СРЕДСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ РЕВЕРСИВНОЙ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ Российский патент 1995 года по МПК F03B13/12 

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.

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.

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.