УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ПОТОКА Российский патент 2001 года по МПК F03B13/00 F03B17/06 

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для преобразования энергии текучей среды, в частности, воды.

Известна гидроэнергетическая установка, состоящая из вертикального вала, размещенного внутри торообразного поплавка и закрепленного на нем с помощью радиальных спиц. Рабочие лопатки выполнены в виде рамок с натянутыми полотнищами и шарнирно закреплены на поплавке (Авторское свидетельство СССР N 1712649, кл. F 03 В 13/12, опубл. 15.02.1992).

Недостатком такой установки является малая надежность и низкая эффективность.

Известно устройство для использования энергии морских приливов и отливов, содержащее погруженный в воду корпус и установленный в нем рабочий орган в виде бесконечного лопастного транспортера, огибающего барабаны и кинематически связанного с электрогенератором, причем корпус снабжен патрубками с поворотными заслонками (авторское свидетельство СССР N 1020620, кл. F 03 В 13/12, 30.05.1983).

Недостатком данного устройства являются потери энергии за счет неполного перекрытия потока в пассивной зоне и невысокая надежность.

Задачей изобретения является повышение эффективности установки и надежности ее работы.

Решение технической задачи заключается в том, что установка для использования энергии гидравлического потока, состоящая из погруженного в воду корпуса и установленного в нем рабочего органа в виде бесконечного лопастного транспортера, огибающего барабаны и кинематически связанного с электрогенератором, имеет на корпусе заслонку, существенно отличающуюся от прототипа, а именно направляющая заслонка 5, закрепленная на корпусе имеет щелевые прорези. Кроме того, транспортер скребкового типа имеет лопасть с шарнирно закрепленной подвижной частью на конце. Возможен вариант конструкции установки, где в качестве рабочего органа используют осевое колесо и корпус снабжен дополнительно направляющей, установленной на выходе, что обеспечивает увеличение мощности потока за счет увеличения гидравлического давления потока.

Существенными отличительными признаками установки, влияющими на технический результат изобретения, являются следующие элементы:
направляющая заслонка со щелевыми прорезями;
лопасть бесконечного транспортера, снабженная на конце шарнирно закрепленной плоскостью.

Указанные элементы существенно повышают эффективность устройства и надежность его работы, т.к. наличие направляющей заслонки с щелевыми прорезями для прохождения лопастей в пассивном положении позволяет "плотно" перекрыть пассивную зону и направить весь поток в активное русло, где энергия воды, воздействуя на лопасти, приводит в движение рабочий орган. А наличие на конце лопасти подвижной, шарнирно закрепленной плоскости позволяет защитить лопасти от разрушения при попадании посторонних предметов.

Наличие существенных отличительных от прототипа признаков свидетельствует о новизне предлагаемого технического решения, а отсутствие их в других известных технических решениях позволяет сделать вывод о существенных отличиях, что соответствует критерию охраноспособности изобретения.

На фиг. 1 изображен общий вид с рабочим органом в виде бесконечного транспортера, на фиг. 2 - то же, с осевым колесом, на фиг. 3 показана направляющая заслонка, на фиг. 4 - заслонка в момент прохождения лопасти, на фиг. 5 - лопасть с шарнирным концом в вертикальном положении, на фиг. 6 - лопасть в наклонном положении, на фиг. 7 - иллюстрация разворота и прохождения лопасти через прорезь заслонки.

Установку для использования энергии гидравлического потока погружают в воду и укрепляют неподвижно к берегу или любым другим способом. Возможен вариант плавучей установки, например на понтонах. Установка (фиг. 1) состоит из корпуса 1, установленного в нем рабочего органа в виде бесконечного транспортера 2 с лопастями 3. Транспортер 2 скребкового типа огибает барабан 4 и кинематически связан с электрогенератором. Корпус 1 снабжен направляющей заслонкой 5, имеющей щелевые прорези.

На фиг. 2 показана установка, в которой рабочим органом является не бесконечный транспортер, а осевое колесо 6, кроме того, корпус снабжен направляющей 7.

Установка для использования энергии гидравлического потока работает следующим образом.

Поток воды попадает в патрубок корпуса 1 и благодаря наличию направляющей заслонки 5 движется на открытую часть транспортера, приводя во вращение барабан 4. В пассивной зоне установки, которую перекрывает направляющая заслонка 5, лопасти 3, разворачиваясь, проходят через прорези заслонки 5. При попадании посторонних предметов с потоком воды, во избежание поломок лопастей 3, подвижный конец их отклоняется, предотвращая заклинивание и разрушение.

Лопасть 3 заявляемой установки закреплена на несущей штанге 10 посредством шарнира 9 (фиг.7). Несущая штанга 10 установлена перпендикулярно оси вращения и совмещена в горизонтальной плоскости с прорезью 11 заслонки 5.

В пассивной зоне лопасть 3 в момент движения разворачивается в горизонтальное положение под воздействием гидродинамического сопротивления, что обеспечивает прохождение лопасти 3 через щелевую прорезь заслонки 5. Стрелкой "a" на фиг. 7 показано направление вектора силы гидравлического сопротивления, стрелкой "б" - направление движения лопасти 3.

Установка предназначена для использования энергии гидравлического потока. Установка имеет погруженный в воду корпус, в котором размещен рабочий орган в виде осевого колеса или бесконечного транспортера, огибающего барабаны, снабженный поворотными лопастями и кинематически связанный с преобразователем энергии. На корпусе установлена заслонка, имеющая щелевые прорезы. Конец лопасти выполнен подвижным. В случае установки рабочего органа в виде осевого колеса корпус снабжен направляющей, установленной на выходе потока из установки. Конструкция установки позволяет обеспечить ее эффективную и надежную работу. 7 ил.

Установка для использования энергии гидравлического потока, имеющая погруженный в воду корпус, в котором размещен рабочий орган в виде осевого колеса или бесконечного транспортера, огибающего барабаны, снабженный поворотными лопастями и кинематически связанный с преобразователем энергии, и установленную на корпусе заслонку, отличающаяся тем, что заслонка имеет щелевые прорезы, конец лопасти выполнен подвижным и, в случае установки рабочего органа в виде осевого колеса, корпус снабжен направляющей, установленной на выходе потока из установки.