BG4600U1 - Усилвател на енергия - Google Patents

Abstract

Усилвателят на енергия ще намери приложение при изграждане на устройства за усилване и подаване на въртеливо движение чрез движение на контейнери в среди с различна обемна плътност към устройства от вида на ел. генератори за получаване на зелена енергия за индивидуални или групови потребители. Включва модулна рамкова носеща конструкция (1) от основен модул (17), поне един междинен модул (18) и завършващ модул (19), към която е монтиран вертикален конвейер (2) с наниз от цилиндрични контейнери (3), поставен в базова среда (4). Всеки от контейнерите (3) има поне един отвор (32) по цилиндричната си част и едно приемно гнездо (33), свързано към тръбна част (7) във вътрешността на контейнера с частично спираловидна форма. Към долното колело (10) има разпределител на изплаващ агент (11), чийто колектор (111) има поне един захранващ лъч (112), в края на който е свързан инжектиращ клапан (112b) с изпъкнало-ябълковидна форма, съответстваща на вдлъбнато-ябълковидната форма на приемното гнездо (33). Колекторът (111) е свързан със захранващ тръбопровод (13) за изплаващ агент под налягане чрез безконечник (12), както и с резервоар за изплаващ агент (81), подаван през захранващия лъч (112) и приемното гнездо (33) към вътрешността на контейнера (3). Валът (91) на задвижващото колело е свързан със захранван от него работен механизъм (15).

Description

Област на техниката

Усилвателят на енергия ще намери приложение при изграждане на устройства за натрупване на енергия и подаване на въртеливо движение чрез улавяне на енергията от среди с различна обемна плътност, към устройства използващи въртеливо движение като първична енергия в своята работа. Усилвателят може да бъде използван за задвижване на генератори при получаване на електрическа 100% чиста зелена енергия за индивидуални или групови потребители, както и да служи за първична задвижваща енергия на различни механизми и системи, включително да акумулира енергия.

Предшестващо състояние на техниката

От DE 102014019254 A1 е известен усилвател на енергия, който включва носеща рамкова конструкция, към която е монтиран вертикален кабелен конвейер, носещ наниз от цилиндрични контейнери, поставен в базова среда, представляваща флуид - вода, който флуид е поместен в шахта или резервоар. Като кабел е използвана верига. Цилиндричните контейнери имат поне един отвор по цилиндричната си част и едно приемно гнездо, разположено странично в изрез на странична стена на контейнера и свързано към шнорхелоподобна тръбна част, разположена във вътрешността на контейнера и простираща се до насрещната му странична стена и противоположно на отворите. Конвейерът има вертикално разположение с горна и долна точка на завъртане и съответно горна и долна двойка дистанционни зъбни колела. Конвейерът е задвижван от задвижващо зъбно колело чрез поне една от двойките дистанционни зъбни колела с общ вал. Към долната двойка дистанционни зъбни колела е предвиден разпределител на сгъстен въздух, служещ като изплаващ агент с форма на барабан, който има три захранващи лъча, изведени пред страничната му повърхност и разположени под радиален ъгъл от 120° един спрямо друг. Всеки захранващ лъч има щепселна връзка към приемното гнездо на цилиндричните контейнери, включвана към всеки от тях в последователност при движението на контейнерите. Разпределителят на сгъстен въздух, който е изплаващ агент, е свързан чрез осово разположена съединителна част със захранващ тръбопровод за сгъстен въздух, преминаващ по височина на конвейера и присъединен към резервоар за сгъстен въздух чрез подаващ тръбопровод. Предвиден е и допълнителен дифузор, разположен под верижния конвейер, свързан с допълнителен тръбопровод за сгъстен въздух.

Усилването на първоначално подадената чрез задвижващото зъбно колело на верижния конвейер енергия е базирано върху запълване на цилиндричните контейнери с флуида/базовата среда, в който е разположен верижният конвейер, при движението им надолу от горната точка на завъртане през отворите по цилиндричната им част. През същите отвори при потъването в течността, под налягане на околната среда едновременно се изпуска и въздух, който се намира в цилиндричните контейнери, а при достигане на долната точка на завъртане контейнерите се запълват с газ под налягане или сгъстен въздух, който измества течността в цилиндричните контейнери. Това става под въздействието на подаден през приемното гнездо и щепселната връзка на разпределителя на сгъстен въздух под налягане, използван като изплаващ агент, когато цилиндричните контейнери са в долната точка на завъртане на конвейера. Чрез подаване на сгъстен въздух през допълнителния дифузор се образува килим от въздушни мехурчета, засилващ ефекта от запълването на цилиндричните контейнери със сгъстен въздух, като се увеличава тяхната плаваемост. Така под въздействието на сгъстения въздух и увеличаване на плаваемостта на цилиндричните контейнери, се ускорява първоначално подадената скорост на въртене на конвейера и като цялото устройство работи като енергиен усилвател. Задвижващото колело чрез вала си, който е свързан с поне един захранван от него работен механизъм, му предава усилената енергия.

Прилагането на известния енергиен усилвател е ограничено от трудното му използване в движещи се обекти (превозни средства), наличието на възможност веригите да се разтеглят, което намалява ефективността, предизвикване на вълнообразно движение на базовата среда поради наличието на изреза в контейнера, както и че рамковата конструкция следва да бъде оразмерявана и проектирана за всеки обект, на който ще бъде прилагана, което води до индивидуален и сложен монтаж. Освен това изработването на самите цилиндрични контейнери е сложно и трудоемко поради формата им и поради наличието, дължината и формата на шнорхелоподобната тръбна част във вътрешността им и необходимостта от изключителна точност на монтажа на щепселната връзка между приемното гнездо и захранващите гнезда на разпределителя на сгъстен въздух/изплаващ агент, както и необходимост от висока точност на това свързване при експлоатация, контролирано по електронен път. Използването на допълнителен дифузор за сгъстен въздух, освен че усложнява конструктивното решение има и незначителен принос към желаното усилване на енергията, т.е. известният енергиен усилвател като цяло има ниска ефективност.

Техническа същност на полезния модел

Проблемът, който стои за решаване е да се създаде усилвател на енергия, който да има опростен монтаж, включително и технологично по-лесна изработка на цилиндричните контейнери, като се осигури връзка между приемното гнездо и захранващия тръбопровод за изплаващ агент, позволяваща автоматизъм на включването, при което да бъде постигнато изчислимо и ефективно усилване на енергията. Поставена е задачата да бъде създадена конструкция, позволяваща бързо мултиплициране и изграждане на съоръжения с произволни, удовлетворяващи необходимите параметри, големина и мощност, без съществени промени в проекта и съответните разходи, която конструкция да позволява монтиране на всички нужни механизми и последващото им регулиране без това да се отразява негативно и натоварващо за самата конструкция и включените и поддържани от нея елементи, като тя се осигури и на изкълчване.

Създаденият усилвател на енергия включва рамкова носеща конструкция, към която е монтиран вертикален конвейер, носещ наниз от цилиндрични контейнери, поставен в базова среда. Всеки от цилиндричните контейнери има поне един отвор по цилиндричната си част и едно приемно гнездо, свързано към шнорхелоподобна тръбна част, разположена във вътрешността на контейнера. Нанизът от цилиндрични контейнери има горна и долна точка на завъртане и съответно горно и долно колело с горен и долен вал, като към долното колело е предвиден разпределител на изплаващ агент. Той включва колектор с форма на барабан, разположен осово на вала на долното колело, като колекторът е свързан със захранващ тръбопровод за изплаващ агент под налягане. Захранващият тръбопровод за изплаващ агент е присъединен към резервоар за изплаващ агент под налягане, а валът на задвижващото колело е свързан с поне един захранван от него работен механизъм. Съгласно полезния модел вертикалният конвейер е кабелен, с поне един водещ безкраен кабел от неразтеглив вид, воден от поне едно горно и поне едно долно колело, към който кабел чрез неподвижни спрямо кабела връзки е свързан нанизът от цилиндрични контейнери, чиито приемни гнезда са разположени странично на затварящата стена на всеки от цилиндричните контейнери, разположена откъм разпределителя на изплаващия агент. Шнорхелоподобната тръбна част има частично спираловидна форма и се простира от приемното гнездо непосредствено до края на изпускателните отвори на цилиндричния контейнер. При това приемното гнездо има вдлъбнато-ябълковидна форма, а колекторът има поне един захранващ лъч, изведен през цилиндричната му повърхност, който захранващ лъч представлява тръбен елемент, включващ удължител, в края на който е свързан инжектиращ клапан с изпъкнало-ябълковидна форма, съответстваща на вдлъбнато-ябълковидната форма на приемното гнездо на цилиндричните контейнери. Свързването на колектора със захранващия тръбопровод е чрез безконечник. При това, рамковата носеща конструкция е фермова, включваща основен модул, където са монтирани долният вал и поне едното долно колело, както и разпределителят на изплаващ агент, като към основния модул е присъединен поне един междинен модул, към който са монтирани механизми за успокояване на движението на наниза от цилиндрични контейнери и над него е монтиран завършващ модул, в който са монтирани горния вал и задвижващото колело.

Важно е базовата среда да е с по-голяма обемна плътност от изплаващия агент.

Инжектиращият клапан и приемното гнездо са изпълнени от насочващи и управляващи инжектирането пръстени от материали с нисък коефициент на триене.

Съотношението на работна височина hr на рамковата носеща конструкция към диаметъра d на описаната около основата й окръжност е поне 8,6.

В основния модул на рамковата носеща конструкция е монтиран поне един конзолен лагер, осигуряващ стабилен монтаж на долния вал.

Добри резултати са постигнати, като всеки от цилиндричните контейнери има дължина b, определена като съотношение между диаметъра d на описаната около основата на рамковата носеща конструкция окръжност и дължината на цилиндричния контейнер b в рамките на 1,8 до 1,9 или d/b = 1,8 1,9.

Приемното гнездо е разположено върху затварящата стена на цилиндричния контейнер и върху радиус Rs, перпендикулярен на диаметъра Ds на цилиндричния контейнер, прокаран от линията на отворите му, на разстояние от оста на цилиндричния контейнер с = (1/2 до 2/3) Rs.

Подходящо е захранващите лъчи да са три, разположени радиално и лъчеобразно под равни радиални ъгли един спрямо друг.

Като вариант, усилвателят на енергия включва група усилващи модули от рамковите носещи конструкции с прилежащите им низове от цилиндрични контейнери и оборудване, синхронизирани помежду си.

Разстоянието между центровете на всеки два цилиндрични контейнера е определено от съотношението между техния диаметър Ds и това разстояние, което съотношение е в границите на 0,61 0,62.

Предимствата на енергийния усилвател, съгласно полезния модел, се състоят в повишената ефективност на работа, както и в създадената рамкова носеща конструкция на модулен принцип, позволяваща бързо мултиплициране и изграждане съоръжения с произволни удовлетворяващи конкретното проектиране големина и мощност без съществени промени в проекта и респективно разходи, при използване на минимален обем от пространството. Конструкцията е самоносеща и позволява стабилно монтиране на всички нужни механизми и последващото им регулиране без това да се отразява негативно и натоварващо за самата конструкция и включените и поддържани от нея елементи, като същевременно е с осигурена здравина от изкълчване. Постигнато е олекотяване на конструкцията и устойчивост на деформации и усуквания както на самата конструкция, така и на целия изграден механизъм в нея. Постигната е възможност за мултиплициране чрез разполагане и обединяване на група конструкции, работещи синхронизирано. Не на последно място предимство е почти нулевия въглероден отпечатък и факта, че използването на усилвателя на енергия, съгласно полезния модел, представлява практическо производство на енергия от ВЕИ. Предимство е и възможността на усилвателя да се ползва за акумулатор на енергия, тъй като при блокиране на движението му се запазва голямо количество потенциална енергия, която може да бъде отдадена по всяко време чрез освобождаване на движението на наниза от контейнери или да бъде съхранявана без загуби за многократно по-дълъг период от време в сравнение с който и да е друг известен акумулатор на енергия.

Пояснение на приложените фигури

Фигура 1 представлява блок-схема на енергийния усилвател, съгласно полезния модел;

фигура 2 - поглед отстрани на носещата конструкция на конвейера на енергийния усилвател;

фигура 3 - поглед по А-А от фиг. 2;

фигура 3 а - поглед по В-В от фиг. 2;

фигура 4 - страничен изглед на цилиндричен контейнер, съгласно полезния модел;

фигура 5 - поглед по С-С от фиг. 4;

фигура 6 - поглед по D-D от фиг. 5;

фигура 7 - изглед на наниза от цилиндрични контейнери с отстранена носеща конструкция;

фигура 8 - изглед на устройство за инжектиране на изплаващ агент, съгласно полезния модел;

фигура 9 - поглед по Е-Е от фиг. 8;

фигура 10 - блок-схема на усилвател на енергия от групирани усилващи модули, съгласно полезния модел;

фигура 11 - схема на разположение на приемното гнездо.

Примерно изпълнение на полезния модел

Проблемът е решен с усилвател на енергия, който включва рамкова носеща конструкция 1, към която е монтиран вертикален конвейер 2, носещ наниз от цилиндрични контейнери 3, поставен в базова среда 4, която по-често е течна (фиг. 1). Базовата среда 4 може да бъде вода или друго вещество, например масло, етиленгликол, дизелово гориво, живак, т.е. всяко вещество, позволяващо свободно движение през него. Базовата среда 4 може да бъде поместена в шахта или резервоар 5, показани примерно на фиг. 1, както и във всяко друго подходящо съоръжение, което я задържа, като надземни съоръжения, полувкопани или изцяло вкопани, да бъде плаващо, или вградено в сгради, устройства или противосвлачищни пилоти, в съответствие с нуждите и проблемите, които текущо се решават с конкретно проектиране. Базовата среда 4 може да бъде и свободно съществуваща вода във воден басейн - езеро, море и т.н., където рамковата носеща конструкция 1 следва да бъде монтирана висяща на понтон.

Вертикалният конвейер е кабелен, т.е. има поне един водещ безкраен кабел 6 от неразтеглив вид, с горна и долна ос на въртене и с две, разположени на разстояние успоредни една спрямо друга части 61 и 62 (фиг. 7). Кабел от неразтеглив вид може да бъде галова верига, ремък, синджир, стоманено въже или друго подходящо. Към кабела 6, чрез неподвижна спрямо кабела връзка, са свързани цилиндричните контейнери 3, оформящи наниза. Такава връзка може да бъде изпълнена например с планка, монтирана към предвидени за това монтажни отвори 31 във всеки цилиндричен контейнер 3. Всеки от цилиндричните контейнери 3 има поне един отвор 32 по цилиндричната си част и едно приемно гнездо 33, разположено на странична затваряща стена 34 на цилиндричния контейнер 3 и свързано към шнорхелоподобна тръбна част 7, разположена във вътрешността на цилиндричния контейнер 3 (фиг. 4-6). Приемното гнездо 33 има вдлъбнато-ябълковидна форма. Шнорхелоподобната тръбна част 7, която е предвидена за отвеждане и подаване на изплаващ агент 8, се простира от приемното гнездо 33 непосредствено до края на отворите 32 на цилиндричния контейнер 3, основно, до същата странична затваряща стена 34, до която е разположено приемното гнездо 33. Шнорхелоподобната тръбна част 7 е тръба с частично спираловидна форма, съответстваща на принципа на Шаубергер. Така е осигурено минимално съпротивление за изплаващия агент 8 и насочването му.

Нанизът от цилиндрични контейнери има горна и долна точка на завъртане и съответно поне по едно горно 9 и долно колело 10, определящи работното разстояние на цилиндричните контейнери 3 и обтягащи кабела 6. Горното 9 и долното колело 10 имат съответни горен 91 и долен вал 101 (фиг. 2 и фиг. 7).

Горното колело 9, обичайно, е задвижващо, а долното колело 10, обичайно, е паразитно, като и към двете кабелът 6 е свързан без възможност за приплъзване. Към долното колело 10 е предвиден разпределител 11 на изплаващия агент 8, включващ колектор 111 с форма на барабан, разположен по оста на вала 101 на долното колело 10, както най -добре е показано на фиг. 8 и фиг. 9.

Съществено е, че базовата среда 4 е с по-голяма обемна плътност от изплаващия агент 8. Примери за изплаващ агент 8 са: въздух, водород, хелий, дизелово гориво и други, отговарящи на изискването за по-ниска обемна плътност от тази на базовата среда 4. Колекторът 111 има най-малко един захранващ лъч 112, изведен през страничната му цилиндрична повърхност. Захранващият лъч 112 представлява тръбен елемент, включващ удължител 112а, в края на който е свързан инжектиращ клапан 112b, който е управляем с възможност за регулиране силата на натиск и на количеството подаван изплаващ агент 8 и е с изпъкнало ябълковидна форма, съответстваща на вдлъбнато -ябълковидната форма на приемното гнездо 33 на цилиндричните контейнери 3. Общата дължина на захранващия лъч 112 заедно с инжектиращия клапан 112b е определена от удължителя 112а, който има променлива дължина.

За предпочитане е захранващите лъчи 112 да са три, разположени лъчеобразно под равни радиални ъгли един спрямо друг.

Колекторът 111 е свързан чрез безконечник 12 със захранващ тръбопровод 13 за изплаващ агент 8 под налягане (компресиран). Захранващият тръбопровод 13 за изплаващ агент 8 е присъединен към резервоар 81 за компресирания изплаващ агент 8. За осъществяване на компресирането е предвиден компресор 14.

Изпъкнало-ябълковидната форма на инжектиращия клапан 112b е изпълнена от управляващ инжектирането пръстен, изработен от материал с нисък коефициент на триене и изпъкнало-ябълковидна форма, осигуряваща плавно и безударно насочване и плътно прилепване или освобождаване при осигурена херметизация на сдвояването между инжектиращия клапан 112b и приемното гнездо 33. Вдлъбнато ябълковидната форма на приемното гнездо 33 е изпълнена от насочващ и управляващ инжектирането пръстен също от материал с нисък коефициент на триене.

Нанизът от цилиндрични контейнери 3 е задвижван от изплаващите цилиндрични контейнери 3 чрез задвижващото колело при подаване на изплаващ агент 8. Възможно е в конкретен проект, макар и рядко, задвижващото колело да е долното колело 10.

Валът 91 на горното колело 9, което в разглеждания пример е задвижващото колело е свързан със захранван от него работен механизъм 15, например чрез съединител 16 или друго подходящо, към който се подава усилената енергия за използване, което е показано на фиг. 1. Захранваният от вала на задвижващото колело 9 работен механизъм 15 може да бъде един от възможните, като например електрогенератор, помпа, компресор, мелнично колело или друго, както е възможно да бъде и група от няколко различни механизма. Тази енергия може да бъде трансформирана в зависимост от конкретната необходимост в линейна, термична и друга.

В зависимост от желаното увеличение на мощност при всеки конкретен проект, е препоръчително да бъде определено съотношението на работна височина hr на усилвателя към диаметъра d на описаната около основата на рамковата носеща конструкция 1 окръжност от 8,6 нагоре, с което се постига КПД на вложена към получена мощност от минимум 300%.

Работната височина hr е определена от нивото на базовата среда 4, над което е изплавалият първи цилиндричен контейнер 3 от наниза. Работната височина hr определя полезния работен ход - разстоянието на натрупване на енергия и изплаване.

Препоръчителен оптимален размер на основата на рамковата носеща конструкция е диаметъра d на описаната около основата й окръжност да е 685 mm, но е допустимо мащабиране и специфични конструктивни промени, свързани с конкретен проект. Мащабирането е в зависимост от обема, броя, формата на цилиндричните контейнери и, съответно, проектния работен ход на изплаване.

Ефективността на работата на усилвателя на енергия е в зависимост и от разстоянията, на които са разположени цилиндричните контейнери един от друг. Полезният модел предвижда разстоянието между центровете на всеки два цилиндрични контейнера 3 да е определено от съотношението между техния диаметър Ds и това разстояние, което съотношение е в границите на 0,61 - 0,62. Така се получава поток изолиращ наниза от цилиндрични контейнери 3 при движението им при изплаване и потапяне, като им осигурява слой подобен на смазващ, а и потиска създаването на вихри, намалява челното съпротивление вследствие на ефекта на обтичане и създава и инжекторно засмукване на излизащата от цилиндричния контейнер 3 базова среда 4. Това успокоява движението и се намаляват загубите на енергия вследствие на движението на цилиндричните контейнери 3, като се намалява необходимата енергия за изтласкване на базовата среда 4 от цилиндричния контейнер 3 чрез изплаващия агент 8.

Така подбраните параметри осигуряват по-лесно гмуркане и бързо запълване на вътрешността на цилиндричния контейнер 3 с базовата среда 4 и при потъване практически се осигурява баланс на тежестта на наниза от цилиндрични контейнери 3 от изплаване и потъване. Бързо запълнената вътрешност на цилиндричния контейнер 3 с базовата среда 4 позволява минимизиране на енергията за гмуркане, като остава само тази, необходима за преодоляване на челното съпротивление и завихрянето, която също е минимална.

Рамковата носеща конструкция 1 е от тип ферма и се състои от три вида модули, както е показано на фигури 2, 3 и 3а. Единият модул е основен модул (долен) 17, където са монтирани долният вал 101 и поне едно долно колело 10, както и разпределителя 11 на изплаващ агент 8. Вторият модул е междинен модул 18, предвиден за изграждане на основната част от рамковата носеща конструкция 1 за достигане на проектната работна височина hr, като към него са монтирани и механизми, успокояващи движението на наниза от цилиндрични контейнери 3 (непоказани и известни на специалистите в областта). Третият модул е завършващ модул (горен) 19, към който е монтиран горният вал 91 и задвижващото колело 9, чрез които се осъществява настройката (обтягането) на кабела 6 чрез промяна на местоположението на горния вал 91, както е показано със стрелките на фиг. 2.

С рамковата носеща конструкция 1, изградена от трите вида модули - основен 17, междинен 18 и завършващ 19, е постигнато олекотяване и устойчивост на деформации и усуквания на самата конструкция и на целия механизъм в нея, както и гасене на трептенията. Основният постигнат резултат с модулността е възможността с едни и същи модули да се изграждат различни по височина рамкови носещи конструкции 1, които съответно носят различен брой цилиндрични контейнери 3, с което се осигурява многообразие за избор на изходяща мощност на усилвателя на енергия чрез промяна на съотношението на работната височина hr към диаметъра d на описаната около основата на рамковата носеща конструкция 1 окръжност, съгласно интервала, посочен по-горе. Изборът на този тип конструкция осигурява и възможност за прилагането и изграждането на различни типове усилватели на енергия - надземни, полувкопани или изцяло вкопани, плаващи или вградени в сгради, или включително в противосвлачищни пилоти. Съответно е създадена възможност самата рамкова носеща конструкция 1 да бъде използвана и като носеща и/или укрепваща за стената/ите, изграждащи локален басейн около нея, като има възможност и за интегриране с други подобни конструкции, превръщайки ги в група усилващи модули 20 и в единна и здрава конструкция при необходимост. Всеки усилващ модул 20 включва рамковата носеща конструкция 1 с прилежащ наниз от цилиндрични контейнери 3 и оборудване, както е посочено по -горе.

Така например, на фиг. 10 е показан вариант на изпълнение като блок-схема, в който е предвидено усилвателят на енергия да включва група усилващи модули 20, синхронизирани помежду си. Така е получено сумарно усилване на енергията при използване на относително малки размери на включените усилващи модули 20, което позволява приложението на еднотипни инженерни решения с минимални разходи за изграждане и поддръжка, минимизирани вибрации, както и намаляване на износването. При това, когато е необходимо сервизно обслужване на някой от усилващите модули 20, е възможно временно компенсиране на неговата липсваща мощност от останалите, дори и без добавяне на допълнителни модули. Такава конфигурация на усилвателя на енергия дава възможност за бързо регулиране на изходящата енергия в широк диапазон - каскадно (чрез включване и изключване на даден усилващ модул 20) и фино (чрез регулиране на оборотите на конкретен усилващ модул 20). Възможно е в групата да са включени усилващи модули 20 с различно усилване на енергията. Осигурена е възможност за изграждане на мини и смарт мрежи.

В основния модул 17, от страна на колектора 111, за предпочитане, е монтиран поне един конзолен лагер, като е осигурен стабилен монтаж на долния вал, разполагането и коректната работа на разпределителя 11 на изплаващия агент 8, както и свободното безпрепятствено движение на цилиндричните контейнери 3 (изплаващите тела).

Препоръчително е цилиндричният контейнер 3 да има дължина b, определена като съотношение между диаметъра d на описаната около основата на рамковата носеща конструкция 1 окръжност и дължината на контейнера b в рамките на 1,8 и 1,9 или d/b = 1,8 - 1,9.

Най-добри резултати за изпразване/запълване на всеки от цилиндричните контейнери 3 са постигнати, когато са използвани два и повече отвора 32, които са равномерно линейно разпределени, като например при дължина на контейнера до 400 mm отворите са четири броя, както е показано на фиг. 4 и фиг. 5.

Приемното гнездо 33 (фиг. 11) е разположено върху страничната затваряща стена 34 на цилиндричния контейнер 3, разположена откъм разпределителя 11 на изплаващия агент 8 и върху радиус Rs, перпендикулярен на диаметъра Ds на цилиндричния контейнер 3, прокаран от линията на отворите му 32, на разстояние от оста на цилиндричния контейнер 3 с = (1/2 до 2/3) Rs. Така са постигнати най-добри резултати и практически е осигурено най-продължително време за пълнене на цилиндричния контейнер 3 с изплаващ агент 8, като инжектиращият клапан 11 и приемното гнездо 33 са успоредни едно спрямо друго през цялото време на пълнене и е осигурена най-добра херметизация и сходимост.

Дебелината на стените на контейнера зависи от избора на нужната конструктивна якост на материала, използван за направата му при всяко индивидуално проектиране, но следва да има яснота, че с увеличаване дебелината на стените практически спада и КПД, тъй като намалява силата на изплаване.

От особено значение за работоспособността на усилвателя на енергия е необходимостта за осигуряване на възможно най-голяма разлика между обемните плътности на базовата среда 4 и на изплаващия агент 8. Тази разлика влияе най-силно на КПД на усилвателя на енергия. Така например според математическия модел за 6 m работна височина hr при използване на въздух като изплаващ агент 8 и сладка вода като базова среда 4, спрямо използването на дизелово гориво или живак като базова среда, изходящата въртяща сила ще се промени с -0,11 пъти за дизеловото гориво и с +3,4 пъти за живака спрямо резултатите, получени със сладката вода.

Използване в промишлеността

Първоначално се изгражда рамковата носеща конструкция 1 чрез монтиране на трите вида модули - долен 17, съответен брой от междинния модул 18 и горен 19, до достигане на проектната височина. Монтират се един или повече кабели 6, съгласно конкретния проект, както и цилиндричните контейнери 3 като се осъществяват връзките между тях и кабела 6, както и другите основни елементи, описани по горе. Така полученият усилващ модул 20 се разполага на проектното място, запълнено с базова среда 4, като се изпълняват и връзките със захранващия тръбопровод 13 за изплаващ агент под налягане и, съответно с компресора 14.

Изплаващият агент 8 се компресира при използване на известен вид компресор 14 в съответствие с конкретния избран изплаващ агент 8, след което се подава към резервоара 81 за съхранение на изплаващ агент 8 под налягане. За започване на работата на усилвателя на енергия, изплаващият агент 8 по захранващия тръбопровод 13 се подава към колектора 111 на разпределителя 11 на изплаващия агент 8, разположен осово на долния вал 101. Подаването се осъществява посредством безконечника 12. Изплаващият агент 8 преминава през безконечника 12 в колектора 111 и през захранващите лъчи 112 достига до инжектиращия клапан 112b. Компресираният изплаващ агент 8 преодолява налягането на базовата среда 4 и чрез регулиране на силата на натиск и на количеството подаван изплаващ агент 8 от инжектиращия клапан 112b и при осъществяване на връзка на неговата изпъкнало-ябълкови дна форма с вдлъбнато-ябълковидната форма на приемното гнездо 33 на съответния цилиндричен контейнер 3 се запълва обема му. Този процес стартира за всеки преминаващ покрай долната точка на завъртане цилиндричен контейнер 3 от ъгъл 90° преди долната точка на завъртане и приключва до 90° след нея, принуждавайки цилиндричния контейнер 3 да изплава.

В посочения интервал на движение на наниза 2 от цилиндрични контейнери 3 по посока на стрелката от фиг. 7, отворите им 32 се завъртат от обърнати нагоре до обърнати надолу, както се вижда на същата фигура, което е възможно благодарение на неподвижната им спрямо кабела 6 връзка. Така подаденият изплаващ агент 8 изтласква цилиндричните контейнери 3 нагоре като едновременно се изтегля и поне единият кабел 6. При излизане на съответния цилиндричен контейнер 3 от базовата среда 4, над работната й височина hr и достигане до 90° преди горната точка на завъртане и до 90° след нея, отворите 32 на цилиндричните контейнери 3 преминават от обърнати надолу до обърнати нагоре като се гмурват в базовата среда 4 и тя ги запълва, така че тяхното въздействие към системата се нулира и движението на кабела 6 запазва посоката на движението на наниза 2 от цилиндрични контейнери 3.

Работата на усилвателя на енергия се базира върху натрупване на изплаваща сила в еднотипни контейнери при подаване на компресиран изплаващ агент при относително запазване на едни и същи обороти на системата - след установяване на равновесие на вложената енергия от компресията към изходящата енергия. При увеличение единствено на работната височина hr се осигурява възможност за добавяне на нови контейнери, увеличаващи силата на изплаване, но относително запазващи общата скорост на въртене в системата, респективно запазвайки загубите при пълнене на цилиндричните контейнери 3 с изплаващ агент 8. Практически - съотношението между вложената мощност, необходима за работа на съоръжението (постигане на стабилни номинални обороти) и получената/отдадената мощност на изхода на вала на енергийния усилвател към външни ползващи енергия устройства 15 е с повишен КПД. За постигнатите резултати се съди като при изследването за база е използвана мощността на електрическата енергия. За сравнение при конструкция със зададените съотношения и работна височина от 6 m при вложени 7,4 кВт за компресия и преодоляване на всички сили на триене, съпротивление и други се генерират на изхода на електрогенератор 42 кВт. Това определя остатък от над 30 кВт и респективно производителност от над 300% увеличение на КПД. При увеличение само на работната височина hr на конструкцията чрез увеличаване на броя на нейните междинни модули 18 може да се достигне устойчив КПД до над 1800 %.

Получените резултати на изхода на системата са стабилни, генерира се базова изходна енергия с продължителност на работа, определена единствено от нужните технологични ремонти и поддръжка на системата. Така гарантираният живот на усилвателя на енергия е много над 20 години. Възможно е достигане на живот при спазване на всички технологични мероприятия до 100 години. Съотношението между вложените средства за изграждане на енергийния усилвател и неговата технологична поддръжка спрямо цената на получената изходна енергия е несъпоставимо (пренебрежимо малко) спрямо всички познати към момента системи.

Claims (1)

1. Усилвател на енергия, включващ рамкова носеща конструкция, към която е монтиран вертикален конвейер, носещ наниз от цилиндрични контейнери, поставен в базова среда, който вертикален конвейер има горна и долна ос на въртене и две, разположени на разстояние успоредни една спрямо друга части, като всеки от цилиндричните контейнери има поне един отвор по цилиндричната си част и едно приемно гнездо, свързано към шнорхелоподобна тръбна част, разположена във вътрешността на контейнера, а нанизът от цилиндрични контейнери има горна и долна точка на завъртане и съответно поне горно и долно колело с горен и долен вал, като към долното колело е предвиден разпределител на изплаващ агент, включващ колектор с форма на барабан, разположен осово на вала на долното колело, като колекторът е свързан със захранващ тръбопровод за изплаващ агент под налягане, при което захранващият тръбопровод за изплаващ агент е присъединен към резервоар за изплаващ агент под налягане, а валът на задвижващото колело е свързан с поне един захранван от него работен механизъм, характеризиращ се с това, че вертикалният конвейер (2) е кабелен, с поне един водещ безкраен кабел (6) от неразтеглив вид, към който чрез неподвижни спрямо кабела (6) връзки е свързан нанизът от цилиндрични контейнери (3), като приемното гнездо (33) на цилиндричните контейнери (3) е разположено странично на затварящата стена (34) на всеки цилиндричен контейнер (3), разположена откъм разпределителя (11) на изплаващия агент (8), а шнорхелоподобната тръбна част (7) има частично спираловидна форма и се простира от приемното гнездо (33) непосредствено до края на отворите (32) на цилиндричния контейнер (3), при което приемното гнездо (33) има вдлъбнато-ябълковидна форма, а колекторът (111) има поне един захранващ лъч (112), изведен през цилиндричната му повърхност, който захранващ лъч (112) представлява тръбен елемент, включващ удължител (112а), в края на който е свързан инжектиращ клапан (112b) с изпъкнало-ябълковидна форма, съответстваща на вдлъбнатоябълковидната форма на приемното гнездо (33) на цилиндричните контейнери (3), а свързването на колектора (111) със захранващия тръбопровод (13) е чрез безконечник (12), при което рамковата носеща конструкция (1) е фермова, включваща основен модул (17), където са монтирани долният вал (101) и поне едното долно колело (10), както и разпределителят (11) на изплаващ агент (8), като към основния модул (17) е присъединен поне един междинен модул (18), към който са монтирани механизми за успокояване на движението на наниза от цилиндрични контейнери (3) и над него е монтиран завършващ модул (19), в който са монтирани горния вал (91) и задвижващото колело (9).