RU2388931C1 - Device for take-off of fluid energy - Google Patents
Device for take-off of fluid energy Download PDFInfo
- Publication number
- RU2388931C1 RU2388931C1 RU2008143177/06A RU2008143177A RU2388931C1 RU 2388931 C1 RU2388931 C1 RU 2388931C1 RU 2008143177/06 A RU2008143177/06 A RU 2008143177/06A RU 2008143177 A RU2008143177 A RU 2008143177A RU 2388931 C1 RU2388931 C1 RU 2388931C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chain
- shaft
- parachutes
- wheel
- power take
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
- Y02E10/70—Wind energy
Landscapes
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
- Hydraulic Turbines (AREA)
Abstract
Description
Изобретение предназначено для преобразования энергии текущей среды в электрическую и относится к гидроэнергетике, например, рек, приливно-отливных и других 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 currents, 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 снабженными 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 occupied by a sufficient area interferes with 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 time.
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, F03D 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 fluid flow (US 5134305,
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.
Известно устройство для утилизации энергии текущей среды, погруженное в последнюю вдоль течения потока и содержащее 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, 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 (RU №2206786, F03B 9/00, F03B 17/06, F03D 5/02, опубл. 2003.06.20).A device is known for utilizing the energy of a flowing 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 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, the endless flexible chain is made in the form of flexible elements, covering 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 free running in the longitudinal direction, with the rear bar connecting flexible elements (RU No. 2206786, F03B 9/00, F03B 17/06,
Недостатком данной конструкции является ее громоздкость, обусловленная тем, что используются парные передний и задние шкивы и две бесконечных цепи, что приводит к необходимости решения сложной задачи позиционирования развитой пространственной конструкции устройства в турбулентном потоке текучей среды.The disadvantage of this design is its cumbersomeness, due to the fact that paired front and rear pulleys and two infinite chains are used, which leads to the need to solve the difficult problem of positioning the developed spatial structure of the device in a turbulent fluid flow.
Известно устройство для преобразования энергии текущей среды в электрическую, содержащее опору, на которой установлен электрогенератор, на валу которого закреплен шкив с пазом и размещенный в последнем бесконечный трос с закрепленными на нем плавучими элементами, выполненными в виде парашютов с эластичными куполами и стропами, при этом с целью повышения надежности работы путем исключения взаимодействия куполов со шкивом, каждый парашют снабжен гибкой связью, соединяющей вершину купола с тросом, а шкив установлен горизонтально (SU №1295024, F03B 13/12, опубл. 1987.03.07).A device is known for converting the energy of a current medium into electrical energy, containing a support on which an electric generator is mounted, on the shaft of which a pulley with a groove is fixed and an endless cable placed in the latter with floating elements fixed on it, made in the form of parachutes with elastic domes and slings, while in order to increase the reliability of work by eliminating the interaction of domes with a pulley, each parachute is equipped with a flexible connection connecting the top of the dome with a cable, and the pulley is installed horizontally (SU No. 1295024 F03B 13/12, published 1987.03.07).
Недостаток известного устройства заключается в том, что часть устройства располагается над поверхностью воды, а парашюты - в воде, что снижает эффективность работы устройства из-за сопротивления перехода из одной среды в другую.A disadvantage of the known device is that part of the device is located above the surface of the water, and parachutes in the water, which reduces the efficiency of the device due to the resistance of the transition from one medium to another.
Известно устройство для преобразования энергии текущей среды, погруженное в последнюю вдоль течения потока и содержащее рабочий орган в виде бесконечной гибкой цепи, охватывающей шкив, жестко связанный с валом отбора мощности, а также лопасти, представляющие собой парашюты, связанные с бесконечной гибкой цепью, и выполненные с возможностью раскрытия под напором потока среды и складывания при обратном ходе (US №3887817, F03B 13/10, опубл. 1975.06.03). Данное решение принято в качестве прототипа.A device for converting the 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 a pulley rigidly connected to the power take-off shaft, as well as blades, which are parachutes connected with an endless flexible chain, and made with the possibility of opening under pressure the flow of the medium and folding during the reverse stroke (US No. 3887817, F03B 13/10, publ. 1975.06.03). This decision was made as a prototype.
Недостатком данного устройства является непроработанность конструкции в части обеспечения зацепления цепи с колесом. В известном решении цепь выполняется с зацепами, которые должны попадать в углубления на центральной части колеса. Так как устройство работает в воде, то цепь и колесо становятся скользкими и зацепление цепи с колесом нарушается, что снижает эффективность из-за невозможности обеспечения постоянства вращения колеса и связанного с ним вала отбора мощности.The disadvantage of this device is the lack of design in terms of ensuring engagement of the chain with the wheel. In a known solution, the chain is carried out with hooks, which should fall into the recesses on the central part of the wheel. Since the device operates in water, the chain and wheel become slippery and the chain engagement with the wheel is broken, which reduces efficiency due to the inability to ensure constant rotation of the wheel and the associated PTO shaft.
Настоящее изобретение направлено на решение технической задачи по формированию нового вида зацепления цепи с парашютами с колесом для формирования режима постоянного вращения вала отбора мощности.The present invention is directed to solving the technical problem of forming a new type of chain engagement with parachutes with a wheel to form a mode of constant rotation of the power take-off shaft.
Достигаемый при этом технический результат заключается в повышении эксплуатационных характеристик путем обеспечения гарантированного зацепления колеса с цепью с парашютами.The technical result achieved in this case is to increase operational characteristics by ensuring guaranteed engagement of the wheel with a chain with parachutes.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве отбора энергии текучей среды, погруженном в последнюю вдоль течения потока и содержащем рабочий орган в виде бесконечной гибкой цепи, охватывающей колесо, выполненное с ручьем укладки указанной цепи и зацепления с ней, и жестко связанный с валом отбора мощности, а также лопасти, представляющие собой парашюты, связанные с бесконечной гибкой цепью и выполненные с возможностью раскрытия под напором потока среды и складывания при обратном ходе, бесконечная гибкая цепь выполнена из шарнирно соединенных между собой элементов, часть из которых связана с парашютами или выполнена в виде парашютов, а колесо представляет вал отбора мощности или встроенную в этот вал электро- или гидромашину, два обруча, разнесенные на расстоянии друг от друга по оси вала отбора мощности, от которого радиально отходят спицы в плоскости вращения колеса, с каждой из которых под заданным углом связаны направляющие дуги, охваченные обручем для образования между обручами ручья треугольного профиля и запирания шарниров звеньев цепи при перемещении цепи по траектории ручья.The specified technical result is achieved by the fact that in a device for energy selection of a fluid immersed in the latter along the flow stream and containing a working body in the form of an infinite flexible chain covering a wheel made with a handle for laying said gear and engaging with it, and rigidly connected to the selection shaft power, as well as blades, which are parachutes connected with an endless flexible chain and made with the possibility of opening under the pressure of the flow of the medium and folding during the reverse stroke, the endless flexible chain is made on from pivotally interconnected elements, some of which are connected with parachutes or made in the form of parachutes, and the wheel represents a power take-off shaft or an electric or hydraulic machine built into this shaft, two hoops spaced apart from each other along the axis of the power take-off shaft , from which the spokes radially extend in the plane of rotation of the wheel, with each of which at a given angle are connected the guide arcs covered by a hoop to form a triangular profile between the hoops of the stream and to lock the hinges of the chain links when moving the chain along the path of the stream.
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 устройства, вид сбоку;Figure 1 shows a General diagram of the device, side view;
на фиг.2 - то же, что на фиг.1, изображена общая схема устройства в аксонометрии;figure 2 is the same as in figure 1, shows a General diagram of a device in a perspective view;
на фиг.3 - пример исполнения устройства с понтонами;figure 3 is an example of a device with pontoons;
на фиг.4 - пример исполнения устройства с якорной системой крепления;figure 4 is an example of a device with an anchor mounting system;
на фиг.5 - пример исполнения устройства с дирижаблем.figure 5 is an example of a device with an airship.
Согласно настоящему изобретению рассматривается устройство отбора энергии текучей среды, погруженное в последнюю вдоль течения потока и содержащее рабочий орган в виде бесконечной гибкой цепи, охватывающей колесо, выполненное с ручьем укладки указанной цепи и зацепления с ней, и жестко связанный с валом отбора мощности, а также лопасти, представляющие собой парашюты, связанные с бесконечной гибкой цепью и выполненные с возможностью раскрытия под напором потока среды и складывания при обратном ходе. В этом устройстве бесконечная гибкая цепь выполнена из шарнирно соединенных между собой элементов, часть из которых связана с парашютами или выполнена в виде парашютов, а колесо представляет вал отбора мощности или встроенную в этот вал электро или гидромашину, два обруча разнесенные на расстоянии друг от друга по оси вала отбора мощности, от которого радиально отходят спицы в плоскости вращения колеса, с каждой из которых под заданным углом связаны направляющие дуги, охваченные обручем для образования между обручами ручья треугольного профиля и запирания шарниров звеньев цепи при перемещении цепи по траектории ручья.According to the present invention, there is considered a fluid energy take-off device immersed in the latter along the flow stream and containing a working member in the form of an infinite flexible chain covering a wheel made with a cradle of laying and engaging said chain and rigidly connected to the power take-off shaft, and blades, which are parachutes connected with an endless flexible chain and made with the possibility of opening under the pressure of the flow of the medium and folding during the reverse stroke. In this device, an endless flexible chain is made of articulated interconnected elements, some of which are connected with parachutes or made in the form of parachutes, and the wheel represents a power take-off shaft or an electric or hydraulic machine built into this shaft, two hoops spaced apart at a distance from each other the axis of the power take-off shaft, from which the spokes radially extend in the plane of rotation of the wheel, each of which is connected at a given angle by guide arcs covered by a hoop to form a triangular stream between the hoops profile and locking the hinges of the chain links when moving the chain along the path of the stream.
Ниже рассматривается пример конкретного исполнения устройства. Устройство для утилизации энергии текущей среды погружается в последнюю вдоль течения потока (фиг.1, 2). Устройство, погруженное вдоль течения потока, состоит из рабочего органа в виде бесконечной цепи 1 шарнирно соединенных элементов 2 с рабочей и холостой ветвями, охватывающей колесо 3, приводящее во вращение, например, генератор 4 или помпу и т.д. Шарнирно соединенные элементы связаны с лопастями (парусами) в виде зонтов или парашютов 5. Бесконечная цепь состоит из звеньев (элементов 2), соединенных друг с другом шарнирными сочленениями 6, позволяющими свободно вращаться и изгибаться относительно друг друга. Цепь может быть выполнена из звеньев, являющихся парашютами, которые связаны между собой шарнирно через стержневые звенья, как это показано на фиг.1 и 2. По сути колесо представляет собой два обруча, которые через направляющие стержневые элементы связаны с радиальными элементами, прикрепляемыми к генератору или помпе с образованием сферических поверхностей, обращенных навстречу друг другу и между которыми, проходит парашют. Сила потока, давящая на раскрытый парашют, передается в зону контакта 7, представляющую собой ложе в вершине треугольника, образованного направляющими дугами 8, по которым упругие элементы в виде, например, углепластиковых трубок, из звеньев которых составлена бесконечная цепь, соскальзывают и укладываются в прорезь ложи зоны контакта 7, в которую затем упирается сферической поверхностью узел сочленения 6, исключая сваливание бесконечной цепи с колеса при турбулентном характере потока. В результате такого взаимодействия приводится во вращение через колесо вал отбора мощности или генератор 4. Если генератор 4 встраивается в колесо, то он оформляется в виде герметичной капсулы (корпуса), от которого лучами расходятся радиально или со смещением от центра как минимум четыре спицы 9 в плоскости вращения колеса, от каждой из которых расходятся под определенным углом направляющие дуги 8. смыкающиеся с кольцом обручем 10, обеспечивающим прочность и являющимся защитным элементом.Below is an example of a specific implementation of the device. A device for utilizing the energy of the current medium is immersed in the latter along the flow stream (Fig. 1, 2). A device immersed along the flow stream consists of a working body in the form of an
При позиционировании установки в потоке колесо с торцов может иметь понтоны 11 (фиг.3, для водной среды) или аэростаты 12 (фиг.5, для использования в воздушной среде), или они могут располагаться непосредственно на раме 13, которая тросами 14, цепями, растяжками в свою очередь связывается с опорными элементами на земле, или рама сажается непосредственно на опоры. Для обеспечения большей стабильности работы установки при очень турбулентном потоке, например, воздуха, и предотвращения спутывания бесконечной цепи рабочую и холостую ветвь можно разнести по двум колесам, как это показано на фиг.5. В этом случае колеса, одно из которых связано с валом отбора мощности, монтируются на общей для них раме 15.When positioning the installation in the stream, the wheel from the ends can have pontoons 11 (Fig. 3, for the aquatic environment) or balloons 12 (Fig. 5, for use in the air), or they can be located directly on the
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
По действием потока воды эластичные купола парашютов на рабочей ветви бесконечной цепи принимают форму куполов парашюта, а на другой ветви цепи - складываются, в результате возникает сила, приводящая в движение цепь, которая вращает колесо, и закрепленный на нем электрогенератор.By the action of the water flow, the elastic domes of the parachutes on the working branch of the endless chain take the form of the domes of the parachute, and on the other branch of the chain they form, as a result, a force arises that drives the chain, which rotates the wheel, and the electric generator mounted on it.
Настоящее изобретение промышленно применимо, может быть реализовано с применением известных технологий машиностроения.The present invention is industrially applicable, can be implemented using well-known engineering technologies.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008143177/06A RU2388931C1 (en) | 2008-10-31 | 2008-10-31 | Device for take-off of fluid energy |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008143177/06A RU2388931C1 (en) | 2008-10-31 | 2008-10-31 | Device for take-off of fluid energy |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2388931C1 true RU2388931C1 (en) | 2010-05-10 |
Family
ID=42673980
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008143177/06A RU2388931C1 (en) | 2008-10-31 | 2008-10-31 | Device for take-off of fluid energy |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2388931C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012060728A1 (en) * | 2010-11-01 | 2012-05-10 | Orlov Viktor Fedorovich | Installation for extracting energy from a fluid medium |
RU2703601C2 (en) * | 2014-12-31 | 2019-10-21 | Джозеф Марион САНТОС | Energy collection system from movable mass |
-
2008
- 2008-10-31 RU RU2008143177/06A patent/RU2388931C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012060728A1 (en) * | 2010-11-01 | 2012-05-10 | Orlov Viktor Fedorovich | Installation for extracting energy from a fluid medium |
RU2703601C2 (en) * | 2014-12-31 | 2019-10-21 | Джозеф Марион САНТОС | Energy collection system from movable mass |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20100283250A1 (en) | Fluid-based power generation system | |
EA008203B1 (en) | A system of underwater power generation | |
EP2906816B1 (en) | Device for generating hydroelectric energy | |
US6809430B2 (en) | Conveyor-type fluid energy-harnessing apparatus | |
BRPI0721876B1 (en) | "SYSTEM WITH A SUPPORT STRUCTURE FOR INSTALLATION OVER A SEA BED TO PRODUCE ELECTRICITY THROUGH THE CONVERSION OF THE WAVES MOVEMENT OF AN ELECTRICITY SEA WATER" | |
US4038821A (en) | Fluid current motor | |
RU2388931C1 (en) | Device for take-off of fluid energy | |
RU2359148C2 (en) | Device for tidal power plants | |
JP2009520143A (en) | Underwater power generation system | |
US20200011286A1 (en) | Floating drum turbine for electricity generation | |
US20230392574A1 (en) | Underwater power plant comprising asymmetric foils | |
WO2012060728A1 (en) | Installation for extracting energy from a fluid medium | |
US402055A (en) | Water-motor | |
RU2388930C1 (en) | Device for conversion of fluid energy | |
RU2206786C1 (en) | Motor for converting energy of fluid medium | |
WO2012067533A1 (en) | Apparatus for extracting energy from a fluid medium | |
RU2212561C1 (en) | Flowing medium energy takeoff device (versions) | |
RU2300662C1 (en) | Run-of-water hydroelectric power station | |
RU2108482C1 (en) | Hydroelectric station | |
RU2166124C2 (en) | Modular wave-energy hydroelectric power plant | |
EP2358994A1 (en) | An apparatus for harvesting energy from a body of water and a method | |
RU70316U1 (en) | UNLIMITED HYDRAULIC UNIT FOR DISPOSAL OF THE CURRENT FLOW | |
RU2212562C1 (en) | Flowing medium energy takeoff device (versions) | |
RU2360142C1 (en) | River hydraulic unit actuated with river flow | |
RU2338085C2 (en) | Device for recovering fluid medium power (versions) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141101 |