ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА Российский патент 1994 года по МПК F03G3/00 

Изобретение относится к энергетике, в частности к установкам для получения экологически чистой энергии.

Известна энергетическая установка, содержащая частично заполненную жидкостью герметичную емкость, размещенные в ней горизонтальные оси со шкивами, охватывающую их бесконечную ленту с ковшовыми рабочими элементами, причем установка снабжена второй емкостью с расположенной в ней турбиной, камерами сгорания с электродами и баком-отстойником, причем камеры сгорания на выходе сообщены с второй емкостью, а бак-отстойник - с трубопроводом подвода газообразного рабочего тела.

Недостатком данной установки является ее низкая эффективность работы, обусловленная сложностью конструкции.

Известна принятая в качестве прототипа энергетическая установка, содержащая заполненный жидкостью резервуар, установленный в нем преобразователь энергии, использующий выталкивающую силу Архимеда пустотелых дебалансных рабочих элементов, механизмы вывода рабочего органа преобразователя из равновесного состояния и фиксации его в рабочем положении и привод.

Негативной стороной данной конструкции энергетической установки также является ее конструктивная сложность из-за несовершенства узла отбора мощности и низкая эффективность работы из-за малого КПД.

Целью изобретения является повышение эффективности работы энергетической установки и ее КПД.

Поставленная цель достигается за счет того, что в энергетической установке, содержащей заполненный жидкостью резервуар, установленный в нем преобразователь энергии, использующий выталкивающую силу Архимеда пустотелых дебалансных рабочих элементов, механизмы вывода рабочего органа преобразователя из равновесного состояния и фиксации его в рабочем положении и привод, рабочий орган преобразователя энергии выполнен в виде двух вертикально установленных поворотных рам, одна из которых с винтовыми направляющими на торцах установлена перпендикулярно оси вращения на неподвижной опоре, а другая со стыковочными узлами для вала привода, выполненного с возможностью возвратно-поступательного перемещения, размещена внутри первой и выполнена с продольной осью вращения, при этом рабочие элементы выполнены сегментообразной формы, снабжены опорными роликами и установлены между верхней и нижней винтовыми направляющими, кроме того, механизм вывода рабочего органа из равновесного состояния выполнен в виде рычажного толкателя, а механизм фиксации - в виде рычажного ограничителя, кинематически связанных с приводом и установленных в верхней части резервуара на траектории движения концов рамы с перпендикулярной осью вращения.

На фиг. 1 показана установка, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид по стрелке Б на фиг. 1; на фиг. 4 - рама с перпендикулярной осью вращения; на фиг. 5 - рабочий элемент с опорными роликами; на фиг. 6 - рама с вертикальной осью вращения, винтовые направляющие, устанавливаемые на торцах рамы с перпендикулярной осью вращения.

Энергетическая установка содержит резервуар 1, заполненный жидкостью, пустотелые дебалансные рабочие элементы 2 сегментообразной формы, рабочий орган преобразователя 3 энергии, использующий выталкивающую силу Архимеда рабочих элементов 2 с опорными роликами 4, состоящий из двух вертикально установленных поворотных рам 5, 6, где рама 5 установлена перпендикулярно оси вращения на неподвижной опоре 7, на торцах рамы 5 установлены винтовые направляющие 8, 9, рама 6 установлена с продольной осью вращения внутри рамы 5, между винтовыми направляющими 8, 9 размещены рабочие элементы 2 с опорными роликами 4, на раме 6 выполнены стыковочные узлы 10 для вала 11 привода, выполненного с возможностью возвратно-поступательного перемещения, механизм 12, вывода рабочего органа из равновестного состояния, состоящий из рычажного толкателя 12, и механизм 14 фиксации, состоящий из рычажного ограничителя 15, установленные симметрично оси вала 11 привода на упорном кронштейне 16.

Механизмы 12 и 14 кинематически связаны с приводом, при этом рычаги 13 и 15 выполнены с возможностью перемещения по траектории 17, а преобразователь 3 энергии - с возможностью вращения на валу 18, установленном на неподвижных опорах 7.

Энергетическая установка работает следующим образом.

Рабочий орган преобразователя 3 энергии находится в состоянии равновесия, установленные в нем рабочие элементы 2 - в крайнем верхнем положении, т.е. центр тяжести преобразователя находится ниже центра давлений, приводной вал 11 входит в стыковочные узлы 10, выполненные в торцовых частях рамы 5, рычажный толкатель 13 для вывода рабочего органа преобразователя 3 из равновестного состояния и рычажный ограничитель 15 находятся в исходном положении.

При вращении вала 11 от внешнего привода (не показан) рама 6 (рама 5 неподвижна), поворачиваясь относительно продольной оси вращения, входит боковыми сторонами во взаимодействие с опорными роликами 4 рабочего элемента 2, в результате чего происходит перемещение его относительно винтовых направляющих 8, 9 в крайнее нижнее положение.

В данном случае центр давлений становится ниже центра тяжести рабочего органа преобразователя 3, т. е. он из устойчивого равновесия переходит в неустойчивое.

По достижении пустотелыми дебалансными рабочими элементами 2 крайнего нижнего положения приводной вал 11 прекращает вращение, выходит из зацепления стыковочного узла 10, а рычажный толкатель 13, поворачиваясь на оси, одной боковой стороной упирается в корпус резервуара 1, а другой рабочей стороной - в упорный кронштейн 16 вала 11 привода, одновременно рычажный ограничитель 15, поворачиваясь на оси, освобождает рабочий орган преобразователя 3 от фиксации. Таким образом, рабочий орган, находясь в неустойчивом положении, получает возможность вращаться на валу 18, преобразуя энергию выталкивающей силы Архимеда пустотелых рабочих элементов 2 во вращательное движение вала 18, кинематически связанного с узлом отбора мощности.

При повороте рабочего органа на 180о рычажный толкатель 12 и рычажный ограничитель 15 (после его прохождения) возвращаются по траектории 17 в исходное положение.

После возвращения рабочего органа преобразователя 3 в устойчивое равновесное положение (после поворота его на 180^о) приводной вал 11, перемещаясь вниз, входит в зацепление со стыковочным узлом 10 рамы 5, и далее описанный цикл повторяется.

Использование: энергетические установки. Сущность изобретения: энергетическая установка содержит резервуар 1, заполненный жидкостью, пустотелые дебалансные рабочие элементы 2 сегментообразной формы, рабочий орган преобразователя 3 энергии, использующий выталкивающую силу Архимеда рабочих элементов 2 с опорными роликами 4, состоящий из двух вертикально установленных поворотных рам 5, 6, где рама 5 установлена перпендикулярно оси вращения на неподвижной опоре 7, на торцах рамы 5 установлены винтовые направляющие 8, 9, рама 6 установлена с продольной осью вращения внутри рамы 5, между винтовыми направляющими 8, 9 размещены рабочие элементы 2 с опорными роликами 4, на раме 6 выполнены стыковочные узлы 10 для вала 11 привода, выполненного с возможностью возвратно-поступательного перемещения, механизм 12 вывода рабочего органа из равновесного состояния, состоящий из рычажного толкателя 13, и механизм 14 фиксации, состоящий из рычажного ограничителя 15, установленные симметрично оси вала 11 привода на упорном кронштейне. Механизм 12 и 14 кинематически связаны с приводом, при этом рычаги 13 и 15 выполнены с возможностью перемещения по траектории 17, а преобразователь 3 энергии - с возможностью вращения на валу 18, установленном на неподвижных опорах 7. 6 ил.

ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА, содержащая заполненный жидкостью резервуар, установленный в нем приобразователь энергии, использующий выталкивающую силу Архимеда пустотелых дебалансных рабочих элементов, механизмы вывода рабочего органа преобразователя из равновесного состояния и фиксации его в рабочем положении и привод, отличающаяся тем, что рабочий орган преобразователя выполнен в виде двух вертикально установленных поворотных рам, одна из которых, с винтовыми направляющими на торцах, установлена перпендикулярно к оси вращения на неподвижный опоре, а другая, со стыковочными узлами для вала привода, выполненного с возможностью возвратно-поступательного перемещения, размещена внутри первой и выполнена с продольной осью вращения, при этом рабочие элементы выполнены сегментообразной формы, снабжены опорными роликами и установлены между верхней и нижней винтовыми направляющими, кроме того, механизм вывода рабочего органа из равновесного состояния выполнен в виде рычажного толкателя, а механизм фиксации - в виде рычажного ограничителя, кинематически связанных с приводом и установленных в верхней части резервуара на траектории движения концов рамы с перпендикулярной осью вращения.