EA012536B1 - Пневмогидростанция и пневмогидрокольцевой двигатель - Google Patents

Пневмогидростанция и пневмогидрокольцевой двигатель Download PDF

Info

Publication number
EA012536B1
EA012536B1 EA200800797A EA200800797A EA012536B1 EA 012536 B1 EA012536 B1 EA 012536B1 EA 200800797 A EA200800797 A EA 200800797A EA 200800797 A EA200800797 A EA 200800797A EA 012536 B1 EA012536 B1 EA 012536B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
rotor
air
tank
blades
energy
Prior art date
Application number
EA200800797A
Other languages
English (en)
Other versions
EA200800797A1 (ru
Inventor
Игорь Владимирович ПРУС
Original Assignee
Игорь Владимирович ПРУС
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Игорь Владимирович ПРУС filed Critical Игорь Владимирович ПРУС
Priority to EA200800797A priority Critical patent/EA012536B1/ru
Priority to PCT/BY2009/000001 priority patent/WO2009100514A1/ru
Publication of EA200800797A1 publication Critical patent/EA200800797A1/ru
Publication of EA012536B1 publication Critical patent/EA012536B1/ru

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C7/00—Rotary-piston machines or engines with fluid ring or the like
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/10—Combinations of wind motors with apparatus storing energy
    • F03D9/17—Combinations of wind motors with apparatus storing energy storing energy in pressurised fluids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2210/00—Fluid
    • F04C2210/24—Fluid mixed, e.g. two-phase fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/10—Stators
    • F05B2240/13—Stators to collect or cause flow towards or away from turbines
    • F05B2240/131—Stators to collect or cause flow towards or away from turbines by means of vertical structures, i.e. chimneys
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/16—Mechanical energy storage, e.g. flywheels or pressurised fluids
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
    • Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
  • Jet Pumps And Other Pumps (AREA)

Abstract

Пневмогидростанция содержит связанные между собой первичный источник энергии, снабженный средством концентрации потоков воздуха, и энергетическое оборудование, содержащее средство формирования рабочего тела в виде потока воздуха с постоянными характеристиками силы и скорости потока, выполненное в виде пневмоаккумулятора, связанного со средством концентрации потоков воздуха и, при необходимости, связанного с компрессором, рабочий орган, выполненный в виде пневмогидрокольцевого двигателя, и генератор. Пневмогидрокольцевой двигатель включает установленные в резервуаре цилиндрической формы с жидкостью с формированием гидрокольца ротор с горизонтально ориентированной осью вращения, связанный с генератором, и рабочие элементы в виде лопастей, причем ось резервуара совпадает с осью вращения ротора, а лопасти установлены на роторе радиально с минимально возможным зазором по отношению к внутренней поверхности стенки резервуара, при этом резервуар в своей донной зоне посредством по меньшей мере одного впускного отверстия герметично связан с пневмоаккумулятором с возможностью непрерывной направленной подачи потока воздуха на поверхность лопастей ротора, находящихся в зоне впускного отверстия, а в верхней зоне снабжен средством отвода отработанного воздуха.

Description

Изобретение относится к машинам и двигателям, работающим на жидкостях и тому подобных рабочих средах, и может быть использовано, в частности, для преобразования кинетической энергии воздушных потоков, в том числе ветра и сжатого воздуха, включая выводимый из различных технологических процессов, в другие виды энергии (механическую, электрическую, тепловую) с последующим ее использованием по различным назначениям. Более конкретно изобретение касается пневмогидростанции, а также пневмогидрокольцевого двигателя из состава пневмогидростанции.
Получение полезной энергии всех видов с использованием традиционных источников энергии - ископаемых энергоносителей, таких как уголь, нефть, газ, торф, горючие сланцы и т.д., урановая руда, тесно связано с вопросами сохранения экологии окружающей среды, а также с вопросами обеспечения безопасности. Кроме того, запасы ископаемых энергоносителей ограничены. Возникающие вопросы частично могут решить возобновляемые энергоносители, среди которых наиболее активно используют природные водные запасы. Хотя использование природных запасов воды для получения энергии в промышленных масштабах также не позволяет в полной мере решить вопросы, связанные с экологией, оно получило достаточно широкое распространение в виде гидроэлектростанций.
Однако гидроэлектростанции, особенно крупные, как правило, находятся на значительном расстоянии от потребителей, что требует создания разветвленных электрических сетей очень большой суммарной протяженности с соответствующим энергетическим, коммутационным, распределительным оборудованием. Все это приводит к значительным потерям электроэнергии при ее передаче на большие расстояния, а также к значительному повышению затрат на создание сетей и поддержание их работоспособности. Кроме того, давно известно негативное влияние гидроэлектростанций на окружающую среду.
Воздух является также как вода текучей средой, при этом любой поток воздуха обладает определенной кинетической энергией. Однако несмотря на тысячелетние попытки человека эффективно использовать энергию воздушных потоков, прежде всего энергию ветра, разработано все еще недостаточное количество конструкций устройств по высокоэффективному преобразованию энергии ветра в другие виды энергии. Предпринимаемые попытки использовать энергию естественных воздушных потоков (ветра) также не приводят к достижению желаемых результатов по ряду причин. Прежде всего это связано с нестабильностью параметров воздушных потоков (направление, скорость, давление и т.д.), их зависимостью от времени суток, времени года, географическим расположением ветроэнергоустановки, а также практическим отсутствием эффективных средств концентрации и накопления энергии ветра с возможностью ее дальнейшего дозированного использования. Таким образом, основной причиной низкой эффективности, а иногда и низкой надежности известных устройств для преобразования энергии ветра является сложность обеспечения постоянных характеристик потока воздуха. В известных установках вопросы минимизации расстояния от места выработки энергии до потребителя также не рассматриваются.
С учетом упомянутых выше проблем в настоящее время основные усилия разработчики ветрэлектроустановок затрачивают на увеличение эффективной площади рабочих элементов, контактирующих с потоками ветра, а также на создание электроаккумуляторов большой емкости, которые бы позволили «хранить» излишки электрической энергии, выработанной в период, когда ветер несет в себе большое количество кинетической энергии, для использования этих излишков в периоды, когда кинетической энергии воздушных потоков не достаточно для выработки электроэнергии. Для «хранения» электрической энергии разрабатываются аккумуляторы большой электрической емкости, геометрические размеры которых также значительно увеличиваются. Однако такой подход к решению проблемы равномерного распределения кинетической энергии воздушных потоков по времени не всегда позволяет получить электрический ток с требуемыми постоянными характеристиками. Кроме того, это приводит к значительному снижению эффективности ветроэнергоустановок, многократно повышает их стоимость и, более того, такой подход небезопасен для окружающей среды, поскольку известные типы аккумуляторов имеют крайне небольшой срок эксплуатации (как правило, 1-2 года), содержат в себе кислоты, щелочи, тяжелые металлы и т.д. и требуют соблюдения специальных требований по их обслуживанию, утилизации и т. п.
Также, по не понятным причинам, практически не существует решений по полезному использованию сжатого воздуха (или иной сжатой газообразной среды), выводимого из различных технологических процессов путем выброса в атмосферу (при необходимости, с предварительной очисткой), для преобразования накопленной в нем энергии в другие виды энергии.
В устройствах преобразования энергии потока воды в другие виды энергии, как правило, вода, находясь в воздушной среде, под действием силы тяжести «падает» вниз на рабочие элементы рабочих органов и, контактируя с рабочими элементами рабочих органов, приводит последние в движение, например вращение. По такому принципу традиционно работают не только промышленных масштабов гидроэлектростанции, но и относительно небольшие устройства преобразования энергии потока воды в другие виды энергии с небольшой выходной мощностью.
Так, известно устройство для преобразования энергии малых потоков воды с небольшими расходами и напорами в электроэнергию, которое содержит водяное колесо с лопатками специальной конструкции, соединенное механической передачей посредством редуктора с электрогенератором, а также водо
- 1 012536 подводящую и водоотводящую системы [1]. Предложенные особенности конструкции устройства, как указано в описании, позволяют повысить коэффициент полезного действия, надежность и удобство эксплуатации устройства, упростить его конструкцию в целом.
Однако не всегда и далеко не повсеместно доступны потоки воды даже с минимально необходимыми характеристиками потока для целесообразного и эффективного преобразования их энергии в другие виды энергии.
В некоторых известных конструкциях энергетических установок в качестве рабочего тела используют поток воздуха (сжатый воздух), причем для формирования потока воздуха с необходимыми характеристиками используют различные компрессоры. Однако следует учесть, что эти установки используют кинетическую энергию не природных воздушных потоков, а искусственно созданных с помощью различных компрессоров.
Так, в частности, известно устройство для реализации способа извлечения запасенной в жидкости и газе энергии и преобразования ее в механическую, которое выполнено в виде пневмогидродвигателя [2]. Пневмогидродвигатель содержит ротор, снабженный поплавками-ковшами и погруженный в жидкость, подаваемую из отводящего водяного канала ТЭС или обводного канала рек. Под поплавки-ковши подают сжатый компрессором газ. Поплавки-ковши с газом всплывают под действием силы Архимеда, при этом жидкость передает свое тепло расширяющемуся газу. Перемещение поплавков-ковшей преобразуется трансмиссией во вращение вала электрического генератора. Описанное устройство пневмогидродвигателя обеспечивает возможность преобразования энергии давления газа и тепловой энергии жидкости в механическую и электрическую энергию и может быть использовано, например, в гидро- и теплоэнергетике для утилизации тепла жидких сред. Однако описанная конструкция имеет ряд недостатков, которые значительно снижают ее эффективность. Прежде всего для создания потока газа с заданными характеристиками необходимо расходовать энергию (для нагнетания газа, например воздуха, в компрессор), что значительно снижает выход полезной энергии. Кроме того, на выход полезной энергии могут оказывать негативное влияния также и переменные и нестабильные параметры текучей водной среды.
Известно также более сложное техническое решение энергоизвлекающей пневмогидравлической турбины, которая предназначена для преобразования энергии сжатого воздуха, воды, а также энергии солнца и тепла, запасенной в воздухе и воде [3]. Рабочее колесо осевой пропеллерной гидравлической турбины установлено в корпусе с направляющим и отсасывающим аппаратом, цилиндрический корпус соединен с солнечным коллектором и источником сжатого воздуха. Турбина не требует высокоуровневого резервуара и работает в режиме энергетического насоса. Сила плавучести воздуха преобразуется в энергию водного потока, который подается на рабочее колесо снизу за счет перетока воды при вытеснении ее из рабочей части объемом сжатого воздуха, подведенным выше и ниже рабочих элементов. Объем сжатого воздуха при всплытии отбирает запасенную в воде теплоту и преобразует ее механическую работу. Описанная конструкция не требует высокоуровневого резервуара, так как восходящий поток, действующий на рабочее колесо, создается в результате замещения и перетока вытесненной воды охлажденным в теплоизолированной расширительной системе расширяющимся объемом воздуха. При этом конструкция турбины позволяет использовать энергию Солнца и энергию тепла, запасенную в воде и воздухе. В то же время конструкция турбины очень сложна, а выход полезной энергии зависит от многих переменных и нестабильных параметров различных сред.
Известен также энергоизвлекающий пневмогидродвигатель, предназначенный для преобразования энергии сжатого воздуха в механическую энергию [4]. Устройство содержит заполненную жидкостью емкость, в верхней и нижней частях которой размещены приводные колеса, охваченные бесконечным рабочим органом, на котором закреплены колоколообразные поплавки. К нижней части емкости подключен источник сжатого газа с возможностью заполнения газом внутренней полости каждого поплавка. Хотя описанная конструкция двигателя, по утверждению ее авторов, позволяет повысить КПД, она все же достаточно громоздка и сложна. Выполняющие функцию рабочих элементов колоколообразные поплавки также имеют специальную достаточно сложную конструкцию. Наличие двух приводных колес, выполняющих функцию рабочего органа, во избежание остановок двигателя или его поломок, требует согласования в режимах их вращения. Также справедливыми остаются указанные выше недостатки, касающиеся расхода энергии на нагнетание воздуха в источник сжатого воздуха и связанного с этим снижения выхода полезной энергии.
Технических решений энергетических установок, в которых в качестве рабочего тела использовались бы и вода (или вода с различными добавками, корректирующими ее физические, химические и др. свойства, или любая другая подходящая жидкость) и воздух, не известно, поэтому описанное выше техническое решение по совокупности своих существенных признаков может рассматриваться как наиболее близкое к заявляемому.
В основу своих разработок (по аналогии с использованием энергии потоков воды, например в гидроэлектростанциях с водохранилищами, которые выступают в роли «предаккумулятора» кинетической энергии воды, которая из «предаккумулятора» дозированно подается на рабочие органы гидроэлектростанции) автор заложил утверждение, что для обеспечения постоянных характеристик потока воздуха в пневмоэнергетических установках также следует предусмотреть «воздухохранилище», т.е. «предаккуму
- 2 012536 лятор» кинетической энергии воздушных потоков - некий резервуар или множество связанных между собой резервуаров, в котором(ых) воздух будет содержаться в необходимых количествах, и из которого он будет дозированно и с заданными характеристиками потока подаваться на рабочие элементы рабочих органов.
Таким образом, задачей изобретения является создание конструкции пневмогидростанции, а также пневмогидрокольцевого двигателя из ее состава, которые бы при преобразовании энергии любых воздушных потоков (естественных в виде ветра, утилизируемых из технологических процессов в виде сжатого воздуха и т.д.) в другие виды энергии, в частности в электрическую энергию, не зависимо от переменных характеристик воздушных потоков в любой момент времени обеспечивали получение электрической энергии с постоянными характеристиками при достижении максимально возможного значения КПД. Конструкции пневмогидростанции и пневмогидрокольцевого двигателя должны быть максимально просты и надежны и обеспечивать возможность минимизации расстояния до потребителя. Кроме того, должна обеспечиваться работоспособность пневмогидростанции и пневмогидрокольцевого двигателя в широком диапазоне размеров рабочих органов. При этом должна также обеспечиваться стабильность характеристик сред, используемых в пневмогидростанции и пневмогидрокольцевом двигателе.
Поставленная задача решается заявляемой пневмогидростанцией, содержащей связанные между собой первичный источник энергии и энергетическое оборудование, содержащее средство формирования рабочего тела в виде потока воздуха с постоянными характеристиками силы и скорости потока, рабочий орган, снабженный рабочими элементами, выполненными с возможностью воздействия на них рабочего тела, резервуар с жидкостью, в котором размещен рабочий орган, и генератор. Поставленная задача решается за счет того, что средство формирования рабочего тела в виде потока воздуха с постоянными характеристиками силы и скорости потока выполнено в виде пневмоаккумулятора, при необходимости, связанного с компрессором, первичный источник энергии снабжен средством концентрации потоков воздуха, связанным с пневмоаккумулятором, рабочий орган выполнен в виде пневмогидрокольцевого двигателя, включающего установленные в резервуаре цилиндрической формы с жидкостью с формированием гидрокольца ротор с горизонтально ориентированной осью вращения, связанный с генератором, и рабочие элементы в виде лопастей, причем ось резервуара совпадает с осью вращения ротора, лопасти установлены на роторе радиально с минимально возможным зазором по отношению к внутренней поверхности стенки резервуара, в донной зоне резервуара выполнено по меньшей мере одно впускное отверстие для подачи потока воздуха, а в верхней зоне резервуар снабжен средством отвода отработанного воздуха, при этом резервуар герметично связан с пневмоаккумулятором с возможностью регулируемой направленной подачи потока воздуха из пневмоаккумулятора на поверхность лопастей ротора, находящихся в зоне впускного отверстия.
В заявленной пневмогидростанции автор, прежде всего, кардинально по сравнению с известными схемами организации ветроэнергостанций изменил последовательность расположения основных функциональных блоков, а также связи между ними. Так, в частности, автор предложил накапливать не вторичную (полезную), а первичную энергию (кинетическую энергию воздушных потоков), для чего в качестве предаккумулятора включил в конструкцию заявляемой пневмогидростанции пневмоаккумулятор, при необходимости, связанный с компрессором. Конструкция и управление пневмоаккумуляторами значительно более просты по сравнению с электроаккумуляторами. При этом они безопасны для окружающей среды, т. к. не содержат опасных веществ, максимально долговечны, просты по своей конструкции и обслуживанию и имеют незначительную стоимость, что при наличии соответствующих средств коммутации обеспечивает возможность использования в пневмогидростанции ряда дополнительных резервных пневмоаккумуляторов (для случаев значительного усиления ветра вплоть до ураганного). Это решение на несколько порядков повышает надежность системы в целом, исключая «перегрузку» энергетического оборудования и, как следствие, его поломку, а также ее эффективность, т.к. практически исключает зависимость выработки полезной энергии с заданными постоянными характеристиками от переменных характеристик воздушных потоков, прежде всего ветра. Заявляемая пневмогидростанция работоспособна при любых характеристиках исходных воздушных потоков - от полного штиля до ураганного ветра. Это может быть обеспечено, в том числе, благодаря предложенной автором оригинальной конструкции связанного с пневмоаккумулятором средства концентрации потоков воздуха, которая более подробно рассмотрена в материалах отдельной заявки на изобретение.
Заявленная конструкция, прежде всего конструкция энергетического оборудования в целом и, в частности, рабочего органа, выполненного в виде пневмогидрокольцевого двигателя, до сих пор не известного, названного автором пневмогидрокольцевой двигатель, обеспечивает настолько эффективное использование сочетания всех естественных процессов, которые протекают при взаимодействии воздушной и жидкой, в частности водной, сред, в частности при подаче воздуха в жидкость (воду), при взаимодействии жидкости с вращающимися в ней твердыми телами, в частности лопастями ротора, и т.д., что удалось получить неожиданно очень высокие значения КПД. Высокое значение КПД достигается, в том числе, благодаря высвобождающейся энергии непрерывно с инерцией вращающейся по кольцу жидкости (гидрокольцо) по сравнению со статичным объемом жидкости во всех известных конструкциях.
Существенным преимуществом заявляемой пневмогидростанции является возможность высокоэф
- 3 012536 фективного использования в качестве первичного источника энергии энергии естественных воздушных потоков - ветра. В этом случае достаточное для обеспечения бесперебойной работы энергетического оборудования количество сжатого воздуха можно получить при установке в пневмогидростанции средства концентрации естественных потоков воздуха подходящей конструкции. Автором разработана оригинальная и высокоэффективная конструкция такого средства концентрации воздушных потоков, которая является предметом отдельной заявки и в рамках данного изобретения подробно рассматриваться не будет.
При этом также возможно использование в качестве первичного источника энергии сжатой газообразной среды любого происхождения, например, как уже было упомянуто выше, обычно не утилизируемого («сбрасываемого» в атмосферу) сжатого воздуха из различных технологических процессов (пневмопрессы, устройства для выдува различных изделий и т.д). Такие типы пневмогидростанций позволят значительно снизить энергоемкость упомянутых технологических процессов за счет резкого снижения (вплоть до нулевых значений) затрат на потребление электроэнергии из вне на компрессию газообразных рабочих сред.
Важным является также то, что в заявляемой пневмогидростанции система прохождения воздуха не обязательно должна быть замкнутой. Хотя количества энергии, вырабатываемой заявляемой пневмогидростанцией, вполне достаточно на компрессию воздуха в пневмоаккумуляторе(ах) (замкнутая система), и расход энергии на компрессию воздуха может снижать КПД лишь незначительно.
Для запуска в рабочий режим заявляемая пневмогидростанция проходит, фактически, три ступени. На первой ступени, в пневмоаккумуляторе(ах), при необходимости, посредством компрессора, накапливается достаточное для расчетной подачи в резервуар количество сжатого воздуха. На второй ступени, при поступлении сжатого воздуха в жидкость (воду), находящуюся в резервуаре, ротор начинает вращаться. Однако до достижения заданной частоты вращения вырабатываемой энергии еще недостаточно для запуска генератора. Ускорение вращения ротора происходит как в одной половине резервуара, за счет «выталкивания» лопастей посредством воздуха, подаваемого, на данной ступени непрерывно, в резервуар, так и за счет вращения жидкости (воды) и ее «падения» вниз на лопасти, во второй половине резервуара. И, наконец, на третьей ступени при достижении необходимой скорости вращения ротора происходит запуск генератора и начинается выработка электроэнергии. Более подробно эти процессы будут рассмотрены ниже. Таким образом, автор определил условное наименование предложенной им конструкции пневмогидростанции исходя из принципа ее работы - поступенчатая аэрорегулируемая гидроускорительная энергостанция, сокращенно - «Паргуэс».
Поставленная задача решается также пневмогидрокольцевым двигателем, включающим установленные в резервуаре цилиндрической формы с жидкостью с формированием гидрокольца ротор с горизонтально ориентированной осью вращения, связанный с генератором, и рабочие элементы в виде лопастей, причем ось резервуара совпадает с осью вращения ротора, лопасти установлены на роторе радиально с минимально возможным зазором по отношению к внутренней поверхности стенки резервуара, в донной зоне резервуара выполнено по меньшей мере одно впускное отверстие для подачи потока воздуха, а в верхней зоне резервуар снабжен средством отвода отработанного воздуха, при этом резервуар герметично связан с пневмоаккумулятором с возможностью регулируемой направленной подачи потока воздуха на поверхность лопастей ротора, находящихся в зоне впускного отверстия.
Далее по тексту (для упрощения изложения) под термином «вода» будет иметься в виду любая подходящая жидкость, в том числе и вода с различными добавками, изменяющими ее физические, химические, биологические и т.п. свойства.
При дозированной подаче воздуха из пневмоаккумулятора в цилиндрический резервуар, воздух, контактируя с лопастями ротора, приводит ротор во вращение, а, достигая выпускного отверстия, выходит за пределы резервуара. Таким образом, создается ситуация, при которой в одной половине резервуара от впускного(ых) отверстия(й) до выпускного отверстия (в направлении вращения ротора) в воде под лопастями содержатся и перемещаются по направлению вверх к выпускному отверстию пузырьки воздуха, а во второй половине от выпускного отверстии к впускному(ым) отверстию(ям) (в направлении вращения ротора) находится только вода. Известно, что воздух легче воды, таким образом, с учетом описанной выше конструкции, вода с воздухом, находящиеся в первой половине резервуара (в направлении вращения ротора), легче воды, находящейся во второй половину. Кроме того, также с учетом описанной выше конструкции, объем воды в резервуаре не остается статичным, а также приводится лопастями ротора во вращение. Ввиду этого, вода во второй половине «падает» вниз в направлении вращения ротора и, тем самым, а также являясь инерционным телом (по аналогии с «маховиком») давит на лопасти, ускоряя их вращение. Более того, процессы выделения энергии возникают вследствие трения между потоками воды, перемещающимися с разными скоростями, в частности, в зоне внутренней поверхности резервуара, а также вследствие вихревых процессов (из-за сравнительно небольшого числа оборотов ротора, не так ярко выраженных, но все же имеющих место) - у поверхностей лопастей и т.д. Упомянутые виды дополнительной энергии могут также использоваться в своем первоначальном виде - в виде тепловой энергии, например, на нагрев проточной воды путем теплообмена для ее дальнейшего использования на отопление и т. п. Возможны и другие варианты преобразования этой энергии в полезную.
- 4 012536
В принципе, процессы, возникающие в каждом из описанных выше случаев, изучены еще достаточно не полно. Тем более нет теоретических исследований взаимовлияния этих процессов. Все приведенные выше сведения и данные были получены автором по результатам математических расчетов по известным формулам и скорректированы по результатам испытаний моделей и опытных образцов.
Благодаря оригинальности своей конструкции заявляемый пневмогидрокольцевой двигатель продемонстрировал по сравнению с другими, известными из уровня техники пневмогидродвигателями, ряд существенных преимуществ, среди которых можно упомянуть следующие:
для работы не требуется наличия проточной водной среды. Вода, находящаяся в цилиндрическом резервуаре используется многократно и долговременно, причем в значительно меньших количествах. При этом, наряду с воздухом, вода выполняет функцию рабочего тела;
рабочий орган - ротор с лопастями в цилиндрическом резервуаре с водой имеет максимально простую конструкцию и не содержит элементов, требующих согласования их работы, не содержит дополнительных передаточных звеньев, не содержит элементов с низкой надежностью и т.п.;
не требуется изменений в конструкции (за исключением размеров элементов) для получения выходной мощности в широком диапазоне значений.
В принципе все заявленные технические результаты достигаются безотносительно формы выполнения лопастей ротора. Однако в некоторых предпочтительных формах выполнения лопасти могут иметь выгнутую в направлении вращения ротора форму.
Упомянутые выше и другие достоинства и преимущества заявляемого изобретения будут рассмотрены более подробно на примере возможных предпочтительных, но не ограничивающих форм выполнения пневмогидростанции и пневмогидрокольцевого двигателя в ее составе со ссылками на позиции чертежей, на которых представлены:
Фиг. 1 - схема пневмогидростанции с пневмогидрокольцевым двигателем в одной из форм выполнения;
фиг. 2 - схема пневмогидрокольцевого двигателя в одной из форм выполнения;
фиг. 3 - схематичное изображение внешнего вида пневмогидрокольцевого двигателя в одной из форм выполнения.
На фиг. 1 представлена схема пневмогидростанции с пневмогидрокольцевым двигателем в одной из форм выполнения, на которой изображены первичный источник энергии со средством 1 концентрации потоков воздуха, в котором установлена турбина 2, связанная с пневмогидрокольцевым двигателем следующим образом. Турбина 2 связана с компрессором 3, связанным, в свою очередь, через распределитель 4 давления с пневмоаккумуляторами, выполненными в виде ресиверов 5. Выходы ресиверов 5 через распределитель 6 давления связаны с трубопроводом 7 сжатого воздуха. Каждый ресивер 5 снабжен предохранительным клапаном 8 и манометром (на чертеже позицией не обозначен). Между компрессором 3 и каждым ресивером 5 предусмотрен обратный клапан 9. Трубопровод 7 сжатого воздуха снабжен вентилями 10, расходомером 11, регулирующим вентилем 12 и обратным клапаном 13. На выходе трубопровода 7 сжатого воздуха установлена форсунка 14 впрыска воздуха. В состав пневмогидрокольцевого двигателя входит также горизонтально ориентированный цилиндрический резервуар 15 с водой 16, в котором размещен ротор 17 с лопастями 18. Ось резервуара 15 совпадает с осью 19 вращения ротора 17. Лопасти 18 ротора 17 установлены с минимально возможным зазором 20 по отношению к внутренней поверхности 21 стенки резервуара 15 и, фактически, делят объем резервуара на отдельные сектора, перемещающиеся по кругу в процессе вращения ротора 17. Форсунка 14 для впрыска воздуха герметично связана с полостью резервуара 15 в его донной зоне. В верхней зоне резервуара 15 выполнено выпускное отверстие 23 для отвода отработанного воздуха из воздушно-водяной смеси 22. Шкив 24 ротора 17 связан со шкивом 26 генератора 27, в данной форме реализации, клиноременной передачей 25. В общем случае, передача крутящего момента со шкива 24 ротора 17 на шкив 26 генератора может осуществляться любым другим видом передачи. Генератор 27 снабжен тахометром 28, датчиком нагрузки 29, регулятором напряжения 30, и через коммутирующий защитный аппарат 31 к нему подключена электропроводка 32, предназначенная для подачи электроэнергии потребителю. В представленной на фиг. 1 форме выполнения заявляемой пневмогидростанции предусмотрено средство 1 концентрации потоков воздуха специальной конструкции, разработанной автором, являющееся объектом отдельной заявки на изобретение и изображенное здесь только схематично. В частности, средство 1 концентрации потоков воздуха содержит основание 33, на котором смонтированы направляющие 34 и крыша 35 с выпускным отверстием 36. Стрелками на чертеже обозначены направления перемещения потоков воздуха для средства 1 концентрации потоков воздуха и направление вращения турбины 17.
Представленная на фиг. 1 форма выполнения заявляемой пневмогидростанции может быть использована для преобразования, в частности, энергии ветра или энергии выводимого из технологических процессов сжатого воздуха в электрическую энергию. В то же время, при соответствующем изменении схемы после генератора 27 энергия ветра или энергия выводимого из технологических процессов сжатого воздуха может быть преобразована в механическую или тепловую энергию. Представленная схема не предусматривает затрат энергии на поддержание давления в ресиверах и в этом отношении является разомкнутой, т.е. производимая пневмогидростанцией энергия не расходуется на поддержание рабочих
- 5 012536 параметров станции, в частности давления, а в полном объеме передается потребителю. Как уже было упомянуто, такие схемы предпочтительны при наличии первичного источника энергии в виде естественных воздушных потоков (ветра) или выводимого из технологических процессов сжатого воздуха.
В то же время, возможна замкнутая схема, в которой в качестве первичного источника энергии используется обычный воздух, нагнетаемый в пневмоаккумулятор посредством компрессора, работающего на энергии, вырабатываемой пневмогидрокольцевым двигателем.
Так, на фиг. 2 представлена схема пневмогидрокольцевого двигателя, выполненного по замкнутой схеме, в одной из возможных форм выполнения.
Пневмогидрокольцевой двигатель включает связанные между собой пневмоаккумулятор (ресивер 37), компрессор 38, ротор 17 с горизонтально ориентированной осью 19 вращения, снабженный рабочими элементами в виде радиально расположенных лопастей 18 и установленный в выполненном в форме цилиндра резервуаре 15 с водой 16, ось цилиндрического резервуара 15 совпадает с осью 19 вращения ротора 17, и генератор 27. Ресивер 37 снабжен манометром 39 и предохранительным клапаном 40. Между компрессором 38 и ресивером 37 предусмотрен обратный клапан 41. В трубпроводе 42 сжатого воздуха предусмотрены регулирующий вентиль 43, тройник 44, обратный клапан 45, расходомер 46. На выходе трубопровода 42 сжатого воздуха установлена форсунка 47 впрыска воздуха.
Форсунка 47 для впрыска воздуха герметично связана с полостью резервуара 15 в его донной зоне. В верхней зоне резервуара 15 выполнено выпускное отверстие 23 для отвода отработанного воздуха из воздушно-водяной смеси 22. Шкив 24 ротора 17 связан клиноременной передачей 25 со шкивом 26 генератора 27. Генератор 27 снабжен тахометром 28. Электрическая цепь на выходе генератора 27 содержит электроизмерительные приборы 48 (А - амперметр, V - вольтметр), аккумулятор 49, переключатель 50 режима питания компрессора 38, связанный с электроприводом 51 компрессора 38, а также блок 52 переключения нагрузки, связанный с электрической нагрузкой 53.
Лопасти 18 ротора 17 установлены с минимально возможным зазором 20 по отношению к внутренней поверхности 21 стенки резервуара 15.
Описанная схема пневмогидрокольцевого двигателя представляет замкнутую систему, поддержание работоспособности которой осуществляется за счет незначительной части вырабатываемой пневмогидрокольцевым двигателем электрической энергии. Кроме того, предусмотрен комплекс средств для регулирования потребления электрической энергии на компрессию воздуха.
На фиг. 3 схематично изображен внешний вид пневмогидрокольцевого двигателя в одной из форм выполнения. Заявляемый пневмогидрокольцевой двигатель установлен на раме 54 и содержит пневмогидрокольцевой привод 55, генератор 56, ресивер 57, компрессор 58, аккумулятор 59, станцию управления 60 с регулировочными вентилями 61. Пневмогидрокольцевой привод включает цилиндрический резервуар (корпус 62), в полости которого соосно с корпусом 62 установлен ротор 63, снабженный радиально расположенными лопастями 64. Шкив 65 ротора 63 связан со шкивом 66 генератора 56 клиноременной передачей 67. Пневмогидрокольцевой привод 55 установлен на раме 54 посредством опор 68 крепления. В верхней зоне корпуса 62 предусмотрен компенсатор 69 избыточного давления. Ресивер 57 герметично связан с полостью пневмогидрокольцевого привода 55 посредством форсунок 70 впрыска. Генератор 56 связан с электрической нагрузкой 71.
Работа заявляемого пневмогидрокольцевого двигателя в составе заявляемой пневмогидростанции будет более подробно рассмотрена на примере одной из возможных, но не ограничивающих форм выполнения со ссылкой на позиции фиг. 1 чертежей.
Особенности конструкции средства 1 концентрации воздушных потоков (ветра) в соответствии с представленной на фиг. 1 и рассматриваемой формой выполнения обеспечивают постоянное наличие перемещающихся по направляющим 34 от основания 33 к крыше 35 с выпускным отверстием 36 воздушных потоков (в направлениях, обозначенных стрелками), вследствие чего обеспечивается постоянное вращение ротора 2, а следовательно, компрессия воздуха в компрессоре 3. Распределитель 4 давления в зависимости от давления воздуха в компрессоре 3 и в ресиверах 5 распределяет воздух по ресиверам 5. В принципе, в заявляемой пневмогидростанции можно предусмотреть любое необходимое количество ресиверов 5. Каждый ресивер 5 снабжен манометром для контроля давления и предохранительным клапаном 8 для сброса избыточного давления. Обратный клапан 9 между компрессором 3 и каждым ресивером 5 используется для перекрытия поступления воздуха в ресивер 5 при достижении заданного давления в данном ресивере 5. С выхода ресивера 5 через распределитель 6 давления сжатый воздух поступает в трубопровод 7 сжатого воздуха. Для регулирования параметров потока воздуха, дозированно подаваемого через форсунку 14 впрыска воздуха в воду 16, находящуюся в цилиндрическом резервуаре 15, в данной форме выполнения в трубопроводе 7 сжатого воздуха предусмотрены вентили 10, расходомер 11, регулирующий вентиль 12 и обратный клапан 13. Сжатый воздух в заданном количестве через форсунку 14 впрыска воздуха, установленную в донной зоне цилиндрического резервуара, поступает в воду 16. По закону Архимеда, будучи легче воды, воздух, поднимаясь вверх, «ударяется» о поверхность первой лопасти 18 (в данной форме выполнения о поверхность лопасти 18, расположенной справа от форсунки 14 впрыска воздуха) и начинает «выталкивать» ее, приводя во вращение турбину 17 в целом. Первая лопасть 18 поворачивается турбиной 17 и, таким образом, в зону подачи сжатого воздуха перемещается
- 6 012536 вторая и последующие лопасти 18. Лопасти 18 размещены на турбине 17 радиально так, что формируют практически отдельные сектора резервуара 15 (за исключением минимально возможного зазора 20 между лопастями 18 и внутренней поверхностью 21 стенки цилиндрического резервуара 15). Таким образом, в рабочем состоянии (за исключением периода вхождения в рабочее состояние) в половине секторов резервуара 15 будет находиться воздушно-водяная смесь 22, а во второй половине - вода 16. Для данной формы выполнения, соответственно, в правой и левой половине. В каждом секторе правой половины воздух из воздушно-водяной смеси буде стремиться подняться вверх, толкая соответствующие лопасти 18. Достигнув верхней зоны резервуара 15, в которой расположено выпускное отверстие 23 для отвода отработанного воздуха, воздух выделяется из воздушно-водяной смеси 22 и выводиться из устройства. При необходимости могут быть предусмотрены дополнительные средства очистки воздуха (фильтры и т.п.). Таким образом в левой половине цилиндрического резервуара 15 содержится только вода 16 без воздуха. С учетом того, что при одинаковых объемах вода тяжелее воздушно-водяной смеси, в левой половине в каждом секторе вода 16 будет стремиться упасть вниз, создавая давление на соответствующие лопасти 18 и ускоряя тем самым их вращение. В принципе в пневмогидравлическом приводе описываемой конструкции будут иметь место и другие, уже упомянутые выше процессы. Причем испытания показали, что неучтенные при расчете процессы, протекающие при взаимодействии между элементами пневмогидрокольцевого двигателя, расположенными в цилиндрическом резервуаре 15, оказывают положительное влияние на работу пневмогидрокольцевого двигателя в целом, увеличивая выход полезной энергии.
Под действием описанных процессов ротор 17 вращается вокруг оси 19 вращения. Со шкива 24 ротора 17 посредством, например, клиноременной передачи 25 вращение передается на шкив 26 генератора 27 и начинается выработка полезной энергии. Для управления процессом (в частности, генератором 27) предусмотрены тахометр 28, датчик нагрузки 29, регулятор напряжения 30. Для подачи электроэнергии потребителю предусмотрены коммутирующий защитный аппарат 31 с подключенной к нему электро проводкой 32.
Результаты расчетов и испытаний пневмогидрокольцевых двигателей заявляемой конструкции различных типоразмеров (диаметр колеса 1, 1,5, 2 и 3 м) и вариантов приведены в табл. 1-4.
Таблица 1
Параметр Вариант исполнения пневмогидрокольцевого двигателя
вариант 1 вариант 2 вариант 3 вариант 4 вариант 5 вариант 6 вариант 7 вариант 8 вариант 1 вариант 10
Исходные данные
Диаметр гидрокольца, м 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Толщина гидрокольца, м 0,3 0,2 0,2 0,2 0,15 0,15 0,15 0,1 0,1 0,1
Диаметр колеса (турбины), м 0,8 0,6 0,7 0,8 0,6 0,7 0,8 0,6 0,7 0,8
Количество рабочих секций 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16
Результаты расчета
Объем рабочей камеры, л 85,0 100,5 80,0 56,5 75,4 60,0 42,4 50,2 40,0 28,3
Объем секции, л 5,3 6,3 5,0 3,5 4,7 3,8 2,7 3,2 2,5 1,8
Требуемый объем воздуха, л 23,3 27,6 22,0 15,5 20,7 16,5 Н,7 13,8 11,0 7,8
Частота вращения вала, мин’1 14,6 15,8 15,2 14,6 15,8 15,2 14,6 15,8 15,2 14,6
Мощность, Вт 323,5 387,3 307,0 215,7 290,5 230,0 162,0 194,0 153,5 108,0
Расчетная подача воздуха, л/с 12,2 16,3 12,2 8,14 12,2 9,2 6,1 8,2 6,1 4,0
Удельный расход воздуха, л/Вт 0,0377 0,0421 0,0397 0,0377 0,0420 0,0400 0,0377 0,423 0,0397 0,0370
- 7 012536
Таблица 2
Параметр Вариант исполнения пневмогидрокольцевого двигателя
вариант 1 | вариант 2 | вариант 3 | вариант 4 | вариант 5 | вариант 6 | вариант 7 | вариант 8 | вариант 1 | вариант 10
Исходные данные
Диаметр гидрокольца, м 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5
Толщина гидрокольца, м оз 0,2 0,2 0,2 0,15 0,15 0,15 0,1 0,1 0,1
Диаметр колеса (турбины), м 1,3 и 1,2 1,3 1,1 1,2 1,3 1,1 1,2 1,3
Количество рабочих секций 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16
Результаты расчета
Объем рабочей камеры, л 132,0 163,3 127,2 88,0 122,5 95,4 66,0 81,6 63,6 44,0
Объем секции, л 8,2 10,2 8,0 5,5 7,7 6,0 4,1 5,1 4,0 2,8
47,0Требуемый объем воздуха, л 38,0 47,0 36,6 25,3 35,2 27,4 19,0 23,5 18,3 12,7
Частота вращения вала, мин'1 11,0 11,6 11,3 11,0 11,6 11,3 11,0 11,6 11,3 11,0
Мощность, Вт 500,0 620,0 481,8 333,0 465,0 361,2 250,0 310,0 241,0 166,2
Расчетная подача воздуха, л/с 12,8 17,0 12,8 8,5 12,765 9,6 6,4 8,5 6,4 4,3
Удельный расход воздуха, л/Вт 0,0256 0,0274 0,0266 0,0255 0,0275 0,0266 0,0256 0,0274 0,0266 0,0259
Таблица 3
Параметр Вариант исполнения пневмогидрокольцевого двигателя
вариант 1 вариант 2 вариант 3 вариант 4 вариант 5 вариант 6 вариант 7 вариант 8 вариант 1 вариант 10
Исходные данные
Диаметр гидрокольца, м 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
Толщина гидрокольца, м 0,3 0,2 0,2 0,2 0,15 0,15 0,15 0,1 0,1 0,1
Диаметр колеса (турбины), м 1,8 1,6 1,7 1,8 1,6 1,7 1,8 1,6 1,7 1,8
Количество рабочих секций 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16
Результаты расчета
Объем рабочей камеры, л 179,0 226,0 174,3 119,3 169,6 130,7 89,5 113,0 87,1 60,0
Объем секции, л 11,2 14,1 11,о 7,6 10,6 8,2 5,6 7,0 5,5 3,7
Требуемый объем воздуха, л 53,7 67,8 52,3 35,8 50,9 39,2 26,9 33,9 26,1 18,0
Частота вращения вала, мин4 9,2 9,5 9,3 9,2 9,5 9,3 9,2 9,5 9,3 9,2
Мощность, Вт 680,0 860, 663,0 453,2 646 500 340 430,5 332,0 226,6
Расчетная подача воздуха, л/с 13,3 17,8 13,3 8,8 13,32 9,9 6,7 8,9 6,7 4,44
Удельный расход воздуха, л/Вт 0,0377 0,0421 0,0397 0,0377 0,0420 0,0400 0,0377 0,0423 0,0397 0,0370
Таблица 4
Параметр Вариант исполнения пневмогидрокольцевого двигателя
вариант 1 вариант 2 вариант 3 вариант 4 вариант 5 вариант 6 вариант 7 вариант 8 вариант 1 вариант 10
Исходные данные
Диаметр гидрокольца, м 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3
Толщина гидрокольца, м 0,3 0,2 0,2 0,2 0,15 0,15 0,15 0,1 0,1 0,1
Диаметр колеса (турбины), м 2,8 2,6 2,7 2,8 2,6 2,7 2,8 2,6 2,7 2,8
Количество рабочих секций 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16
Результаты расчета
Объем рабочей камеры, л 273,2 351,7 268,5 182,1 263,8 201,4 136,6 175,8 134,2 91,0
Объем секции, л 17,1 22,0 16,8 11,4 16,5 12,6 8,6 11,0 8,4 5,7
Требуемый объем воздуха, л 88,8 114,3 87,3 59,2 85,7 65,4 44,4 57,2 43,6 30,0
Частота вращения вала, мин’1 7,1 7,3 7,2 7,1 7,3 7,2 7,1 7,3 7,2 7,1
Мощность, Вт 1065,0 1370,6 1046,0 708,8 1030,0 784,2 531,6 685,3 523,0 355,0
Расчетная подача воздуха, л/с 14,4 19,2 14,4 9,6 14,4 10,8 7,2 9,6 7,2 4,8
Удельный расход воздуха, л/Вт 0,0377 0,0421 0,0397 0,0377 0,0420 0,0400 0,0377 0,0423 0,0397 0,0370
- 8 012536
Литература:
1. Патент ВИ № 2306453 С1, опубл. 20.09.2007.
2. Патент ВИ № 2059110 С1, опубл. 27.04.1996.
3. Патент ВИ № 2120058 С1, опубл. 10.10.1998.
4. Патент ВИ № 2160381 С2, опубл. 10.12.2000.

Claims (3)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Пневмогидростанция, содержащая связанные между собой первичный источник энергии и энергетическое оборудование, содержащее средство формирования рабочего тела в виде потока воздуха с постоянными характеристиками силы и скорости потока, рабочий орган, снабженный рабочими элементами, выполненными с возможностью воздействия на них рабочего тела, резервуар с жидкостью, в котором размещен рабочий орган, и генератор, отличающаяся тем, что средство формирования рабочего тела в виде потока воздуха с постоянными характеристиками силы и скорости потока выполнено в виде пневмоаккумулятора, при необходимости, связанного с компрессором, первичный источник энергии снабжен средством концентрации потоков воздуха, связанным с пневмоаккумулятором, рабочий орган выполнен в виде пневмогидрокольцевого двигателя, включающего установленные в резервуаре цилиндрической формы с жидкостью с формированием гидрокольца ротор с горизонтально ориентированной осью вращения, связанный с генератором, и рабочие элементы в виде лопастей, причем ось резервуара совпадает с осью вращения ротора, лопасти установлены на роторе радиально с минимально возможным зазором по отношению к внутренней поверхности стенки резервуара, в донной зоне резервуара выполнено по меньшей мере одно впускное отверстие для подачи потока воздуха, а в верхней зоне резервуар снабжен средством отвода отработанного воздуха, при этом резервуар герметично связан с пневмоаккумулятором с возможностью регулируемой направленной подачи потока воздуха из пневмоаккумулятора на поверхность лопастей ротора, находящихся в зоне впускного отверстия.
  2. 2. Пневмогидрокольцевой двигатель, включающий установленные в резервуаре цилиндрической формы с жидкостью с формированием гидрокольца ротор с горизонтально ориентированной осью вращения, связанный с генератором, и рабочие элементы в виде лопастей, причем ось резервуара совпадает с осью вращения ротора, лопасти установлены на роторе радиально с минимально возможным зазором по отношению к внутренней поверхности стенки резервуара, в донной зоне резервуара выполнено по меньшей мере одно впускное отверстие для подачи потока воздуха, а в верхней зоне резервуар снабжен средством отвода отработанного воздуха, при этом резервуар герметично связан с пневмоаккумулятором с возможностью регулируемой направленной подачи потока воздуха на поверхность лопастей ротора, находящихся в зоне впускного отверстия.
  3. 3. Пневмогидрокольцевой двигатель по п.2, отличающийся тем, что лопасти имеют выгнутую в направлении вращения ротора форму.
EA200800797A 2008-02-11 2008-02-11 Пневмогидростанция и пневмогидрокольцевой двигатель EA012536B1 (ru)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EA200800797A EA012536B1 (ru) 2008-02-11 2008-02-11 Пневмогидростанция и пневмогидрокольцевой двигатель
PCT/BY2009/000001 WO2009100514A1 (ru) 2008-02-11 2009-02-11 Пневмогидростанция и пневмогидрокольцевой двигатель

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EA200800797A EA012536B1 (ru) 2008-02-11 2008-02-11 Пневмогидростанция и пневмогидрокольцевой двигатель

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200800797A1 EA200800797A1 (ru) 2009-10-30
EA012536B1 true EA012536B1 (ru) 2009-10-30

Family

ID=40956575

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200800797A EA012536B1 (ru) 2008-02-11 2008-02-11 Пневмогидростанция и пневмогидрокольцевой двигатель

Country Status (2)

Country Link
EA (1) EA012536B1 (ru)
WO (1) WO2009100514A1 (ru)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106438173A (zh) * 2016-11-23 2017-02-22 宋亚力 气动压缩式水轮机及发电机

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2160381C2 (ru) * 1998-12-18 2000-12-10 Маркелов Василий Фотеевич Энергоизвлекающий пневмогидродвигатель
RU2176030C1 (ru) * 2000-07-25 2001-11-20 Московский энергетический институт (Технический университет) Ветроэнергетическая установка
RU2269016C1 (ru) * 2004-08-09 2006-01-27 Владимир Абрамович Намиот Способ роторного преобразования энергии внутреннего сгорания в электрическую и устройство для его осуществления
US20060033341A1 (en) * 2004-08-13 2006-02-16 Kaufman Michael J Waterwheel powered air delivery device
US7239035B2 (en) * 2005-11-18 2007-07-03 General Electric Company System and method for integrating wind and hydroelectric generation and pumped hydro energy storage systems

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2059110C1 (ru) * 1989-09-27 1996-04-27 Василий Фотеевич Маркелов Способ извлечения запасенной в жидкости и газе энергии и преобразования ее в механическую работу
RU2084697C1 (ru) * 1995-08-15 1997-07-20 Всероссийский научно-исследовательский институт орошаемого земледелия Ветроэнергетическая установка
RU2271453C2 (ru) * 2004-03-19 2006-03-10 Александр Павлович Волков Жидкостно-кольцевая машина
JP2007231760A (ja) * 2006-02-28 2007-09-13 Norio Hosoda 気泡ポンプ揚水式複合水力発電装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2160381C2 (ru) * 1998-12-18 2000-12-10 Маркелов Василий Фотеевич Энергоизвлекающий пневмогидродвигатель
RU2176030C1 (ru) * 2000-07-25 2001-11-20 Московский энергетический институт (Технический университет) Ветроэнергетическая установка
RU2269016C1 (ru) * 2004-08-09 2006-01-27 Владимир Абрамович Намиот Способ роторного преобразования энергии внутреннего сгорания в электрическую и устройство для его осуществления
US20060033341A1 (en) * 2004-08-13 2006-02-16 Kaufman Michael J Waterwheel powered air delivery device
US7239035B2 (en) * 2005-11-18 2007-07-03 General Electric Company System and method for integrating wind and hydroelectric generation and pumped hydro energy storage systems

Also Published As

Publication number Publication date
EA200800797A1 (ru) 2009-10-30
WO2009100514A1 (ru) 2009-08-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sharma et al. Run off river plant: status and prospects
JP7191232B2 (ja) 高機能の重力モーメント水力発電システム
Khattak et al. Common Type of Turbines in Power Plant: A Review
Singal Hydraulic Machines: Fluid Machinery
Arifin et al. The Design and Fabrication of Waterwheels with System Floating Pontoon
EA012536B1 (ru) Пневмогидростанция и пневмогидрокольцевой двигатель
Lillahulhaq et al. Experimental study of small hydro turbine propeller performance with a variety of blade angles of attack
Ibrahim et al. Experimental Studies of Pelton Hydropower Using Waste Water
CN108547724B (zh) 能利用水力发电余水动能的水力发电系统
Mamadjanov et al. Study on the optimization of the basin’s design parameters of the gravitational water vortex microhydropower plant
CN102322381A (zh) 一种冲击式发电装置
US20230400003A1 (en) An improved system and method for generating electrical energy from air hydropower
Rantererung et al. Impulse Cross Flow Turbine With Four Nozzles As Prime Mover of Electric Generator
KR101162429B1 (ko) 풍,수력 공기압 에너지 생산장치
Ejiko et al. Hydroelectric Power Plant Design: A Case Study of Agric Livestock Investigation Centre Dam In Erinfun, Ekiti State
Velichkova et al. Modelling of a Test-rig for the River Energy Utilization
RU2506686C2 (ru) Способ получения электроэнергии для электропитания устройств автоматики трубопроводов
Ali et al. Mini Hydel Power Generation From Over Head Tanks Using Pelton Turbine
Sagar et al. Static Structural Analysis of Spherical–S Turbine by using ANSYS Workbench
LT6751B (lt) Vandens elektrinė
WIN et al. Optimum Runner Design of 10kW Propeller Turbine
RU2483160C2 (ru) Гидроэнергетическая установка замкнутого цикла
Muthukannan et al. Design and Fabrication of Ocean Water Pumping and Storage System
ur Rehman et al. Modeling and Simulation of Kaplan Turbine
KR200458167Y1 (ko) 병렬식 수평형 초 동력 고효율 복합 터빈 엔진

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): BY RU