осуществлять конкретную производственно-технологическую деятельность, выполняемую на данном плавсредстве.
Что касается отбора кинетической энергии из потока воды в реке, то осуществляется он весьма эффективным и целесообразным образом. На поплавках плавсредства (их может быть один, два и более в зависимости от конкретной ситуации), ориентированных вдоль течения реки, закрепляется вал с турбиной (может быть несколько), при этом вал ориентирован поперек течения воды. Стабилизация положения плавсредства в плане фиксируется любым известным способом. Например, устройством соответствующих якорей, размещенных на дне реки, либо на ее берегу/берегах. Турбина, нижняя часть которой размещается в потоке воды, выполняет функцию устройства, превращающего поток воды в крутящий момент соответствующей мощности, которую любыми известными конструкторско-технологическими приемами можно передавать на оборудование, размещенное на данном плавсредстве и выполняющее требуемую работу.
Вот же, прототип являет собой исключительно эффективное решение, позитивы которого рассмотрим в общем комплексе, с анализом предлагаемого изобретения. Так что критиковать прототип вроде бы нет ни причин, ни надобности. Но вместо критики, мы выражаем соображения типа того, что любое удачное и весьма эффективное решение не исключает возможность его дальнейшего развития и совершенствования, и на этот счет необходимо отметить следующее.
Эффективность прототипа (во всем ее многообразии) все же является ограниченной. Прежде всего в том смысле, что данное решение появилось как запрос на создание компактных и мобильных, быстро монтируемых и демонтируемых плавсредств, которыми можно оперативно распоряжаться и пользоваться в самых труднодоступных местностях и регионах. И именно эта компактность, осуществляемая в рамках транспортных возможностей (в том числе и авиации), нередко создает ситуацию, когда энергетика реки, на которой предполагается использовать данное плавсредство, значительно превосходит потенциал плавсредства в части объема энергии, отбираемой им у реки. И возникает противоречие - между достигнутой компактностью и предоставляемыми рекой возможностями, которыми невозможно воспользоваться в силу этой компактности.
Именно данное обстоятельство определило технический результат изобретения, состоящий в том, чтобы, сохраняя позитивы прототипа, дать ему возможность многократно повышать способность отбора кинетической энергии потока реки, на которой данное плавсредство работает.
Технический результат достигается тем, что плавсредство на реке, с закрепленным/закрепленными на нем турбиной/турбинами для отбора кинетической энергии из течения реки, ось вращения которых ориентирована поперек течения реки, согласно изобретению плавсредство является сборным из отдельных плавсредств указанного типа, соединенных между собой в единую систему так, что оси вращения турбин отдельных плавсредств совпадают, а валы турбин отдельных плавсредств объединены между собой в единый вал объединенного плавсредства.
Суть изобретения поясняется чертежами. Фиг. 1 и 2 определяют целеполагающую основу изобретения, которой является принятый нами прототип. Т.е. плавсредство-прототип состоит из поплавков 1, перекрытых общей палубой, а также закрепленного на этой основе вала 2, несущего турбину 3, жестко на ней закрепленного. Из прототипа сохранена также технология, потребляющая отобранную у реки кинетическую энергию, которая в виде крутящего момента через соответствующую систему передается на устройство, добывающее со дна реки грунт. Однако это лишь удобная иллюстрация, взятая от того же принятого нами прототипа. Ибо наше решение представляет собой энергодобывающее плавсредство, где добытую из реки энергию через крутящий момент можно передавать на любую иную производственную надобность, о чем уже сказано и еще скажем подробнее. Так вот, суть нашего изобретения, принимая за основу схему прототипа, развивает и усиливает ее тем, что вместо одного плавсредства устраиваются три (фиг. 3), где решение показано в плане, а на фиг. 4 - то же самое, но в аксонометрии. В итоге, три плавсредства (может быть более или менее, в зависимости от конкретной ситуации) объединяются в одно плавсредство путем соединения валов 2 через вставки 4, превращающих три вала 2 в единый вал, передающий крутящий момент на систему добычи грунта со дна реки грейфером. Понятно, что в результате такого соединения мощность крутящего момента возрастает в три раза, со всеми вытекающими из этого позитивами, о которых также еще скажем подробнее. При большем количестве сборных элементов увеличение суммарной мощности соответствующее. Но при этом следует обязательное условие - не только из трех валов 2 создается единый, общий вал для трех турбин 3, ибо кроме этого объединения валов должны объединяться и поплавки 1 смежных плавсредств - через соответствующие устройства соединения 5. Варианты конструкции устройств 5 могут быть самыми разнообразными, но во всех случаях главным требованием является максимальная простота и технологичность выполнения этих соединений с обеспечением максимальной их надежности в процессе эксплуатации предлагаемого объединенного плавсредства.
Решить эту задачу надлежащим образом для нашего плавсредства с обеспечением максимальной надежности и технологичности вполне реально. Тем более, используя богатейший опыт создания и эксплуатации объединений и соединений частей конструкций из самых различных сфер деятельности, в том числе и плавающей техники.
К сказанному необходимо добавить следующее.
Указанное объединение валов 2 и поплавков 1, создавая единую конструктивную систему сборного плавсредства, должно обеспечивать его целостность и работоспособность как единой пространственной конструкции, постоянно подвергаемой множеством силовых воздействий на нее, прежде всего потока воды, на котором и внутри которого эта конструктивная система пребывает. Понятно, что эта конструктивная система вследствие этих воздействий будет подвергаться и определенным деформациям. Так вот, задача должна быть решена таким образом, чтобы целостность этой системы позволяла ей деформироваться при минимальном образовании нежелательных усилий, какими являются усилия изгиба. В частности, в первую очередь, речь идет о едином вале, соединенном из отдельных валов 2 с помощью соединяющих вставок 4 между ними. Поэтому, повторяем, чтобы устранить образование в едином вале и во всех его элементах изгибных усилий, вставки 4 соединяются с валами 2 через карданные соединения, обеспечивающие поставленную задачу. На чертеже карданные соединения условно не показаны, ибо это надежнейший конструктивный шедевр, обладающий практически неограниченной массовостью и богатейшим опытом своего применения, начиная с 1550 г., когда Джероламо Кардано (1501-1576) известил мир о данном решении.
Эту же идеологию безопасной и надежной деформативности предлагаемой конструктивной системы рассматриваемого плавсредства необходимо обеспечить при создании между поплавками 1 соединительных элементов 5. Т.е. имеется в виду, что эти элементы обозначены схематично, предполагая обязательность их устройства в шарнирном варианте, обеспечивающим соединение поплавков между собой с надежностью передачи между поплавками только нормальных усилий (вертикальных, горизонтальных либо наклонных), но без образования усилий изгиба в этих узлах соединения между поплавками 1. Узлы подобного типа также являются чрезвычайно массовыми конструкциями, поэтому мы ограничиваемся лишь схематичным их обозначением на чертеже, утверждая, что в каждом конкретном случае узлы 5, для нашего плавсредства, могут быть созданы наиболее эффективным образом.
Продолжим анализ предлагаемого решения, раскрывая более полно его позитивы.
Прежде всего, вернемся к тому, что предлагаемое изобретение, именуемое термином «плавредство», обеспечивает наиболее эффективную добычу энергии реки для самых разных промышленно-производственных потребностей. Ибо показанный на чертеже вариант добычи грунта со дна реки иллюстрирует частный, и не самый востребованный случай, если исходить из всех возможных надобностей и потребностей добытой энергии. Поэтому на месте показанного оборудования для добычи грунта может устраиваться любое иное оборудование. Не повторяя и не перечисляя всех возможных ситуаций на этот счет, отметим наиболее востребованный вариант - создание на данном плавсредстве ГЭС. Естественно - это будет малая ГЭС, по существующей номенклатуре градации таких электростанций. Повторяем и подчеркиваем - это плавающая ГЭС. Особо обращаем внимание на плавающий аспект, ибо практика таких электростанций весьма ограничена. И эта ограниченность объясняется, прежде всего, отсутствием позитивов, обеспечиваемых данным изобретением.
В самом деле, казалось бы плавающий вариант ГЭС обладает таким множеством и разнообразием преимуществ - в сравнении с необходимостью сотворения плотин - непременного атрибута традиционных ГЭС, в том числе и малых. Однако дело не идет, ибо все упирается в суммарный комплекс нетехнологичностей создания плавучих ГЭС. Т.е. имеется комплекс факторов, перечеркивающих все внешне вроде бы совершенно очевидные достоинства плавГЭС. Нетехнологичности плавГЭС как конструктивные, так и эксплуатационные весьма квалифицированно проанализированы и изложены - например интернет Свободнопоточные ГЭС. Публикация от 19.11.2012 пользователем Пресс-служба. В результате эта же публикация подводит итог сего недоразумения, утверждая, что кинетическая энергия рек - перспективный ресурс возобновляемой энергетики, но эффективно взять ее пока что не получается. Вот такой парадокс возникает в реальности, несмотря на внешнюю заманчивость устройства плавающих ГЭС.
А мы это недоразумение устраняем.
Прежде всего, сохраняя позитив прототипа, в части обеспечения возможности доставки нашего плавсредства в любую, для многих иных вариантов практически недоступную зону, или даже в целый непроходимый регион. Более того, этому позитиву придаем неограниченность (практическую) обеспечения наращивания мощности выработки электроэнергии. Т.е. обеспечение максимальной возможности отбора этой мощности от реки, не создавая ни реке, ни ее бассейну экологических потрясений, перечеркивающих сам смысл создания ГЭС в таких условиях. Яркой иллюстрацией сказанного является экологическая катастрофа, уже обозначившаяся в Карпатах. Где запланировано строительство 550 малых ГЭС. Несмотря на мощное общественное возмущение и сопротивление этой преступной затее, катастрофа нарастает, буквально с первых шагов демонстрируя в натуре свою убийственную для экологии сущность (см., например, интернет 
ВИДЕО). И мы видим, что общественность, при всей своей решимости, бессильна противостоять финансово-захватнической бездушности, уничтожающей все на своем пути - ради сиюминутной выгоды. Эта трагедия уникальнейшего региона не только Украины, но и всей Европы, серьезнейшим образом не только подпитывается, но в сущности, откровенно курируется самой властью Украины на всех ее уровнях. Властью, спекулирующей на острейшей энергетической дефицитности в стране в целом, и в данном регионе особенно. Властью, утверждающей, что такова проза жизни, где не имеется ничего более разумного, чем создание малых ГЭС в таком умопомрачительном количестве.
Мы выбиваем из рук мало-ГЭСных уничтожителей Карпат этот властно-бизнесовый и преступный жупел, давая общественности возможность не только усилить протест и сопротивление, но и вооружить защитников Карпат научно-инженерным инструментом, каким является данное изобретение.
Ибо наше решение энергетической проблемы путем использования кинетической энергии рек является тем прорывом, к которому стремилась науко-инженерия в течение более столетия, и вот ныне она получает возможность решать эту вожделенную задачу без варварских последствий разрушения и уничтожения Природы!
В самом деле, кому и чему вредит или создает хоть малейшие неудобства предлагаемая плавучая ГЭС?
Ни единого квадратного метра земной поверхности не захватывается.
Существующий режим реки сохраняется.
Все виды жизнедеятельности в реке не получают никаких ущемлений, и тем более уничтожений.
Ясно, что возникает надобность устройства ЛЭП (от ГЭС к потребителям электроэнергии), являющееся внедрением в существующую ситуацию в регионе устройства ГЭС. Но, во-первых, оно несопоставимо даже в малой степени с ужасами и потерями при традиционных устройствах малых ГЭС, упомянутых выше. А главное, ближайшая перспектива такова, что можно будет избежать даже этого мизерного внедрения в Природу, каким являются указанные ЛЭП.
Плавсредство на реке с закрепленным/закрепленными на нем турбиной/турбинами для отбора кинетической энергии из течения реки, ось вращения которых ориентирована поперек течения реки, отличающееся тем, что плавсредство является сборным из отдельных плавсредств указанного типа, соединенных между собой в единую систему так, что оси вращения турбин отдельных плавсредств совпадают, а валы турбин отдельных плавсредств объединены между собой в единый вал объединенного плавсредства.
