МАЯТНИКОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ Российский патент 2001 года по МПК F03B13/20 

Изобретение относится к двигателям, преобразующим механическую энергию колебаний в энергию вращения валами может быть использовано, например, в волновых энергетических установках.

Уровень техники
Известен выбранный в качестве прототипа маятниковый двигатель, содержащий корпус, размещенные внутри корпуса инерционное тело, раму, храповую шестерню, закрепленную на валу отбора мощности, горизонтально установленном на раме, первый и второй рычаги, снабженные собачками и свободно насаженные на вал отбора мощности [1].

Прототип использует главным образом колебания корпуса в вертикальном направлении.

Недостаток прототипа - низкий КПД, обусловленный неэффективным использованием горизонтальной составляющей качательных движений корпуса.

Задача изобретения - создание маятникового двигателя, обеспечивающего высокий КПД за счет эффективного использования энергии колебаний корпуса как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении.

Сущность изобретения
Предметом изобретения является маятниковый двигатель, содержащий корпус, размещенные внутри корпуса инерционное тело, раму, храповую шестерню, закрепленную на валу отбора мощности, горизонтально установленном на раме, первый и второй рычаги, снабженные собачками и свободно насаженные на вал отбора мощности, отличающийся согласно изобретению тем, что введен третий рычаг, установленный на первой горизонтальной оси, закрепленной на раме, а инерционное тело выполнено в виде первой и второй колесных платформ с грузом, размещенных вне рамы, при этом первый и третий рычаги конcольно закреплены на первой и второй платформах соответственно, второй рычаг шарнирно связан о третьим рычагом дополнительно введенной серьгой, а рама свободно подвешена в корпусе на второй горизонтальной оси, закрепленной в корпусе, с возможностью поворота вокруг нее.

Указанная совокупность признаков обеспечивает повышение КПД за счет эффективного использования энергии колебаний корпуса как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении.

Изобретение имеет развитие, состоящее в том, что на раму установлены редуктор и электрогенератор, вал которого снабжен маховиком и через редуктор кинематически связан с валом отбора мощности.

Это позволяет вывести вырабатываемую энергию за пределы качающейся рамы.

Осуществление изобретения
Осуществление изобретения с учетом его развития иллюстрируется фиг. 1, на которой представлена конструкция предлагаемого устройства, и фиг. 2 и 3, которые иллюстрируют состояния устройства в процессе работы.

Устройство, фиг. 1, содержит корпус 1, внутри которого размещены инерционное тело, выполненное в виде первой колесной платформы 2 с грузом 3 и второй колесной платформы 4 с грузом 5, а также рама 6. Храповая шестерня 7 закреплена на валу 8 отбора мощности, который горизонтально установлен на раме 6. На вал 8 свободно насажены первый рычаг 9, снабженный собачкой 10, и второй рычаг 11, снабженный собачкой 12. Рычаги 9 и 11 связаны с шестерней 7 через собачки 10 и 12 соответственно. Третий рычаг 13 установлен на первой оси 14, горизонтально закрепленной на раме 6. Платформы 2 и 4 с грузами 3 и 5 размещены в корпусе 1 вне рамы 6. Рычаги 9 и 13 конcольно закреплены на платформах 2 и 4 соответственно, рычаг 11 шарнирно связан о рычагом 13 серьгой 15. Рама 6 свободно подвешена с возможностью поворота вокруг второй горизонтальной оси 16, закрепленной в корпусе 1. Платформы 2 и 4 снабжены колесами 17 и 18 соответственно и могут иметь по несколько колес.

На раму 6 могут быть установлены редуктор 19 и электрогенератор 20, вал которого снабжен маховиком 21, и через редуктор 19 кинематически, например ременной передачей, связан с валом 8.

Устройство работает следующим образом.

Под воздействием внешней силы, например морских волн, корпус 1 колеблется и ось 16 отклоняется от вертикальной оси, как показано на фиг. 2 и 3 (вертикальная ось показана штрих-пунктиром).

При отклонении корпуса 1 влево от вертикали (фиг. 2) платформа 2 с грузом 3 отрывается вместе с колесом 17 от дна корпуса 1 и, повисая, переходит в свободное падение. При этом вес платформы 2 с грузом 3, воздействуя на рычаг 9, приводит храповую шестерню 7 с помощью собачки 10 во вращение против часовой стрелки. Платформа 4 с грузом 5 в это время поднимается вверх, прокатываясь колесом 18 по дну корпуса 1.

При отклонении корпуса 1 вправо от вертикали (как показано на фиг. 3) платформа 4 с грузом 5 отрывается вместе с колесом 18 от дна корпуса 1 и, повисая, переходит в свободное падение. При этом вес платформы 4 с грузом 5, воздействуя на рычаг 13, поворачивает его вокруг оси 14. Рычаг 13 через серьгу 15 и рычаг 11 с собачкой 12 приводит храповую шестерню 7 во вращение также против часовой стрелки. Платформа 2 с грузом 3 в это время поднимается вверх, прокатываясь колесом 17 по дну корпуса 1.

В результате от колебаний корпуса 1 приводится во вращение против часовой стрелки вал 8. Мощность, отбираемая с вала 8, через повышающий обороты редуктор 19 передается генератору 20. Электроэнергия, вырабатываемая генератором 20, гибким кабелем выводится с качающейся вокруг оси 16 рамы 6 к потребителям, размещенным, например, в корпусе 1. Маховик 21 обеспечивает равномерность вращения генератора 20.

Предложенный двигатель обеспечивает эффективное преобразование энергии колебаний корпуса в энергию вращения вала отбора мощности и затем в электроэнергию.

Источник информации
1. Авт. свид. СССР N 1100418, МПК F 03 B 13/14, 1984.

Двигатель предназначен для преобразования механической энергии колебаний в энергию вращения вала и может быть использован в волновых энергетических установках. Двигатель содержит корпус, размещенные внутри корпуса инерционное тело, раму, храповую шестерню, закрепленную на валу отбора мощности, горизонтально установленном на раме, первый и второй рычаги, снабженные собачками и свободно насаженные на вал отбора мощности. Двигатель дополнительно снабжен третьим рычагом, установленным на первой горизонтальной оси, закрепленной на раме. Инерционное тело выполнено в виде первой и второй колесных платформ с грузом, размещенных вне рамы. При этом первый и третий рычаги консольно закреплены на первой и второй колесных платформах соответственно. Второй рычаг шарнирно связан с третьим рычагом дополнительно введенной серьгой, а рама свободно подвешена в корпусе на второй горизонтальной оси, закрепленной в корпусе, с возможностью поворота вокруг нее. Конструкция двигателя позволяет увеличить КПД. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Маятниковый двигатель, содержащий корпус, размещенные внутри корпуса инерционное тело, раму, храповую шестерню, закрепленную на валу отбора мощности, горизонтально установленном на раме, первый и второй рычаги, снабженные собачками и свободно насаженные на вал отбора мощности, отличающийся тем, что введен третий рычаг, установленный на первой горизонтальной оси, закрепленной на раме, а инерционное тело выполнено в виде первой и второй колесных платформ с грузом, размещенных вне рамы, при этом первый и третий рычаги консольно закреплены на первой и второй колесных платформах соответственно, второй рычаг шарнирно связан с третьим рычагом дополнительно введенной серьгой, а рама свободно подвешена в корпусе на второй горизонтальной оси, закрепленной в корпусе, с возможностью поворота вокруг нее. 2. Маятниковый двигатель по п.1, отличающийся тем, что на раму установлены редуктор и электрогенератор, вал которого снабжен маховиком и через редуктор кинематически связан с валом отбора мощности.