FI123408B - Nesteen sisässä käytettäväksi tarkoitettu laite ja menetelmä liikkeen aikaansaamiseksi - Google Patents
Nesteen sisässä käytettäväksi tarkoitettu laite ja menetelmä liikkeen aikaansaamiseksi Download PDFInfo
- Publication number
- FI123408B FI123408B FI20115944A FI20115944A FI123408B FI 123408 B FI123408 B FI 123408B FI 20115944 A FI20115944 A FI 20115944A FI 20115944 A FI20115944 A FI 20115944A FI 123408 B FI123408 B FI 123408B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- cylinder structure
- pistons
- piston
- space
- cylinder
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B17/00—Other machines or engines
- F03B17/02—Other machines or engines using hydrostatic thrust
- F03B17/025—Other machines or engines using hydrostatic thrust and reciprocating motion
-
- 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
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B17/00—Other machines or engines
- F03B17/02—Other machines or engines using hydrostatic thrust
-
- 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
- F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G7/00—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
- F03G7/08—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for recovering energy derived from swinging, rolling, pitching or like movements, e.g. from the vibrations of a machine
-
- 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
- Y02E10/20—Hydro energy
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Actuator (AREA)
- Reciprocating Pumps (AREA)
Description
Nesteen sisässä käytettäväksi tarkoitettu laite ja menetelmä liikkeen aikaansaamiseksi
Ala
Keksinnön kohteena on nesteen sisässä liikkuva laite ja menetelmä 5 liikkeen aikaansaamiseksi.
Tausta
Sylinterirakenne käsittää tavallisesti sylinterin ja sen sisällä liikkuvan männän. Sylinterirakennetta voidaan käyttää jatkuvan liikkeen tuottamiseen, kuten polttomoottorilla tehdään. Sylinterirakenteita voidaan myös käyttää kaa-10 sun tai nesteen pumppaamiseen putkia pitkin paikasta toiseen.
Nesteen sisällä toimivan sylinterirakenteen valmistaminen on kuitenkin haastavaa. Lisäksi nesteen sisällä liikkuvan sylinterirakenteen liikkeen aikaansaaminen vaatii erityisratkaisuja. Esimerkiksi moottorin tiivistäminen ja voiman välitys liikkeen aikaansaamiseksi ovat vaativia tehtäviä. Neste myös 15 haittaa liikettä. Siksipä on olemassa tarve toimivalle nesteen sisällä liikkuvalle sylinterirakenteelle ja laitteelle, joka käsittää liikkuvan sylinterirakenteen.
Lyhyt selostus
Keksinnön tavoitteena on toteuttaa parannettu ratkaisu. Tämän saavuttaa vaatimuksen 1 mukainen laite.
20 Keksinnön kohteena on vaatimuksen 11 mukainen menetelmä.
Keksinnön edullisia suoritusmuotoja kuvataan epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa.
Keksinnön mukaisilla ratkaisuilla saavutetaan useita etuja. Sylinteri-5 rakenteen muuttuva vääntömomentti mahdollistaa sylinterirakenteen liikkumi-
C\J
^ 25 sen. Myös nesteen nostetta on mahdollista käyttää hyväksi vääntömomentin ° muuttamiseen.
CO
= Kuvioluettelo
CL
^ Keksintöä selostetaan nyt lähemmin edullisten suoritusmuotojen yh- σ> teydessä viitaten oheisiin piirroksiin, joissa ΪΙ 30 kuvio 1A esittää nesteen sisällä käytettäväksi tarkoitetun laitteen sy- o ^ linterirakennetta, kiinnitysmekanismia ja mäntämekanismia, kuvio 1B esittää sylinterirakenteen päissä olevaa lisäkaasutilaa, kuvio 2A esittää kaasujohtimellista sylinterirakennetta, 2 kuvio 2B esittää sylinterirakennetta, jossa on painekaasua mäntien välisessä tilassa, kuvio 3A esittää laitetta, joka käsittää nesteeltä suljetun kotelon, kuvio 3B esittää erästä kotelon muotoa, 5 kuvio 3C esittää kotelon toisenlaisen muodon, kuvio 3D esittää vaipallista sylinterirakennetta, kuvio 4 esittää laitteen kytkeytymistä muihin laitteisiin, ja kuvio 5 esittää menetelmän vuokaaviota.
Suoritusmuotojen kuvaus 10 Seuraavat suoritusmuodot ovat esimerkinomaisia. Vaikka selitys voi viitata "erääseen, "yhteen" tai "johonkin" suoritusmuotoon tai suoritusmuotoihin eri kohdissa, tämä ei välttämättä tarkoita, että jokainen sellainen viittaus on samaan suoritusmuotoon tai suoritusmuotoihin tai että piirre pätee vain yhteen suoritusmuotoon. Eri suoritusmuotojen yksittäisiä piirteitä voidaan myös yhdis-15 tää muiden suoritusmuotojen mahdollistamiseksi.
Kuvio 1A esittää nesteen 150 sisällä käytettäväksi tarkoitetun laitteen sylinterirakennetta 100, kiinnitysmekanismia 104 ja mäntämekanismia 106. Neste 150 voi olla esimerkiksi vettä tai öljyä näihin kuitenkaan rajoittumatta. Vesi voi sijaita esimerkiksi järvessä, joessa, meressä tai altaassa näihin 20 kuitenkaan rajoittumatta.
Sylinterirakenne 100 on rakenteeltaan putki, jonka päät 102 voi olla kavennettu. Putki on yleensä suora. Sylinterirakenne 100 voi olla tehty metallista, kuten teräksestä tai alumiinista, tai muovista näihin kuitenkaan rajoittumatta. Sylinterirakenne 100 on tehty siten, että neste 150 ei pääse sylinterira-co 25 kenteen sisään. Mäntämekanismi 106 sijaitsee sylinterirakenteen 100 sisällä.
Yleisessä tapauksessa laite voi käsittää useampia kuin yhden sylinteriraken-g teen 100, joilla kullakin voi olla oma mäntämekanismi 106. Mäntämekanismi co 106 on lyhyempi kuin sylinterirakenne 100, ja mäntämekanismi 106 käsittää x kaksi mäntää 108, 110, jotka sijaitsevat sylinterirakenteen 100 eri päissä ja
CC
30 jotka on kytketty toisiinsa kiinteän aineen rakenteella 142, painekaasulla ja/tai ^ vaahdotetulla polymeerillä. Männät 108, 110 voivat käsittää esimerkiksi ruos- o tumatonta terästä ja/tai alumiinia näihin kuitenkaan rajoittumatta. Myös koko o mäntämekanismi 106 voi olla tehty teräksestä ja/tai alumiinista näihin kuiten kaan rajoittumatta.
3
Kiinnitysmekanismi 104 käsittää kaksi kytkemisosaa 120, 122, joista kumpikin voi käsittää yhden tai useamman rakenneosan. Kytkemisosat 120, 122 kytketään vuorotellen sylinterirakenteeseen 100 sylinterirakenteen 100 painopisteen 82 eri puolille sylinterirakenteen 100 pituusakselin 80 suunnassa.
5 Kytkemisosat 120, 122 voivat olla mekaanisia tartuntaelimiä, jotka on valmistettu esimerkiksi metallista tai jostain muusta riittävän lujasta materiaalista. Kytkemisosat 120, 122 voivat käsittää esimerkiksi tappimaisen osan, joka kytkemisen yhteydessä työnnetään vastakappaleena olevaan reikään. Kytkemisosat 120, 122 voivat olla laakeroituja tai laakeroimattomia. Kytkeminen sy-10 linterirakenteeseen 100 voidaan suorittaa ennalta määrätylle etäisyydelle painopisteestä 82. Kiinnitysmekanismi 104 kytkee sylinterirakenteen 100 tukirakenteeseen 90, joka voi olla laitteen osa tai laitteeseen nähden erillinen rakennelma. Sylinterirakenne 100 pyörähtää tai keinuu edestakaisin kytkemisosan 120, 122 tukemana ja tukirakenteen 90 varassa.
15 Sylinterirakenteen 100 liikettä varten kytkemisosa 120 kytkeytyy kiinni sylinterirakenteeseen 100, kun se on ennalta määrätyssä vaiheessa ylempänä kuin kytkemisosa 122. Tässä yhteydessä kytkemisosa 122 irrotetaan kytkennästä sylinterirakenteeseen 100. Vastaavasti kytkemisosa 122 kytkeytyy kiinni sylinterirakenteeseen 100, kun se on ennalta määrätyssä vai-20 heessa ylempänä kuin kytkemisosa 120, ja kytkemisosa 120 irrotetaan kytkennästä sylinterirakenteeseen 100.
Mäntämekanismin 106 mäntiä 108, 110 liikutetaan samansuuntaisesti sylinterirakenteen 100 sisällä sylinterirakenteen 100 pituusakselin 80 suunnassa. Tämä mäntien 108, 110 liike suoritetaan synkronisesti kytke-25 misosien 120, 122 kytkemisen kanssa siten, että männän 108 siirtyessä män-tää 110 ylemmäksi sylinterirakenteen 100 liikkeen takia mäntämekanismi 106 5 siirretään ennalta määrättynä hetkenä sylinterirakenteen 100 ylempänä ole-
C\J
Λ vaan Päähän ja Pidetään siellä. Vastaavasti männän 110 siirtyessä mäntää ° 108 ylemmäksi sylinterirakenteen 100 kiertoliikkeen takia mäntämekanismi 106 30 siirretään ennalta määrättynä hetkenä sylinterirakenteen 100 ylempänä ole-| vaan päähän ja pidetään siellä. Sylinterirakenteen 100 pään korkeus tai ylhääl- ^ lä olo ja mäntien 108, 110 ylhäällä olo ja ylemmyys suhteessa toisiinsa voi- g daan määrittää esimerkiksi niiden etäisyydestä maapallon keskipisteeseen tai ^ korkeudesta merenpinnan tasoon nähden. Vastaavasti ylhäällä olo tai alhaalla ^ 35 olo voidaan määrittää nesteen 150 pinnasta siten, että mitä lähempänä nes teen pintaa ollaan nesteen sisällä, sitä ylempänä ollaan. Samalla tavalla tar- 4 kasteltava kohde on sitä alempana mitä kauempana nesteen 150 pinnasta ollaan nesteen 150 sisällä. Toista ylempänä oleva kohde on lähempänä nesteen 150 pintaa kuin toinen kohde.
Mäntämekanismi 106 voidaan pitää paikallaan sylinterirakenteen 5 100 päässä esimerkiksi lukitsemalla mäntämekanismi 106 lukitusosalla 152 paikalleen.
Mäntämekanismi 106 on sylinterirakenteen 100 ylimmässä mahdollisessa asennossaan silloin, kun sylinterirakenne 100 on pystyssä. Koska mäntä 108 tai 110 on sylinterirakenteen 100 ylimmässä osassa siinä päässä, joka 10 on myös nesteessä 150 ylimpänä, sylinterirakenteen 100 ylhäällä oleva pää lähtee painumaan alas nesteessä 150, koska männän 108 (vaihtoehtoisesti 110) aiheuttama vääntömomentti tukipisteen suhteen on isompi kuin sylinteri-rakenteen 100 vastakkaisen pään männän 110 (vaihtoehtoisesti 108) vääntö-momentti. Tukipiste on kullakin hetkellä ylemmässä kytkemisosassa 122 (tai 15 120). Vääntömomentti sylinterirakenteen 100 ylhäällä olevassa päässä on suu rempi sen takia, että sylinterirakenteen 100 ylhäällä olevassa päässä oleva mäntä 108 (vaihtoehtoisesti 110) on kauempana tukipisteestä kuin vastakkaisen pään mäntä 110 (vaihtoehtoisesti 108). Sylinterirakenteen 100 ylhäällä olevassa päässä oleva mäntä 108 (vaihtoehtoisesti 110) on kauempana tuki-20 pisteestä sen takia, että mäntärakenne 106 siirtyy sylinterirakenteen 100 liikkeen aikana aina ylimpään asentoonsa. Tällöin jompikumpi mäntä 108, 110 on sylinterirakenteen 100 sisällä ylimmässä asennossaan ja siten kauimpana tukipisteestä, kun sylinterirakenteen 100 jompikumpi pää on ylhäällä.
Lukitusosa 152 voi olla kiinni sylinterirakenteen 100 sisäpinnassa ja 25 voi esimerkiksi työntää ulokkeen mäntää 108, 110 päin, jolloin mäntämeka-nismin 106 liike estyy. Vaihtoehtoisesti tai lisäksi lukitusosa 152 voi olla kiinni
CO
5 männässä 108, 110 tai muualla mäntämekanismissa 106, ja lukitusosa 152 voi
C\J
^ esimerkiksi työntää ulokkeen sylinterirakennetta 100 päin, jolloin mäntämeka- ° nismin 106 liike estyy. Lukituksen avaaminen voidaan suorittaa vetämällä ulo- 00 30 kettä vastakkaiseen suuntaan kuin lukituksessa. Lukitusosa 152 voi käsittää | moottorin mekaanisen liikkeen aikaansaamiseksi lukitusta ja lukituksen avaa- ^ mistä varten, tai lukitusosa 152 voi käsittää mekanismin, joka välittää energiaa g lukitusta ja lukituksen avausta varten sylinterirakenteen 100 liikkeestä. Luki- ^ tusosan 152 moottori voi saada energiansa laitteen ulkopuolisesta lähteestä.
00 35 Moottori voi olla sähkömoottori, ja energia voi olla sähköenergiaa, joka voi tulla esimerkiksi akusta, paikallisesta generaattorista tai yleisestä sähköverkosta.
5
Lukitusosan 152 lukitus voi perustua mekaanisen ratkaisun sijaan tai lisäksi myös magnetismiin, jolloin lukitusosa 152 lukitsee mäntärakenteen 106 paikalleen suhteessa sylinterirakenteeseen 100 magneettisen vetovoiman avulla. Lukitusosan 152 magneetti voi olla sähkömagneetti, joka saa energian-5 sa esimerkiksi akusta, paikallisesta generaattorista tai yleisestä sähköverkosta. Sähkömagneetin sähkökenttä voidaan kytkeä päälle ja pois päältä mäntäme-kanismin 106 liikkumisen estämiseksi ja mahdollistamiseksi.
Laite käsittää tiivisteen 140 männän 108, 110 ja sylinterirakenteen 100 sisäpinnan välillä nesteen 150 pääsyn estämiseksi sylinterirakenteen 100 10 sisätilaan 136.
Eräässä toimintamuodossa ainakin yhden sylinterirakenteen 100 kumpikin pää käsittää ennalta määrätyltä pituudelta kavennetun osan 102. Kummankin pään mäntä 108, 110 puolestaan käsittää kavennetun kärjen 130, joka on sovitettu liikkumaan sylinterirakenteen 100 kavennetussa osassa 102. 15 Laite käsittää tiivisteen 140 männän 108, 110 kärjen 130 ja kavennetun osan 102 välillä nesteen 150 pääsyn estämiseksi sylinterirakenteen 100 sisään.
Mäntämekanismi 106 voi liikkua ylöspäin sylinterirakenteen 100 pituusakselin 80 suunnassa nesteen 150 paineen vaikutuksesta. Tällöin lukituksesta avattu mäntämekanismi 106 on alapäästään kosketuksissa nesteen 150 20 kanssa, joka työntää mäntämekanismia 106 ylöspäin. Mäntämekanismin 106 tiheys on pienempi kuin sen kanssa kosketuksissa olevan nesteen 150. Mäntämekanismin 106 tiheys voi tarkoittaa esimerkiksi keskimääräistä tiheyttä.
Vaihtoehtoisesti tai lisäksi laite käsittää liikutusmekanismin 154, joka voi liikuttaa mäntämekanismia 106 ylöspäin sylinterirakenteen 100 pituusakse-25 Iin 80 suunnassa. Liikutusmekanismi 154 voi käsittää moottorin, joka voi olla esimerkiksi sähkömoottori. Liikutusmekanismi 154 voi käsittää myös hammas-5 rattaan ja hammastetun vastakappaleen mäntämekanismin 106 liikuttamiseksi
C\J
^ moottorin voimalla. Moottori voidaan ohjata liikuttamaan mäntämekanismia ^ 106 synkronisesti sylinterirakenteen 100 pyörähdysliikkeen kanssa. Moottori 30 voi olla sähkömoottori, ja energia voi olla sähköenergiaa, joka voi tulla esimer-| kiksi akusta, paikallisesta generaattorista tai yleisestä sähköverkosta.
^ Eräässä suoritusmuodossa sylinterirakenteen 100 kavennetun osan g 102 ja männän 108, 110 kaventamattoman osan 132 välissä voi olla vaihtele- ^ van kokoinen tila 134, joka voi mäntämekanismin 106 liikkeen takia olla pie- 00 35 nimmillään mäntämekanismin 106 ollessa yläasennossaan ja suurimmillaan mäntämekanismin 106 ollessa ala-asennossaan.
6
Sylinterirakenteen 100 liitoskohta 156 akselin 148 kanssa ei kytke sylinterirakennetta 100 ja akselia 148 kiinteästi toisiinsa, vaan sylinterirakenne 100 ja akseli 148 voivat liikkua toistensa suhteen ennalta määrätyissä rajoissa. Esimerkiksi sylinterirakenteessa 100 on akselin 148 kohdalla akselin 148 ko-5 koa suurempi reikä. Kuitenkin sylinterirakenne 100 ja akseli 148 ovat nesteen 150 suhteen tiiviitä, joten neste 150 ei pääse virtaamaan sylinterirakenteen 100 sisään liitoskohdasta 156. Tällainen sylinterirakenteen 100 ja akselin 148 välinen irrallisuus mahdollistaa kiinnitysmekanismin 104 toiminnan.
Kuvio 1B esittää suoritusmuotoa, jossa sylinterirakenteen 100 päis-10 sä on lisäkaasutila 146, jossa voi olla esimerkiksi ilmaa. Sylinterirakenne 100 voi näin saada vääntövoimansa mäntien 108, 110 painosta, ilmatilasta 134 ja lisäilmatilasta 146. Kuvio 1B esittää myös suoritusmuotoa, jossa käytössä on mäntämekanismi 106, jonka päät muodostavat männät 108, 110. Varsinaista männistä 108, 110 erottuvaa rakennetta ei tarvita. Mäntämekanismi 106 on 15 sen verran lyhyempi kuin sylinterirakenne 100, että se voi liikkua sylinterirakenteen 100 sisällä samalla tavalla kuin varsinaiset kaksimäntäiset suoritusmuodotkin. Toisaalta mäntämekanismin 106 päitä voi pitää myös mäntinä 108, 110.
Kuvio 2A esittää erästä suoritusmuotoa, jossa sylinterirakenne 100 20 voi käsittää ainakin yhden kaasujohtimen 144 yhdistää vaihtelevan kokoinen tila 134 ja mäntien 108, 110 välinen tila 136 toisiinsa kaasun virtauksen mahdollistamiseksi vaihtelevan kokoisen tilan 134 ja mäntien 108, 110 välisen tilan 136 välillä. Kaasujohtimen 144 yksi pää voi olla kytkettynä sylinterirakenteen 100 päätyosaan, jolloin se suuntautuu liitoskohdassaan yhdensuuntaisesti sy-25 linterirakenteen 100 pituusakselin 80 kanssa. Kaasujohtimen 144 toinen pää voi olla kytkettynä sylinterirakenteen 100 seinämään mäntien 108, 110 välisel-5 le alueelle, olivatpa männät 108, 110 missä kohdassa tahansa. Näin kaasujoh-
C\J
^ timen 144 aukko ei pienene männän lähestyessä sitä.
^ Kun mäntämekanismi 106 siirtyy ylöspäin, kaasu virtaa kaasujohti- 30 men 144 kautta vaihtelevan kokoiseen tilaan 134 sylinterirakenteen 100 ala-| päässä. Vastaavasti sylinterirakenteen yläpäässä vaihtelevan kokoinen tila ^ 134 pienenee ja tyhjenee kaasusta jopa kokonaan. Tällöin vaihtelevan kokoi- g sen tilan 134 kaasun noste nostaa sylinterirakenteen 100 alapäätä ylöspäin ^ nesteessä 150. Vastaavasti sylinterirakenteen 100 yläpään noste kaasun vai- 00 35 kutuksesta vähenee tai poistuu, joten sylinterirakenteen 100 yläpää lähtee pai- 7 numaan nesteessä 150 alaspäin. Näin sylinterirakenne 100 aloittaa tai jatkaa pyörähdysliikettä.
Kuvion 2B esittämässä eräässä suoritusmuodossa männät 108, 110 on voitu kytkeä toisiinsa painekaasulla, joka sijaitsee sylinterirakenteen 100 5 sisällä mäntien 108, 110 välisessä tilassa 136. Koska kyse on painekaasusta, joka ei puristu tai ei merkittävästi puristu kasaan, yhden männän 108 tai 110 liikuttaminen liikuttaa myös toista mäntää 110 tai 108. Tiivisteet 158 pitävät painekaasun mäntien 108, 110 välisessä tilassa 136. Kaasujohdin 144 voidaan tällöin tai muissakin tapauksissa kytkeä sylinterirakenteen 100 eri päiden tilo-10 jen 134 välille.
Eräässä suoritusmuodossa sylinterirakenne 100 voi käsittää kokoon puristumatonta, vaahdotettua polymeeriä mäntien 108, 110 välisessä tilassa 136. Koska polymeeri on puristumatonta, yhden männän 108 tai 110 liikuttaminen liikuttaa myös toista mäntää 110 tai 108.
15 Painekaasu ja vaahdotettu polymeeri voivat olla kevyempiä raken teita kuin metallitanko mäntien 108, 110 välissä.
Kaasu mäntien 108, 110 välissä voi olla esimerkiksi ilmaa tai heliumia näihin kuitenkaan rajoittumatta. Neste 150 voi olla vettä. Tällöin sylinteri-rakenteen 100 keskimääräinen tiheys pk voi olla esimerkiksi pienempi kuin ve-20 den tiheys pv mutta suurempi kuin ilman tiheys p, eli p, < pk < pv. Sylinterirakenteen 100 se puoli, joka on välillä kytkemisosasta 120, 122 sylinterirakenteen 100 päähän ja jossa mäntä 108, 110 on työntynyt vaihtelevan kokoiseen tilaan 134, on vettä tiheämpi, jotta kyseinen sylinterirakenteen 100 puoli painuu vedessä alaspäin. Vastaavasti sylinterirakenteen 100 se puoli, joka on välillä kyt-25 kemisosasta 120, 122 sylinterirakenteen 100 päähän ja jossa mäntä 108, 110 on vetäytynyt vaihtelevan kokoisesta tilasta 134 antaen tilaa kaasulle, on ti-5 heydeltään vettä pienempi, jotta kyseinen sylinterirakenteen 100 puoli nousee
C\J
^ vedessä ylöspäin.
° Eräässä suoritusmuodossa männät 108, 110 on voitu kytkeä toisiin- 00 30 sa kiinteän aineen rakenteella 142, jolloin männät 108, 110 liikkuvat samalla | tavalla yhtä aikaa.
^ Kuvio 3A esittää erästä suoritusmuotoa, jossa laite voi käsittää nes- g teeltä 150 suljetun kotelon 300. Kotelo 300 voi sisältää nestettä tai kaasua.
^ Kotelo 300 voi käsittää kotelon 300 läpäisevän ainakin yhden ontelon 302. Ku- 00 35 kin ontelo 302 voi täyttyä nesteellä 150 laitteen ollessa nesteen 150 sisällä, koska ontelon 302 päät ovat avoimet. Kukin sylinterirakenne 100 voidaan si- 8 joittaa eri onteloon 302, jolloin kunkin sylinterirakenteen 100 ympärillä voi olla nestettä 150 kotelon 300 sisällä. Kotelon 300 käyttö vähentää nesteen 150 aiheuttamaa vastusta, kun kukin sylinterirakenne 100 liikkuu. Sylinteriraken-teen 100 nuoli osoittaa pyörähdyssuuntaa.
5 Kuvio 3B esittää sektorimaista kotelon 300 onteloiden 302 muotoa.
Sektorimaiset ontelot 302 sisältävät nestettä 150. Lisäksi kuviossa 3B on kuvattu kaksi sylinterirakennetta 100 saman kotelon 300 sisällä eri onteloissa 302. Suljetuissa tiloissa 304, joihin ei kotelon 300 ulkopuolinen neste 150 pääse, voi olla nestettä 150. Onteloiden 302 aukko 306 voi olla sellainen, että nes-10 te 150 on kosketuksissa vain mäntämekanismin mäntien 108, 110 päiden kanssa. Onteloiden 302 aukko 306 voi myös olla sellainen, että kotelon 300 neste 150 on kosketuksissa ontelon 302 nesteen 150 kanssa. Tällöin neste 150 pääsee virtaamaan vapaasti ulos ontelosta 302 ja sisään onteloon 302.
Kuviossa 3C on esitetty suoritusmuoto, jossa kotelo 300 ei ulotu 15 mäntärakenteen 106 päihin asti.
Kuvio 3D esittää suoritusmuotoa, jossa sylinterirakenne 100 käsittää suljetun vaipan 310, jonka sisässä on nestettä 170. Neste 170 voi olla eri nestettä kuin sylinterirakenteen 100 ulkopuolinen neste 150. Neste 170 voi olla esimerkiksi elohopeaa tai muuta suuren tiheyden omaavaa nestettä. Tiivisteet 20 140 estävät nestettä 170 menemästä sylinterirakenteen 100 sisään mäntien 108, 110 kohdalta. Muutenkaan neste 170 ei pääse sylinterirakenteen 100 sisätilaan 136. Mäntämekanismi 106 on tiheydeltään sellainen, että se kelluu nesteessä 170. Kun sylinterirakenne 100 on pystyasennossa, mäntämekanismi 106 nousee yläasentoonsa sylinterirakenteen 100 sisällä. Tämä aiheuttaa 25 sen, sylinterirakenteen 100 nesteen 150 pintaa lähempänä oleva pää pyrkii painumaan alaspäin, ja nesteen 150 pohjaa lähempänä oleva pää pyrkii nou-5 semaan, mikä johtuu mäntämekanismin 106 sijainnista sylinterirakenteessa
C\J
^ 100 ja siitä seuraavasta väännöstä.
^ Kuvio 4 esittää erästä suoritusmuotoa, jolla laite kytketään muuhun 30 mekaniikkaan. Laite voi käsittää esimerkiksi hammaskehän 400, joka pyörittää | vaihdelaatikkoa 402. Vaihdelaatikko 402 voi puolestaan olla kytketty pump- ^ puun 404, joka voi olla esimerkiksi hydraulinen pumppu tai mäntäpumppu ja g joka syöttää energiaa ulos. Vastaavasti pumpulla 404 voidaan syöttää energi- ^ aa vaihdelaatikon 402 ja hammaskehän 400 kautta laitteeseen sen pyörittämi- 00 35 seksi. Vaihdelaatikkoa 402 ei välttämättä tarvita, vaan hammaskehä 400 voi suoraankin pyörittää pumppua 404. Esillä olevaa ratkaisua voidaan soveltaa 9 energian tuottamisessa ja muuntamisessa, nostimessa tai hydraulisen pumpun tai mäntäpumpun pyörittämisessä.
Esitetty laite voi tehdä nesteen sisässä työtä yksinkertaisella tavalla ilman nesteen sisään sijoitettavaa ja koko toiminnasta vastaavaa yhtä poltto-5 tai sähkömoottoria. Sen sijaan laitteen toiminta perustuu sylinterirakenteen 100 eri päiden välisen vääntömomentin muuttamiseen suhteessa tukipisteeseen, joka muuttuu kytkemisosien muutosten takia. Lisäksi toiminta nojaa sylinterira-kenteessa 100 tehtäviin mäntärakenteen 106 liikkeisiin ja kaasun siirtymiin eri osiin sylinterirakennetta 100.
10 Eräässä suoritusmuodossa kunkin sylinterirakenteen 100 liikettä monitoroidaan ja/tai ohjataan tietokoneohjatusti. Laite voi käsittää ainakin yhden anturin 450, joka mittaa sylinterirakenteiden pyörimistä tai keinuntaa. Anturi 450 voi olla esimerkiksi kiihtyvyysanturi. Kunkin anturin 450 tuottama signaali voidaan syöttää tietokoneeseen 452, joka voi ohjata toimilaitteiden, kuten 15 moottoreiden tai vastaavien toimintaa synkronisesti yhden tai useamman sylinterirakenteen 100 liikkeen mukaan. Tiedonsiirto voidaan suorittaa langallisesti tai langattomasti. Langaton tiedonsiirto voidaan suorittaa esimerkiksi ultraäänellä, optisesti tai jollain muulla sopivalla sähkömagneettisen säteilyn taajuudella. Näin kukin sylinterirakenne 100 voi liikkua ulkopuolisen voimanlähteen 20 avulla tai ilman varsinaista ulkopuolista voimanlähdettä. Tietokone 452 voi käsittää mikroprosessorin, muistia ja sopivan tietokoneohjelman.
Kuvio 5 esittää menetelmän vuokaaviota. Askeleessa 500 kytketään kiinnitysmekanismin 104 kytkemisosat 120, 122 vuorotellen sylinterirakentee-seen 100. Askeleessa 502 liikutetaan kutakin sylinterirakennetta 100 pyöräh-25 dyksen tai keinahduksen kaltaisesti kiinnitysmekanismin 104 kytkemisosan 120, 122 varassa kiinnitysmekanismin 104 ollessa kytketty tukirakenteeseen o 90. Edelleen sylinterirakenteen 100 pyörähtämis- tai keinumisliikettä varten
CvJ
^ askeleessa 504 kytketään, yhden kytkemisosan 120, 122 ollessa ennalta mää- ° rätyssä vaiheessa ylempänä kuin toinen kytkemisosa 120, 122, ylempänä ole- 00 30 va kytkemisosa 120, 122 sylinterirakenteeseen 100. Askeleessa 506 irrote-| taan, yhden kytkemisosan 120, 122 ollessa ennalta määrätyssä vaiheessa ^ ylempänä kuin toinen kytkemisosa 120, 122, alempana oleva kytkemisosa g 120, 122 sylinteri rakenteesta 100. Askeleessa 508 liikutetaan mäntämekanis- ^ min 106 mäntiä 108, 110 samansuuntaisesti sylinterirakenteen 100 sisällä sy- 00 35 linterirakenteen 100 pituusakselin 80 suunnassa synkronisesti kytkemisosien 120, 122 kytkemisen kanssa.
10
Esillä olevassa ratkaisussa voidaan myös soveltaa monia piirteitä, joita on kuvattu tarkemmin patenttihakemuksessa PCT/FI2010/050912.
Vaikka keksintöä on edellä selostettu viitaten oheisten piirustusten mukaisiin esimerkkeihin, on selvää, ettei keksintö ole rajoittunut niihin, vaan 5 sitä voidaan muunnella monin tavoin oheisten patenttivaatimusten puitteissa.
CO
δ
C\J
i
CVJ
o
CO
X
cc
CL
O) m δ
CVJ
Claims (16)
1. Nesteen sisällä käytettäväksi tarkoitettu laite, joka käsittää ainakin yhden sylinterirakenteen (100), kiinnitysmekanismin (104) ja mäntämeka-5 nismin (106) kunkin sylinterirakenteen (100) sisällä; kiinnitysmekanismi (104) käsittää kutakin sylinterirakennetta (100) varten kaksi kytkemisosaa (120, 122), jotka on sijoitettu sylinterirakenteen (100) painopisteen (82) eri puolille sylinterirakenteen (100) pituusakselin (80) suunnassa ja jotka sovitettu vuorotellen kytkeytymään sylinterirakenteeseen 10 (100), ja kiinnitysmekanismi (104) on sovitettu kytkemään kunkin sylinterira kenteen (100) tukirakenteeseen (90); mäntämekanismi (106) on lyhyempi kuin sylinterirakenne (100) ja mäntämekanismi (106) käsittää kaksi mäntää (108, 110), jotka sijaitsevat sylinterirakenteen (100) päissä, jotka on kytketty toisiinsa ja jotka estävät nesteen 15 (150) pääsyn mäntien (108, 110) väliseen tilaan (136); kiinnitysmekanismi (104) on sovitettu kytkettäväksi tukirakenteeseen (90), jonka varassa kukin sylinterirakenne (100) on sovitettu pyörähtämään tai keinumaan edestakaisin kytkemisosan (120, 122) tukemana, tunnettu siitä, että 20 sylinterirakenteen (100) pyörähtämis- tai keinumisliikettä varten yhden kytkemisosan (120, 122) ollessa ennalta määrätyssä vaiheessa ylempänä kuin toinen kytkemisosa (120, 122) ylempänä oleva kytkemisosa (120, 122) on sovitettu kytkeytymään kiinni sylinteri-rakenteeseen (100) ja toinen kytkemisosa (120, 122) sovitettu irrottau-25 tumaan kytkennästä sylinterirakenteeseen (100); ja mäntämekanismin (106) männät (108, 110) on sovitettu liik-5 kumaan samansuuntaisesti sylinterirakenteen (100) sisällä sylinterira- C\J ^ kenteen (100) pituusakselin (80) suunnassa synkronisesti kytke- ^ misosien (120, 122) kytkemisen kanssa. g 30
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että lai- CL te käsittää ainakin yhden sylinterirakenteen (100), jonka kumpikin pää käsittää vJ ^ ennalta määrätyltä pituudelta kavennetun osan (102); kukin mäntä (108, 110) m ^ käsittää kavennetun kärjen (130), joka on sovitettu liikkumaan sylinteriraken- ° teen (100) kavennetussa osassa (102); ja laite käsittää tiivisteen (140) männän 35 (108, 110) kärjen (130) ja kavennetun osan (102) välillä nesteen (150) pääsyn estämiseksi mäntien (108, 110) väliseen tilaan (136).
3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että kukin mäntämekanismi (106) on sovitettu liikkumaan ylöspäin sylinterirakenteen (100) pituusakselin (80) suunnassa nesteen (150) paineen vaikutuksesta.
4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että lai-5 te käsittää liikutusmekanismin (154), joka on sovitettu liikuttamaan kutakin mäntämekanismia (106) ylöspäin sylinterirakenteen (100) pituusakselin (80) suunnassa.
5. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että sylinterirakenteen (100) kavennetun osan (102) ja männän (108, 110) kaventa- 10 mattoman osan (132) välissä on vaihtelevan kokoinen tila (134), joka on sovitettu mäntämekanismin (106) liikkeen takia olemaan pienimmillään mäntäme-kanismin (106) ollessa yläasennossaan ja suurimmillaan mäntämekanismin (106) ollessa ala-asennossaan.
6. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että sy-15 linterirakenne (100) käsittää ainakin yhden kaasujohtimen (144), joka yhdistää vaihtelevan kokoisen tilan (134) ja mäntien (108, 110) välisen tilan (136) toisiinsa kaasun virtauksen mahdollistamiseksi vaihtelevan kokoisen tilan (134) ja mäntien (108, 110) välisen tilan (136) välillä.
7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että 20 männät (108, 110) on kytketty toisiinsa painekaasulla, joka sijaitsee sylinterirakenteen (100) sisällä mäntien (108, 110) välisessä tilassa (136).
8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että sy- co linterirakenne (100) käsittää kokoon puristumatonta, vaahdotettua polymeeriä ^ mäntien (108, 110) välisessä tilassa (136). i CVJ ° 25
9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että CO männät (108, 110) on kytketty toisiinsa kiinteän aineen rakenteella (142). CC CL
10. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että vJ ^ laite käsittää nesteeltä (150) suljetun kotelon (300), joka sisältää kaasua; m o kotelo (300) käsittää kotelon (300) läpäisevän ainakin yhden ontelon 30 (302); kukin ontelo (302) on sovitettu täyttymään nesteellä (150) laitteen ollessa nesteen (150) sisällä; kukin sylinterirakenne (100) on sovitettu sijoitettavaksi eri onteloon (302), jolloin kukin sylinterirakenne (100) on ympäröitävissä nesteellä (150) 5 ollessaan kotelon (300) sisällä.
11. Menetelmä liikkeen aikaansaamiseksi nesteen sisään tarkoitetussa laitteessa, joka käsittää ainakin yhden sylinterirakenteen (100), kiinnitysmekanismin (104) ja mäntämekanismin (106) kunkin sylinterirakenteen (100) sisällä; 10 kiinnitysmekanismi (104) käsittää kutakin sylinterirakennetta (100) varten kaksi kytkemisosaa (120, 122), jotka on sijoitettu mäntämekanismitto-man sylinterirakenteen (100) painopisteen (82) eri puolille sylinterirakenteen (100) pituusakselin (80) suunnassa; mäntämekanismi (106) on lyhyempi kuin sylinterirakenne (100) ja 15 mäntämekanismi (106) käsittää kaksi mäntää (108, 110), jotka sijaitsevat sylinterirakenteen (100) päissä, jotka on kytketty toisiinsa ja jotka estävät nesteen (150) pääsyn mäntien (108, 110) väliseen tilaan (136); kukin sylinterirakenne (100) on kytketty kiinnitysmekanismilla (104) tukirakenteeseen (90); ja menetelmässä 20 kytketään (500) kiinnitysmekanismin (104) kytkemisosat (120, 122) vuorotellen sylinterirakenteeseen (100); liikutetaan (502) kutakin sylinterirakennetta (100) pyörähdyksen tai keinahduksen kaltaisesti kiinnitysmekanismin (104) kytkemisosan (120, 122) varassa kiinnitysmekanismin (104) ollessa kytketty tukirakenteeseen (90), 25 tunnettu siitä, että ” sylinterirakenteen (100) pyörähtämis- tai keinumisliikettä varten o ™ kytketään (504), yhden kytkemisosan (120, 122) ollessa en- o naita määrätyssä vaiheessa ylempänä kuin toinen kytkemisosa (120, $2 122), ylempänä oleva kytkemisosa (120, 122) sylinterirakenteeseen x 30 (100); irrotetaan (506), yhden kytkemisosan (120, 122) ollessa en-naita määrätyssä vaiheessa ylempänä kuin toinen kytkemisosa (120, LO ^ 122), alempana oleva kytkemisosa (120, 122) sylinterirakenteesta (100); ja 35 liikutetaan (508) mäntämekanismin (106) mäntiä (108, 110) samansuuntaisesti sylinterirakenteen (100) sisällä sylinterirakenteen (100) pituusakselin (80) suunnassa synkronisesti kytkemisosien (120, 122) kytkemisen kanssa.
12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 5 liikutetaan kunkin männän (108, 110) kavennettua kärkeä (130) sy- linterirakenteen (100) kavennetussa osassa (102); ja estetään männän (108, 110) kärjen (130) ja kavennetun osan (102) välissä olevalla tiivisteellä (140) nesteen (150) pääsy mäntien (108, 110) väliseen tilaan (136).
13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen menetelmä, tunnettu siilo tä, että liikutetaan kutakin mäntämekanismia (106) ylöspäin sylinterirakenteen (100) pituusakselin (80) suunnassa nesteen (150) paineen vaikutuksella.
14. Patenttivaatimuksen 12 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että liikutetaan kutakin mäntämekanismia (106) ylöspäin sylinterirakenteen (100) pituusakselin (80) suunnassa liikutusmekanismilla (154).
15. Patenttivaatimuksen 12 mukainen menetelmä, tunnettu sii tä, että pienennetään pienimmilleen sylinterirakenteen (100) kavennetun osan (102) ja männän (108, 110) kaventamattoman osan (132) välissä oleva vaihte-levan kokoinen tila (134) siirtämällä mäntämekanismi (106) yläasentoonsa ja suurennetaan mainittu vaihtelevan kokoinen tila (134) suurimmilleen siirtämällä 20 mäntämekanismi (106) ala-asentoonsa mäntämekanismin (106) liikkeellä.
16. Patenttivaatimuksen 12 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että siirretään kaasua sylinterirakenteen (100) ainakin yhdellä kaasujohti- co mella (144) vaihtelevan kokoisen tilan (134) ja mäntien (108, 110) välisen tilan § (136) välillä. i CVJ o CO X cc CL O) m δ CVJ
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20115944A FI123408B (fi) | 2011-09-28 | 2011-09-28 | Nesteen sisässä käytettäväksi tarkoitettu laite ja menetelmä liikkeen aikaansaamiseksi |
| PCT/FI2012/050878 WO2013045755A1 (en) | 2011-09-28 | 2012-09-11 | Cylinder structure moving in liquid |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20115944A FI123408B (fi) | 2011-09-28 | 2011-09-28 | Nesteen sisässä käytettäväksi tarkoitettu laite ja menetelmä liikkeen aikaansaamiseksi |
| FI20115944 | 2011-09-28 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI20115944A0 FI20115944A0 (fi) | 2011-09-28 |
| FI123408B true FI123408B (fi) | 2013-03-28 |
Family
ID=44718849
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI20115944A FI123408B (fi) | 2011-09-28 | 2011-09-28 | Nesteen sisässä käytettäväksi tarkoitettu laite ja menetelmä liikkeen aikaansaamiseksi |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| FI (1) | FI123408B (fi) |
| WO (1) | WO2013045755A1 (fi) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103410687B (zh) * | 2013-08-27 | 2016-01-06 | 陈拓 | 节能型液体重力发电系统 |
| WO2017186193A1 (es) * | 2016-04-27 | 2017-11-02 | Quevedo Bonilla Carlos Andrés | Motor hidrodinámico de empuje y gravedad y método de generación de movimiento a partir del motor |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB191311516A (en) * | 1913-05-17 | 1914-05-14 | Georges Justin Joseph Legrand | An Improved Hydro-atmospheric Motor for Weight Displacement. |
| JPS56162276A (en) * | 1980-05-17 | 1981-12-14 | Ryoi Kitahira | Buoyancy prime mover |
| DE10139041A1 (de) * | 2001-08-08 | 2003-03-06 | Johann Weinzierl | Drehmoment-Erzeugungsvorrichtung |
| JP3105668U (ja) * | 2003-08-22 | 2004-11-25 | 株式会社日本パイプコンベヤ研究所 | 動力発生装置 |
| WO2011061391A1 (en) * | 2009-11-19 | 2011-05-26 | Juhani Korhonen | Cylinder structure moving in fluid |
-
2011
- 2011-09-28 FI FI20115944A patent/FI123408B/fi not_active IP Right Cessation
-
2012
- 2012-09-11 WO PCT/FI2012/050878 patent/WO2013045755A1/en active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2013045755A1 (en) | 2013-04-04 |
| FI20115944A0 (fi) | 2011-09-28 |
| WO2013045755A9 (en) | 2013-07-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7765804B2 (en) | Hydraulic motor using buoyant and gravitational forces to generate kinetic energy | |
| US8011182B2 (en) | Vertical gravity/buoyancy power generator | |
| JP5525542B2 (ja) | 水波エネルギを電気エネルギに変換するシステム | |
| US8919111B2 (en) | Device for obtaining internal energy from liquid by utilizing buoyancy and method therefor | |
| US6018947A (en) | System and process for recovering energy from a compressed gas | |
| FI123408B (fi) | Nesteen sisässä käytettäväksi tarkoitettu laite ja menetelmä liikkeen aikaansaamiseksi | |
| CN105697221B (zh) | 水母型潮汐涌浪发电装置 | |
| US20120193920A1 (en) | Tidal power generating module and tidal power generation method using the same | |
| KR20140004454A (ko) | 공기의 팽창성과 압축성을 이용한 동력발생장치 | |
| WO2011061391A1 (en) | Cylinder structure moving in fluid | |
| US20100313563A1 (en) | Hydraulic engine | |
| CN110594082B (zh) | 一种振荡浮子式发电系统 | |
| AU2009213031A1 (en) | Tideway anchor | |
| WO2011120532A1 (en) | New unlimited/clean source of energy invention | |
| FR2917138A1 (fr) | Dispositif de production d'energie a deux forces permanentes a partir d'une situation beneficiant d'un niveau d'eau haut et bas | |
| CN115262619B (zh) | 一种装配式海洋工程专用吸力式沉箱基础结构 | |
| JP2018028275A (ja) | 発電機用駆動装置 | |
| RU59745U1 (ru) | Экологичный двигатель | |
| CN212200421U (zh) | 液压打桩锤 | |
| CN118224058B (zh) | 一种高效集成式温差能驱动深海探测装置及其工作方法 | |
| KR20100001562U (ko) | 부력을 이용한 동력발생장치 | |
| CN209637743U (zh) | 一种采油螺杆泵的管柱密封压力试验限位器 | |
| FI123911B (fi) | Akselin ympäri kiertyvä painorakennelaite ja menetelmä akselin ympäri kiertyvää painorakennelaitetta varten | |
| WO2020090490A1 (ja) | 動揺エネルギー変換装置 | |
| RU2390802C1 (ru) | Скважинный имплозивный источник сейсмических колебаний |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG | Patent granted |
Ref document number: 123408 Country of ref document: FI Kind code of ref document: B |
|
| MM | Patent lapsed |