RU2003830C1 - Пневмодвигатель - Google Patents

Abstract

Использование: в энергетике. Сущность изобретени : в заполненной жидкостью емкости размещены в ее верхней и нижней част х приводные колеса Колеса охвачены бесконечным рабочим органом . Колоколообразные поплавки закреплены на рабочем органе. Источник сжатого газа подключен к емкости в нижней части с возможностью заполнени  газом внутренней полости каждого поплавка при его нахождении в нижней части емкости. Две вертикальные направл ющие расположены с зазором у боковых стенок емкости. Рабочий орган выполнен в виде-двух параллельных цепей или канатов и размещен с возможностью перемещени  поплавков в зазорах Каждый поплавок снабжен Закрепленной внутри трубой и расположенной в ней осью, шарнмрно св занной концами с цеп ми или канатами. В нижней части емкости напротив зоны погружени  поплавков выполнена бокова  ниша В случае выполнени  рабочего органа в виде канатов он снабжен жесткими стержн ми, закрепленными концами на канатах На приводных колесах выполнены радиальные прорези с возможностью вхождени  в них стержней. 2 ид

Description

Изобретение относитс  к энергетике и может быть использовано дл  обеспечени  потребителей энергией, запасенной в воде и воздухе.

известны пневмодвигатели поршневого типа, содержащие цилиндр и поршень , в которых теплота, запасенна  в воздухе, не используетс , а наоборот отбираетс , а КПД таких двигателей не превышает 0,6.

Известны также пневмодвигатели турбинного типа, содержащие газовую турбину , соединенную с источником сжатого газа. Но и эти пневмодвигатели не используют теплоту, запасенную в-воздухе.

Известна установка (см. за вку ФРГ № 2408682, кл. F 03 В 17/00, 1975), прин та  за прототип, содержаща  заполненный водой корпус с размещенным в нем рабочим органом, представл ющим бесконечную цепь с закрепленными на ней колоколооб- разными поплавками и взаимодействующим с генератором электрической энергии. В прототипе не разработаны расчетные формулы дл  определени  действующего объема воздуха, первоначально подаваемого в поплавок, а это не позвол ет определ ть параметры двигател  и приводит к снижению КПД за счет невозможности извлечени  теплоты,запасенной в воде и воздухе .

Целью изобретени   вл етс  повышение КПД пневмогидродвигател  за счет извлечени  теплоты, запасенной в воде и воздухе,

В предложенном пневмогидродвигате- ле существенно то, что объем сжатого воздуха в поплавке определ етс  из соотношени 

Уд - VM(1 + 0.5P) (1 + ),.

где Уд - объем сжатого воздуха в поплавке;

Уи - объем сжатого воздуха при первоначальном заполнении и абсолютном давлении;

Р - коэффициент увеличени  давлени  в зависимости от глубины погружени  поплавка;

t - температура воды;

ti -температура воздуха. а энергоизвлекающие свойства обусловлены следующими факторами,

1. Закон Архимеда рассматриваетс  как следствие закона сохранени  энергии (за возникновением любой силы стоит энерги ), когда выталкивающа  сила при равных температурах жидкости и тела рассматриваетс  как следствие действи  разности затрат энергии на создание или фазовый

переход из одного состо ни  в другое с изменением плотностей взаимодействующих хшдкости и газа и котора  определ ет степень плавучести - положительную, когда

выталкивающа  сила больше силы вт гивани , нулевую, когда сила выталкивани  и сила вт гивани  равны, и отрицательную, когда сила выталкивани  меньше силы вт гивани .

0 Формула закона Архимеда предлагаетс  в следующей редакции.

На тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающа  сила, определ ема  разностью затрат энергии на создание жид5 кости и тела или на переход в иное агрегатное состо ние, сопровождающеес  изменением плотностей, а также количест- - вом энергии, саккумулированной жидкостью и телом в пределах температур

0 образовани  или перехода в иное агрегатное состо ние (растопление, затвердевание , газообразование).

2.Выталкивающа  сила, действующа  на подведенный под столб воды или иной

5 жидкости начальный объем газа или воздуха и обладающа  положительной плавучестью больше силы, необходимой дл  преодолени  давлени  над напорным патрубком источника сжатого газа на величину силы,

0 обеспечивающей положительную плавучесть .

3.Выталкивающа  сила, действующа  на обладающий положительной плавучестью объем газа, подведенный под столб

5 воды при равных температурах воды и газа, увеличиваетс  по мере всплыти  и уменьшени  давлени  над ним с увеличением объема газа на величину первоначального объема через каждые 10 м всплыти  (1 ат).

0 4. Выталкивающа  сила увеличиваетс  практически при неизменной плотности воды в пределах температур от 0 до 100°С тогда как газ увеличивает свой объем в несжимаемой среде воды на 1/273 первона5 чального объема на каждый градус повышени  температуры, т.е. мен ет плотность в зависимости от количества затраченной энергии интенсивнее воды, сопровожда сь отбором теплоты от воды и

0 наруша  равновесие энергопотенциэлов воды и воздуха, и наблюдаетс , когда есть разность температур воды и воздуха, подтвержда  закон Архимеда как следствие закона сохранени  энергии.

5 5. Выталкивающа  сила увеличиваетс , т.к. подвод практически происходит в изолированной системе воды (адиабатный процесс ), когда при падении давлени  на 1 ат происходит понижение температуры воздуха примерно на 24°С, т.е. воздух всегда подаетс  под воду с температурой ниже температуры воды, что позвол ет извлекать энергию при равных температурах воды и воздуха, близких к 0°С. При этом отбор теплоты происходит при посто нной температуре воды.

6. Выталкивэюа1а  сила увеличиваетс  до 40% при равных начальных температурах воды и ооздуха, когда система охлаждени  компрессора подключена к лневмогидродвигателю, в этом случае возвращаетс  теплота, отобранна  у воздуха при сжатии (изотермный КПД компрессора не превышает 0,6),

На фиг. 1 изображена схема пневмогид- родвигател : на фиг.2 - разрез А-А на фиг. 1.

Изобретение осуществл етс  следующим образом.

Пневмогидродвигатель включает источник сжатого воздуха, соединенный трубопроводом 1 через вентиль 2 с колоколообраэными поплавками 3, имеющими запас полезного обьема, шарнирно закрепленными на цеп х или канатах 4, взаимодействующих с зубчатыми колесами 5, причем цепь с поплавками помещена в направл ющую часть, образованную пластинами 6. Если вместо цепи применен канат, то на нем закреплены холостые оси 7, выполн ющие функцию звеньев цели, а зубчатые колеса, свободно вращающиес  на ос х 8, жестко закрепленных в стенках шахты или башни, заполненных водой или иной жидкостью, через шестерню 9 и паразитную шестерню 10 соединены с промежуточной передачей 11 генератора 12 электрической энергии. При этом направл ющими поплавков служат стенки шахты 13 и параллельные ей пластины 14, а шахта имеет в верхней части разгрузочную расширенную часть 15. а в нижней части - две ниши 16.

Воздух из источника сжатого воздуха по трубопроводу 1 через вентиль 2 поступает

под колоко/юобразные поплавки 3. Поплавки начинают есплызать, выт гива  цепь и,in канат 4. призод  во вращение зубчаты ко леса 5. Поплавки всплывают в нлправл ю- 5 щей части, образованной пластинами 6, при этом, име  запас полезного объема, наход щийс  в поплавке воздух по мере всплыти  и падени  давлени  вод ного столба, расшир  сь , заполн ет этот объем, увеличива 

0 подъемную силу. Если вместо цепи применен канат, то на нем закреплены холослые оси 7, выполн ющие функцию звеньев цет/ Зубчатые колеса свободно вращаютс  ко ос х 8, жестко закрепленных в стенках шах5 ты или башни, и через шестерню 9 и паразитную шестерню 10 передают вращение на ось промежуточной передачи 11 генератора 12 электрической энергии, при этом при погружении поплавков направл ющими слу0 жат стенки направл ющей ч-чсти 13 -л направл ющие пластины 14. Вытесненна  при заполнении поплавков жидкость разгп взетс  тонким слоем е расширенной разгрузочной части 15, а сменившие направление

5 движени  на обрэтно.з поплавки освобождаютс  от воздуха ниже уровн  жидкости и заполн ютс  ей, а в нижней части 16, представл ющей две противоположные ьчши, разворачиваютс  в обратном направлен.

0 и вход т в направл ющую часть, соприкаса сь между собой, пои этом площадь входа воздуха увеличиваетс  вдвое, что уменьшает потери воздуха и облегчает заполнение поплавков воздухом.

5

Технико-экономическа  эффективность выражаетс  в извлечении практически неисчерпаемого источника энергии, легко доступного и экологически чистого, как

0 энерги , запасенна  в воде и воздухе.

(56) Патент Великобритании КЬ 2190965, кл F 03 В 17/02, 1987.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   ПНЕВМОДВИГАТЕЛЬ, содержащий заполненную жидкостью емкость, размещенные s ее верхней и нижней част х приводные колеса, охваченные бесконечным рабочим органом, колохолообразные поплавки, закрепленные на рабочем органе , и источник сжатого газа, подключенный к емкости в ее нижней части с возможностью заполнени  газом внутренней полости каждого поплавка при его нахождении s нижней части емкости, отличающейс  тем, что. с целью повышени  мощности двигател  за счет извлече

   ни  энергии, запасенной в воде ч воздухе, пкевмидвигатель снабжен двум  вертикальными направл ющими, расположенными с зазором у боковых стенок емкости,

   рабочий орган выполнен е виде двух параллельных цепей или канатов и размещен с возможностью перемещени  поплавков в зазорах, каждый из поплавков снабжен Закрепленной внутри него трубой и расположенной в ней осью, шарнирно се з ниой концами с цеп ми или канатами, а п нижней ч сти емкости напротив зоны погружени  поплавков выполнена бокова  ниша, при этом в случае выполнени  рабочею органа в виде канатов он снабжен стержн ми, закрепленными концами на канатах, а на приводных колесах выполне&Ј/€ . /

   ны радиальные прорези с возможностью вхождени  в них стержней.

   &

   О /

   Г7

   /4-4

   7. r

   рг/&2