Устройство для преобразования гидравлической энергии в механическую

Полезная модель относится к области гидроэнергетики, а именно к динамическим гидравлическим двигателям, предназначенным для преобразования энергии потока жидкости в механическую энергию. Рабочий орган, генератор электрической энергии, гибкая передача и вертлюг с якорем.

Рабочий орган выполнен в виде ковшовой сборки с двумя и более ковшами, расположенными горизонтально, перпендикулярно оси вращения, с проходящей через ковшовую сборку тросовой передачей, само устройство закреплено через вертлюг якорем за дно водоема. В верхней части преобразователя энергии текущей среды установлена траверса-поплавок, обеспечивающая оптимальный интервал погружения в воду самого преобразователя.

Полезная модель относится к области гидроэнергетики, а именно к динамическим гидравлическим двигателям, предназначенным для преобразования энергии потока жидкости в механическую энергию. Известна гидравлическая турбина-двигатель, преобразующий энергию движущейся воды в механическую энергию вращения его рабочего колеса. По способу использования энергии движущейся воды гидротурбины делятся на реактивные и активные. (Непорожний П.С., Обрезков В.И. Гидроэлектроэнергнтика. М.: Энергоиздат 1982 г, стр.114). Для обеспечения необходимой концентрации потока воды и создания набора гидротурбины требуют создания специальных гидротехнических сооружений. Существуют две основные схемы концентрации напора гидротехническими сооружениями - плотинная и деривационная. (1 стр.86, 87). Основным существенным недостатком известного устройства является необходимость строительства плотин, туннелей, создание водохранилищ. Наиболее ближайшим к заявленной полезной модели является устройство - преобразователь энергии текучей среды конвейерного типа, содержащее два ряда прямолинейных рабочих лопаток, расположенных параллельно друг другу в двух параллельных плоскостях и закрепленных своими торцами одновременно к двум бесконечным замкнутым цепям, надетых на две пары цепных звездочек, кинематически связанных с выходным валом преобразователя. Данное техническое решение принято в качестве прототипа заявителя [2].

Основным существенным недостатком прототипа является сложность изготовления устройства и его закрепления в потоке текучей среды.

Главной задачей, решаемой заявляемой полезной моделью, является упрощение изготовления и закрепления в потоке жидкости устройства преобразования гидравлической энергии в механическую. Поставленная задача реализуется в полезной модели за счет выполнения рабочего органа в виде ковшовых сборок с двумя и более ковшами, расположенными горизонтально, перпендикулярно относительно оси вращения и использования в качестве преобразователя энергии текучей среды, причем само устройство закреплено якорем за дно водоема. Кроме того, поставленная задача решается в полезной модели за счет установления в верхней части преобразователя энергии траверсы-поплавка, обеспечивающего оптимальный интервал погружения в воду самого преобразователя.

Ни из патентно-технической литературы, ни из практики работы устройств по преобразованию гидравлической энергии в механическую неизвестно о существовании конструкции устройства идентичному заявляемому. Отсюда правомерен вывод о соответствии заявляемого решения критерию «новизна» для полезных моделей.

В заявляемой полезной модели совокупность существенных признаков - существенные отличия связаны причинно-следственной связью с решаемой задачей. При этом каждый из существенных признаков необходим, а вместе взятые достаточны для реализации поставленной задачи и получения технического эффекта - преобразование гидравлической энергии в механическую устройством, простым в изготовлении и легко закрепляемым в потоке жидкости.

Совокупность существенных признаков является причиной для возникновения следствия получения технического эффекта.

Заявляемое техническое решение может быть реализовано многократно с получением одного технического эффекта, что говорит о соответствии решения критерию «промышленная применяемость».

Изложенная сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором приведена кинематическая схема устройства.

Устройство состоит из якоря 1, с помощью которого устройство крепится ко дну водоема, па якоре крепится вертлюг 2, к которому через траверсу 3 прикрепляется гибкий тяговый элемент - тросовая передача 4, состоящая из двух и более тросов, которые связывают рабочий орган - ковшовые сборки 5 и прикрепляются за траверсу-поплавок 6. Ковшовые сборки представляют собой горизонтально расположенные два и более, закрепленных на одном основании и противоположно направленных ковша с отверстиями для прохождения сквозь них тросовой передачи (см. вид А на чертеже). Траверса - поплавок 6 связана через жестко соединенный с ней выходной вал 7 с механической передачей 8, передающей вращение на генератор электрической энергии 9.

Рабочий орган в виде ковшей, которые расположены горизонтально, перпендикулярно оси вращения, через тросовую передачу кинематически также связан с траверсой-поплавком является преобразователем энергии текучей среды.

Устройство работает следующим образом: устройство погружается в воду, при этом продольная ось устройство расположена вертикально, перпендикулярно направлению движения потока воды, а продольные оси ковшовых сборок 5 расположены горизонтально, перпендикулярно оси гибкого тягового элемента.

При обтекании потоком воды ковшовой сборки 5, набегающий поток соскальзывает с выпуклой стороны ковша и попадает в вогнутую сторону противоположного ковша, при этом возникает гидравлическая сила, которая приводит в движение тросовую передачу 4, которая через траверсу - поплавок 6, выходной вал 7 приводит в движение механическую передачу 8 и генератор 9.

Погруженное в поток воды устройство устанавливается таким образом, чтобы интервал погружения ковшовых сборок 5 находился в пределах «гидравлического прыжка», т.е. в интервале глубин, обеспечивающего наибольшую мощность устройства.

Технико-экономические преимущества заявляемого технического решения по сравнению с прототипом:

- простота изготовления;

- простота установки в водоемах;

- возможность регулирования глубины погружения.

Источники информации:

[1] - Непорожний П.С., Обрезков В.И. Гидроэлектроэнергнтика. М.: Энергоиздат 1982 г. cтр.114).

[2] - свидетельство на полезную модель 38850 (Заявка 2003135406/20 2003 г. БИПМ 19 2004 г. - прототип.

1. Устройство для преобразования гидравлической энергии в механическую, содержащее рабочий орган, генератор электрической энергии, гибкую передачу, отличающееся тем, что рабочий орган выполнен в виде ковшовых сборок с двумя и более ковшами, расположенными горизонтально, перпендикулярно оси вращения, с проходящими через них тросовой передачей, при этом само устройство закреплено якорем за дно водоема через вертлюг.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в его верхней части установлена траверса-поплавок, обеспечивающая оптимальный интервал погружения в воду рабочего органа.