RU2206786C1 - Motor for converting energy of fluid medium - Google Patents

Motor for converting energy of fluid medium Download PDF

Info

Publication number
RU2206786C1
RU2206786C1 RU2002107470/06A RU2002107470A RU2206786C1 RU 2206786 C1 RU2206786 C1 RU 2206786C1 RU 2002107470/06 A RU2002107470/06 A RU 2002107470/06A RU 2002107470 A RU2002107470 A RU 2002107470A RU 2206786 C1 RU2206786 C1 RU 2206786C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
flow
blades
energy
shafts
flexible chain
Prior art date
Application number
RU2002107470/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.Ф. Орлов
И.А. Каменщиков
Original Assignee
Орлов Виктор Федорович
Каменщиков Игорь Александрович
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 Орлов Виктор Федорович, Каменщиков Игорь Александрович filed Critical Орлов Виктор Федорович
Priority to RU2002107470/06A priority Critical patent/RU2206786C1/en
Priority to PCT/RU2003/000115 priority patent/WO2003081028A1/en
Priority to AU2003221240A priority patent/AU2003221240A1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2206786C1 publication Critical patent/RU2206786C1/en

Links

Images

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
    • F03B17/06—Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head"
    • F03B17/062—Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head" with rotation axis substantially at right angle to flow direction
    • F03B17/065—Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head" with rotation axis substantially at right angle to flow direction the flow engaging parts having a cyclic movement relative to the rotor during its rotation
    • F03B17/066—Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head" with rotation axis substantially at right angle to flow direction the flow engaging parts having a cyclic movement relative to the rotor during its rotation and a rotor of the endless-chain type
    • 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
    • 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
    • Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)
  • Hydraulic Turbines (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)

Abstract

FIELD: power engineering. SUBSTANCE: motor is designed for converting energy of water or air flow into electric energy. Proposed motor is dipped in fluid medium in direction of flow and it contains working member is form of endless flexible chain passed over sheaves rigidly coupled with shafts one of which being power takeoff shaft, and blades arranged square to direction of flow and made for folding in book-like manner relative to axle coupled with endless flexible chain and opening under head of medium flow. Endless flexible chain is made in form of flexible elements enclosing sheaves on ends of shafts and interconnected by front rod to which axle of blades is connected and brace is installed one end of which is secured square to center of cross of blade axes and other end is connected for free longitudinal displacement rear link connecting flexible members. The latter can be made in form of cables. EFFECT: provision of most complete conversion of flow energy. 3 dwg

Description

Изобретение предназначено для преобразования энергии текущей среды в электрическую и относится к гидроэнергетике, например, рек, приливно-отливных и др. течений, а также энергии перемещения воздушных масс в электрическую или механическую для вращения различных устройств. The invention is intended to convert the energy of the current medium into electrical energy and relates to hydropower, for example, rivers, tidal and other flows, as well as the energy of movement of air masses into electrical or mechanical for rotation of various devices.

Известно устройство для преобразования энергии текущей среды, выполненное в виде двигателя для утилизации энергии текущей среды, погруженного в последнюю поперек сечения потока и имеющего рабочий орган в виде бесконечной цепи гибких элементов с рабочими ветвями, охватывающими шкивы и снабженные лопастями, расположенными под углом по направлению потока текущей среды (SU 1810598). A device for converting the energy of the current medium, made in the form of an engine for utilizing the energy of the current medium, immersed in the last cross section of the flow and having a working body in the form of an endless chain of flexible elements with working branches, covering pulleys and equipped with blades located at an angle in the direction of flow current environment (SU 1810598).

Недостатками известного устройства является то, что занимаемое достаточную площадь устройство мешает возможному движению судов, имеет сложный механизм с множеством деталей, что снижает надежность работы, открытое движение верхних лопастей может тормозиться встречным ветром, снижая КПД, а также проблематичность эксплуатации в зимнее время. The disadvantages of the known device is that the device occupies a sufficient area prevents the possible movement of ships, has a complex mechanism with many details, which reduces the reliability of the operation, the open movement of the upper blades can be inhibited by the headwind, reducing efficiency, as well as the difficulty of operation in winter.

Известен двигатель для утилизации энергии текущей среды, погруженный в последнюю вдоль течения потока и содержащий рабочий орган в виде бесконечной гибкой цепи, охватывающей шкивы, жестко связанные с валами, один из которых является валом отбора мощности, а также лопасти, расположенные перпендикулярно направлению потока и выполненные с возможностью складывания по типу книжки относительно оси, связанной с бесконечной гибкой цепью, и раскрытия под напором потока среды (US 5134305, F 03 D 5/02, опубл. 28.07.1992). A known engine for utilization of energy of the current medium, immersed in the latter along the flow stream and containing a working body in the form of an endless flexible chain covering pulleys rigidly connected to the shafts, one of which is a power take-off shaft, as well as blades located perpendicular to the direction of flow and made with the possibility of folding like a book relative to the axis associated with an infinite flexible chain, and opening under the pressure of the flow of the medium (US 5134305, F 03 D 5/02, publ. 28.07.1992).

Недостатком данного решения является недостаточная позиционная устойчивость лопасти относительно цепи, охватывающей шкивы. При движении лопасти в пространстве между шкивами цепь изгибается и скручивается, в результате чего лопасть наклоняется и теряет свое положение относительно направления текущей среды. The disadvantage of this solution is the insufficient positional stability of the blade relative to the chain covering the pulleys. When the blade moves in the space between the pulleys, the chain bends and twists, as a result of which the blade bends and loses its position relative to the direction of the current medium.

Техническим результатом заявленного устройства является то, что оно позволяет наиболее полно извлекать энергию при минимальной сложности конструкции. Данный двигатель выполнен без механизмов для принудительного управления положением лопастей, которые складываются и раскладываются произвольно, в зависимости от направления падающего на них потока. The technical result of the claimed device is that it allows the most complete extraction of energy with minimal design complexity. This engine is made without mechanisms for forced control of the position of the blades, which are folded and laid out arbitrarily, depending on the direction of the flow incident on them.

Указанный технический результат достигается тем, что в двигателе для утилизации энергии текущей среды, погруженном в последнюю вдоль течения потока и содержащем рабочий орган в виде бесконечной цепи гибких элементов с рабочей и холостой ветвями, охватывающими головные шкивы, расположенные на валу отбора мощности и снабженные лопастями, расположенными перпендикулярно направлению потока текущей среды, лопасти, расположенные между двух бесконечных цепей, сориентированы так, что при рабочем ходе они произвольно под напором текущей среды разворачиваются на 90o по обе стороны по типу книжки, а на холостом ходу также произвольно складываются, не оказывая сопротивления и на криволинейных участках перемещения бесконечной цепи.The specified technical result is achieved by the fact that in the engine for utilization of the energy of the current medium, immersed in the latter along the stream and containing the working body in the form of an endless chain of flexible elements with working and idle branches covering the head pulleys located on the power take-off shaft and equipped with blades, located perpendicular to the flow direction of the current medium, the blades located between two infinite chains are oriented so that during the working stroke they are arbitrarily under the pressure of the current medium turn around 90 o on both sides of the type of book, and at idle they also fold arbitrarily, without showing resistance in the curved sections of the movement of the endless chain.

Указанные признаки существенны и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, для получения требуемого технического результата. These features are significant and interconnected with the formation of a stable set of essential features to obtain the desired technical result.

Кроме того, в двигателе гибкий элемент бесконечной цепи может быть выполнен в виде тросов. In addition, in the engine, the flexible element of the endless chain can be made in the form of cables.

Настоящее изобретение иллюстрируется схемами. The present invention is illustrated in diagrams.

На фиг.1 изображена общая схема двигателя в аксонометрии;
на фиг.2 - вид сбоку;
на фиг.3 - вид спереди.Figure 1 shows a General diagram of the engine in a perspective view;
figure 2 is a side view;
figure 3 is a front view.

Согласно настоящему изобретению двигатель для утилизации энергии текущей среды погружается в последнюю вдоль течения потока. Этот двигатель содержит рабочий орган в виде бесконечной гибкой цепи, охватывающей шкивы, жестко связанные с валами, один из которых является валом отбора мощности, а также лопасти, расположенные перпендикулярно направлению потока и выполненные с возможностью складывания по типу книжки относительно оси, связанной с бесконечной гибкой цепью, и раскрытия под напором потока среды. В этом двигателе бесконечная гибкая цепь выполнена в виде гибких элементов, охватывающих шкивы на концах валов и скрепленных между собой передней штангой, с которой соединена ось лопастей и откосина, одним концом закрепленная перпендикулярно центру перекрестья оси лопастей, а другим с возможностью свободного хода в продольном направлении - с задней штангой, соединяющей гибкие элементы
Ниже приводится пример конкретного исполнения изобретения.According to the present invention, an engine for utilizing the energy of a flowing medium is immersed in the latter along the flow stream. This engine contains a working body in the form of an infinite flexible chain, covering pulleys rigidly connected to the shafts, one of which is a power take-off shaft, as well as blades located perpendicular to the direction of flow and made with the possibility of folding like a book relative to the axis associated with infinite flexible chain, and opening under the pressure of the flow of medium. In this engine, an infinite flexible chain is made in the form of flexible elements that cover pulleys at the ends of the shafts and are fastened together by a front bar, to which the axis of the blades and the slope are connected, with one end fixed perpendicular to the center of the cross axis of the blades, and the other with the possibility of free running in the longitudinal direction - with a back bar connecting flexible elements
The following is an example of a specific embodiment of the invention.

Двигатель устанавливается вдоль течения потока и содержит каркас 1 с установленными с возможностью вращения валами 2, 3, концы которых прочно соединены со шкивами 4, в качестве гибких элементов 5 используется трос из синтетических материалов. Вместо шкивов могут использоваться звездочки. Гибкие элементы 5 охватывают шкивы 4 вала отбора мощности 2 с обеих сторон, гибкие элементы 5 закреплены между собой передней штангой 6, с которой прочно соединена посередине ось лопастей 7, образующая с ней перекрестье. В свою очередь ось взаимосвязана с лопастями 8, имеющими возможность складываться по типу книжки. Перпендикулярно центру перекрестья оси лопастей 7 передней штангой 6 прочно одним концом закреплена откосина 9, другим с возможностью свободного хода в продольном направлении соединена с задней штангой 10, которая так же, как и передняя, соединяется по обе стороны с двумя гибкими элементами. The engine is installed along the flow and contains a frame 1 with rotatably mounted shafts 2, 3, the ends of which are firmly connected to the pulleys 4, a cable made of synthetic materials is used as flexible elements 5. Instead of pulleys, sprockets can be used. Flexible elements 5 cover pulleys 4 of the power take-off shaft 2 on both sides, flexible elements 5 are fixed to each other by the front rod 6, with which the axis of the blades 7 is firmly connected in the middle, forming a crosshair with it. In turn, the axis is interconnected with the blades 8, which can be folded like a book. Perpendicular to the center of the crosshair of the axis of the blades 7, the front bar 6 is firmly fixed at one end by a slope 9, the other is freely longitudinally connected to the rear bar 10, which, like the front bar, is connected on both sides with two flexible elements.

Каждая из полулопастей 8 выполнена в виде паруса из армированной синтетической ткани на жесткой металлической раме и образует в паре единую лопасть, способную складываться при движении в обратном направлении. Общее количество лопастей, используемых в двигателе, может быть не ограничено, но не менее трех. Each of the semi-blades 8 is made in the form of a sail of reinforced synthetic fabric on a rigid metal frame and forms a single blade in pair, which can fold when moving in the opposite direction. The total number of blades used in the engine may not be limited, but not less than three.

При такой конструкции двигателя энергия текущей среды посредством раскрытых лопастей поперек потока максимально преобразуется в электрическую при рабочем ходе гибких элементов, при этом сложенные лопасти холостого хода с минимальным сопротивлением возвращаются в исходное положение. With this design of the engine, the energy of the current medium through the open blades across the stream is maximally converted into electric during the working stroke of the flexible elements, while the folded idle blades with minimal resistance return to their original position.

Двигатель работает следующим образом. The engine operates as follows.

Находясь в погруженном состоянии вдоль течения потока, например, реки, на некоторой глубине, достаточной для беспрепятственного прохода судов, лопасть 8, раскрытая под напором потока среды, давит на переднюю штангу 6, передавая усилие через гибкие элементы 5 на охватываемые ими шкивы 4, которые вращают через вал отбора мощности 2 электрогенератор или другое устройство, например помпу (не показано). Being in a submerged state along the stream, for example, a river, at a certain depth sufficient for unhindered passage of ships, the blade 8, opened under the pressure of the medium flow, presses on the front rod 6, transferring force through the flexible elements 5 to the pulleys 4 covered by them, which an electric generator or other device, for example a pump (not shown), is rotated through a power take-off shaft 2.

При этом откосина 9, прочно соединенная с перекрестьем оси лопастей 7 и передней штанги 6 одним концом и находясь в соединении с задней штангой 10 другим концом, задает строго вертикальное положение лопасти 8 перпендикулярно потоку. По мере продвижения передней штанги 6 на криволинейном участке гибких элементов 5 раскрытая лопасть 8 на оси 7 посредством перпендикулярно стоящей откосины 9 плавно меняет угол 90o по отношению к направлению потока на угол 0o и становится нижним ребром к потоку, плавно складывается и, оказывая минимальное сопротивление в сложенном виде, возвращается на холостом ходу назад. По мере продвижения сложенной лопасти 8 и передней штанги 6 по кривой вокруг шкивов 4 расстояние между передней и задней штангами уменьшается, для компенсации чего откосина 9 имеет свободный ход в соединении с задней штангой 10. Далее сложенная лопасть, следуя по кругу, попадает в поток, который ее раскрывает, и она, оказывая давление на переднюю штангу 6, совершает очередной рабочий ход.In this case, the slope 9, which is firmly connected to the intersection of the axis of the blades 7 and the front rod 6 at one end and being in connection with the rear rod 10 at the other end, sets the strictly vertical position of the blade 8 perpendicular to the flow. As the front rod 6 moves along the curved section of the flexible elements 5, the open blade 8 on the axis 7, by means of a perpendicular slope 9, smoothly changes the angle of 90 ° with respect to the direction of flow by the angle of 0 ° and becomes the lower edge to the flow, folds smoothly and, providing minimal folded resistance, idling back. As the folded blade 8 and the front rod 6 move along the curve around the pulleys 4, the distance between the front and rear rods decreases, to compensate for which the slope 9 has a free play in connection with the rear rod 10. Next, the folded blade, following in a circle, enters the stream, who opens it, and she, putting pressure on the front bar 6, makes another working move.

Claims (2)

1. Двигатель для утилизации энергии текущей среды, погруженный в последнюю вдоль течения потока и содержащий рабочий орган в виде бесконечной гибкой цепи, охватывающей шкивы, жестко связанные с валами, один из которых является валом отбора мощности, а также лопасти, расположенные перпендикулярно направлению потока и выполненные с возможностью складывания по типу книжки относительно оси, связанной с бесконечной гибкой цепью, и раскрытия под напором потока среды, отличающийся тем, что бесконечная гибкая цепь выполнена в виде гибких элементов, охватывающих шкивы на концах валов и скрепленных между собой передней штангой, с которой соединена ось лопастей и откосина, одним концом закрепленная перпендикулярно центру перекрестья оси лопастей, а другим, с возможностью свободного хода в продольном направлении, - с задней штангой, соединяющей гибкие элементы. 1. An engine for utilizing the energy of the current medium, immersed in the latter along the flow stream and containing a working body in the form of an infinite flexible chain, covering pulleys rigidly connected to the shafts, one of which is a power take-off shaft, as well as blades located perpendicular to the direction of flow and made with the possibility of folding like a book relative to the axis associated with an infinite flexible chain, and opening under the pressure of the flow of medium, characterized in that the infinite flexible chain is made in the form of flexible elements s, covering the pulleys at the ends of the shafts and fastened together by a front bar, to which the axis of the blades and the slope are connected, with one end fixed perpendicular to the center of the cross-axis of the blades, and the other, with the possibility of longitudinal movement in the longitudinal direction, with the rear bar connecting flexible elements . 2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что гибкие элементы выполнены в виде тросов. 2. The engine according to claim 1, characterized in that the flexible elements are made in the form of cables.
RU2002107470/06A 2002-03-26 2002-03-26 Motor for converting energy of fluid medium RU2206786C1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002107470/06A RU2206786C1 (en) 2002-03-26 2002-03-26 Motor for converting energy of fluid medium
PCT/RU2003/000115 WO2003081028A1 (en) 2002-03-26 2003-03-25 Engine for utilising energy of flowing medium
AU2003221240A AU2003221240A1 (en) 2002-03-26 2003-03-25 Engine for utilising energy of flowing medium

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002107470/06A RU2206786C1 (en) 2002-03-26 2002-03-26 Motor for converting energy of fluid medium

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2206786C1 true RU2206786C1 (en) 2003-06-20

Family

ID=28450221

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002107470/06A RU2206786C1 (en) 2002-03-26 2002-03-26 Motor for converting energy of fluid medium

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU2003221240A1 (en)
RU (1) RU2206786C1 (en)
WO (1) WO2003081028A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007075104A1 (en) * 2005-12-29 2007-07-05 Obschestvo S Ogranichennoi Otvetstvennostyu 'ekologiya-Vodstroi' Device for using a flowing medium energy (variants)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005052361A1 (en) * 2003-11-27 2005-06-09 Ghanshyambhai Kanjibhai Patel Electrical power generating plant by sing kinetic energy of water waves or water flow

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB156880A (en) * 1919-10-08 1921-01-20 Ockwell Hawkins Improvements in means for utilizing tidal and other flowing waters
DE350096C (en) * 1920-01-07 1922-03-14 Heinrich Max Olbricht Power machine
US5134305A (en) * 1989-09-14 1992-07-28 David Senehi Wind power machine
RU2108482C1 (en) * 1995-03-15 1998-04-10 Василий Алексеевич Горлов Hydroelectric station
RU2166664C1 (en) * 2000-06-19 2001-05-10 Ленев Николай Иванович Engine for utilization of fluid medium energy

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007075104A1 (en) * 2005-12-29 2007-07-05 Obschestvo S Ogranichennoi Otvetstvennostyu 'ekologiya-Vodstroi' Device for using a flowing medium energy (variants)

Also Published As

Publication number Publication date
WO2003081028A1 (en) 2003-10-02
AU2003221240A1 (en) 2003-10-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2713941A1 (en) DEVICE FOR CONVERTING THE ENERGY FROM WATER MOVEMENTS INTO USABLE ENERGY
US6809430B2 (en) Conveyor-type fluid energy-harnessing apparatus
CA2531708A1 (en) Modular system for generating electricity from moving fluid
EA008203B1 (en) A system of underwater power generation
JP2010540835A (en) Power generator using fluid
RU2206786C1 (en) Motor for converting energy of fluid medium
EP0050642A1 (en) Method and installation for recovering energy from a stream of car vehicles
RU2359148C2 (en) Device for tidal power plants
GB2131490A (en) Device for extracting energy from wind or water
RU2341679C2 (en) Motor used for utilising fluid medium energy
DE102006052584B4 (en) Oscillating wing for energy conversion
WO2012027502A1 (en) Harnessing flowing fluids to create torque
US20170198679A1 (en) Apparatus for Harnessing Flowing Fluids to Create Torque
DE102004060275A1 (en) Material-saving flow converter and its use as a wave power plant
RU2005204C1 (en) Fluid flow kinetic energy-to-useful energy converter
RU2448271C2 (en) Engine for fluid utilisation
RU2388931C1 (en) Device for take-off of fluid energy
RU2166664C1 (en) Engine for utilization of fluid medium energy
WO2007075104A1 (en) Device for using a flowing medium energy (variants)
RU2212561C1 (en) Flowing medium energy takeoff device (versions)
RU2212562C1 (en) Flowing medium energy takeoff device (versions)
RU2338085C2 (en) Device for recovering fluid medium power (versions)
RU2212560C1 (en) Flowing medium energy takeoff device (versions)
DE102013010379B4 (en) Schaufelradvorrichtung
DE102013013037A1 (en) Bandwasserkraftwerk BWK-DB 17213

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090327