Водоподъемник Советский патент 1991 года по МПК F03D5/06 

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано для подъема воды из открытых водоемов.

Цель изобретения - повышение производительности и расширение функциональных возможностей путем преобразования энергии ветра.

На фиг. 1 изображен водоподьемник; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - положение водоподьемник.а в одной из фаз его колебаний под действием ветра.

Водоподьемник содержит понтон 1, резервуары 2,объединенные в пару групп.одна из которых размещена на понтоне 1. установленные в группах один над другим и снабженные выходными 3 и входными 4 отверстиями с обратными клапанами 5. Выходные отверстия 3 первого, второгоп по

счету снизу резервуаров 2 одной группы сообщены при помощи трубопроводов 6 с входными отверстиями 4 соответственно

второго, третьего п + 1 резервуаров 2

другой группы. К соосно размещенному над понтоном 1 коллектору 7 подсоединен при помощи гибкого трубопровода 8 накопитель 9, связанный с потребителем воды. Заякоренный противовес 10 прикреплен к нижней части понтона 1. Водоподъемник содержит также вторую пару групп резервуаров 2, выходные 3 и входные 4 отверстия которых сообщены между собой аналогично первой паре. Вторая группа первой пары и группы второй пары также размещены на понтоне 1, пары расположены взаимно перпендикулярно, группы - симметрично относительно вертикальной оси, проходящей через центры понтона 1 и коллектора 7. Последний установлен на уровне верхних резервуаров 2 групп и подсоединен к ним при помощи трубопроводов 11 с обратными клапанами 12.

Водоподъемник снабжен парусным элементом 13 крестообразного поперечного сечения, установленным над резервуаром 2 и жестко соединенным с ними.

Водоподъемник работает следующим образом.

Под действием порыва ветра аэродинамические силы, воздействующие на надводную часть водоподъемника, парусность которой увеличина парусным элементом 13, заставляет ее перемещаться в направлении ветра, при этом водоподъемник поворачи- вается вокруг своего центра тяжести (ц т., фиг. 3). При расчетной силе ветра нижний резервуар 2 погружается в воду и через отверстие 4 в него поступает вода из водоема. Одновременно с этим вода, накопленная ранее в резервуарах 2 первой группы, перетекает по трубопроводам 6 в резервуары 2

второй группы через открывшиеся под дей- CTRHCM давления воды клапаны 5. При спадании ветреного порыва водоподъемник стремится занять вертикальное положение

под действием выталкивающих сил, действующих на понтон 1, но силы инерции заставляют его наклониться в противоположнуюсторону (фиг. 2). При этом нижний резервуар 2 первой группы погру0 жается в водоем и вода через его отверстие 4 поступает в резервуар 2. Под действием разности в уровнях накопленная ранее вода из резервуаров 2 второй группы перетекает в резервуары 2 первой группы по трубопро5 водам 6 через открывшиеся клапаны 5. Возмущающие ветровые воздействия вводят систему в режим автоколебаний, усиливаемых перетоками воды мекду резервуарами.

0R результате вода будет периодически

перетекать между резервуарами 2, поднимаясь выше за каждый цикл колебаний во- доподьемника Из верхних резервуаров 2 в периоды, когда они находятся выше коллек5 тора 7, вода по трубопроводам 11 через открывшиеся клапаны 12 перетекает в коллектор 7, а из него по гибкому трубопроводу 8 - в накопитель 9, установленный на берегу, a из накопителя - к потребителю.

0 При направлении ветра, перпендикулярном рассмотренному выше, водоподъемник работает аналогично, но в работе находятся третья и четвертая группы резервуаров 2. Формула изобретения

51. Водоподъемник, содержащий понтон, резервуары, объединенные в пару групп, одна из которых размещена на понтоне, установленные в группах один над другим и снабженные выходными и входны0 ми отверстиями с обратными клапанами, причем выходные отверстия первого, второго,... п по счету снизу резервуаров одной группы сообщены при помощи трубопроводов с входными отверстиями соответствен5 но второго третьего, , п + 1 резервуаров другой группы, оттичающийся тем, что, с целью повышения производительности и расширения функциональных возможностей путем преобразования энергии

0 ветра, ВОДГПОДЪРМНИК дополнительно содержит соогно размещенный над понтоном коллектор, подсоединенный к нему при помощи гибкого трубопровода накопитель, связанный с потребитепем воды, заякорен5 ныи противовес, прикрепленный к нижней части понтона, и вторую пару групп резервуаров, выходные и входные отверстия которых сообщены между собой аналогично первой паре примем вторая группа первой пары и груг.пы второй пары также размещены на понтоне, пары расположены взаимно перпендикулярно, группы - симметрично относительно вертикальной оси, проходящей через центры понтона и коллектора, а последний установлен на уровне верхних резервуаров групп и подсоединен к ним при помощи трубопроводов с обратными клапанами.

2. Водоподъемник по п. 1, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что, с целью повышения эффективности преобразования энергии ветра путем увеличения парусности, он снабжен парусным элементом крестообразного поперечного сечения, установленным над резервуарами и жестко соединенным с ними

Изобретение позволяет поднимать воду выше уровня воды в открытом водоеме, используя энергию ветра. Водоподъемник содержит четыре группы резервуаров 2, установленных на понтоне 1 один над другим в каждой группе. Выходные отверстие 3 первого, второгоn-го по счету снизу резервуаров 2 одной группы сообщены npvi помощи трубопроводов 6 с входными ст- верстиями 4 соответственно второго, третьего,....п + 1 резервуаров 2 другой группы. /J Отверстия 3, 4 снабжены обратными клапанами 5. Противовес 10 предотвращаетопро- кидывание водоподьемника, элемент 13 крестообразного поперечного сечения увеличивает парусность его надводной части. Под действием порывов ветра водоподъемник входит в режим автоколебаний (периодически наклоняется) и вода из водоема через отверстия 4 затекает в нижние резервуары 2, откуда при наклоне в противоположную сторону перетекает в резервуар 2 другой группы, расположенный на более высоком уровне, но во время наклона оказавшийся ниже. Аналогично происходит перетекание из двух резервуаров 2. Вода из верхних резервуаров 2 поступает в коллектор 7 по трубопроводам 11, откуда по гибкому трубопроводу 8 - в накопитель 9, установленный на берегу, а из него - к потребителю. 1 з.п.ф-лы, 3 ил, 12 L о 00 XI 00 U XI фиг 1

фиг 2