SK282446B6 - Odvaľovací tekutinový stroj - Google Patents

Abstract

Stroj pozostáva zo zásobníka (1) tekutiny, ktorý je vybavený prítokom (2) a najmenej jednou výstupnou dýzou (3). V oblasti výstupnej dýzy (3) je na pridržovacom zariadení (4) uložený najmenej jeden rotor (5) tvorený telesom rotačného tvaru. Rotor (5) má objem rozdelený rovinou (6) najväčšieho priemeru na dve časti (9, 10) s rozdielnou veľkosťou, pričom prvá časť (9) rotora (5), privrátená k výstupnej dýze (3), má väčší objem než druhá časť (10) rotora (5), odvrátená od výstupnej dýzy (3).ŕ

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka odvaľovacieho tekutinového stroja, ktorý pozostáva zo zásobníka tekutiny vybaveného prítokom a najmenej jednou výstupnou dýzou, kde v oblasti výstupnej dýzy je na pridržovačom zariadení uložený najmenej jeden odvaľovací rotor tvorený telesom rotačného tvaru.

Doterajší stav techniky

Z autorského osvedčenia č. 941 665 bývalého ZSSR je známy hydromotor, ktorý pozostáva z usmerňovacieho kanála, v ktorom je vytvorený konfuzor. V osi koníuzora je na hriadeli uložený guľový rotor. Rotor je napojený na spúšťací motor.

Pri uvedení do chodu sa najprv pomocou spúšťacieho motora roztoči hriadeľ a teda aj guľový rotor. Prúd kvapaliny, ktorý v konfúzore obteká zo všetkých strán guľu, sa tak uvedie do rotácie. Rotujúci prúd kvapaliny potom udržuje otáčanie guľového rotora vplyvom trenia medzi kvapalinou a povrchom guľového rotora. Treba zdôrazniť, že guľový rotor sa v žiadnom režime neodvaľuje po stenách koníuzora.

Nevýhodou tohto uskutočnenia je, že hydromotor nie je možné uviesť do chodu bez pomocného spúšťacieho motora.

Z ďalšieho autorského osvedčenia č. 1 701 971 bývalého ZSSR je známy obdobný hydromotor, pri ktorom je spúšťací motor nahradený skrutkovými lopatkami uloženými v konfúzore.

Tiež pri tomto uskutočnení sa neuvažuje s odvaľovaním rotora po stene koníuzora.

Z českého patentu č. 283 553 a z českého úžitkového vzoru č. 3241 je známa guľová vodná turbína, ktorá pozostáva z komory s prítokovým otvorom a dýzou, nad ktorou je na čiastočne pružnom hriadeli zavesená guľa.

Pri prúdení vody dýzou sa guľa vďaka pružnému hriadeľu odvaľuje po stene dýzy a tým roztáča hriadeľ.

Iný spôsob prenosu energie pri guľovej vodnej turbíne je známy z českej zverejnenej prihlášky vynálezu PV 3045-96 a z českého úžitkového vzoru č. 5499. V tomto uskutočnení je dýza turbíny vybavená systémom elektromagnetických cievok a guľa je vybavená magnetmi. Počas prevádzky tak rotujúca guľa indukuje elektrický prúd.

V praxi sa však ukázalo, že obtekaním guľového rotora vznikajú zbytočné straty. To viedlo k hľadaniu iného vhodnejšieho uskutočnenia tekutinového stroja, ktorý by mal vyššiu účinnosť.

Podstata vynálezu

Uvedený cieľ sa dosahuje odvaľovacím tekutinovým strojom, ktorý pozostáva zo zásobníka tekutiny vybaveného prítokom a najmenej jednou výstupnou dýzou, kde v oblasti výstupnej dýzy je na pridržovačom zariadení uložený najmenej jeden odvaľovací rotor tvorený telesom rotačného tvaru, podľa vynálezu, ktorého podstata spočíva v tom, že rotor má objem rozdelený rovinou najväčšieho priemeru na dve časti s rozdielnou veľkosťou, pričom prvá časť rotora, privrátená k výstupnej dýze, má väčší objem než druhá časť rotora, ktorá je odvrátená od výstupnej dýzy.

Odvaľovací tekutinový stroj podľa vynálezu umožňuje dokonalé využitie energie prúdiacej tekutiny, ktorou môže byť nielen kvapalina, ale aj plyn a zmesi kvapalín a plynov. Vyššia účinnosť je dosahovaná hlavne znížením odporu, ktorý vzniká pri odvaľovaní rotora v tekutine. Stroj môže pracovať aj s tekutinami, ktoré majú vysoký stupeň znečistenia mechanickými časticami. Navyše prípadná výmena opotrebovaných častí je veľmi jednoduchá.

Podľa výhodného uskutočnenia môže mať druhá časť rotora objem rovnajúci sa nule a prvá časť rotora môže mať aspoň na časti povrchu tvar gule.

Na dokonalé využitie energie prúdiaceho média je výhodné, keď pridržovacie zariadenie pozostáva z opornej plochy, umiestnenej vo výstupnej dýze za rotorom, alebo keď pridržovacie zariadenie pozostáva z hriadeľa, otočné uloženého v ráme a pridržujúceho rotor v osi výstupnej dýzy, pričom hriadeľ je aspoň v určitom úseku ohybný.

Podľa ďalšieho výhodného uskutočnenia pozostáva pridržovacie zariadenie zo zalomeného hriadeľa, otočné uloženého v ráme a pridržujúceho rotor mimo osi výstupnej dýzy.

Na ľahký prenos získanej energie je výhodné, keď je rotor vybavený magnetmi, oproti ktorým sú vo výstupnej dýze uložené magnetické cievky, alebo naopak, keď je rotor vybavený magnetickými cievkami, oproti ktorým sú vo výstupnej dýze uložené magnety, prípadne môže rotor tvoriť obtekaný generátor.

Pri niektorých uskutočneniach môže byť výhodné z kinematického hľadiska obrátiť funkciu stroja, to znamená že rotor je uložený neotočne a výstupná dýza je uložená posuvne v rovine kolmej na smer prietoku.

Na vytvorenie čerpadla je výhodné, keď je rotor prepojený s hnacou jednotkou.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Odvaľovací tekutinový stroj podľa vynálezu bude bližšie opísaný pomocou výkresov, na ktotých jednotlivé obrázky znázorňujú:

obr. 1 - príklad uskutočnenia odvaľovacieho tekutinového stroja podľa vynálezu, obr. 2 - príklad uskutočnenia rotora, obr. 3 - iný príklad uskutočnenia rotora, obr. 4 - ďalší príklad uskutočnenia odvaľovacieho tekutinového stroja podľa vynálezu, obr. 5 - iný príklad uskutočnenia odvaľovacieho tekutinového stroja podľa vynálezu, obr. 6 - ďalší príklad uskutočnenia odvaľovacieho tekutinového stroja podľa vynálezu, obr. 7 - príklad uskutočnenia odvaľovacieho tekutinového stroja podľa vynálezu, upraveného na získavanie elektrickej energie, obr. 8 - iné uskutočnenie odvaľovacieho tekutinového stroja na získavanie elektrickej energie, obr. 9 - ďalšie uskutočnenie odvaľovacieho tekutinového stroja na získavanie elektrickej energie, obr. 10 - odvaľovací tekutinový stroj inštalovaný na voľnom toku, obr. 11 - odvaľovací tekutinový stroj inštalovaný v potrubí, obr. 12 - odvaľovací tekutinový stroj vo funkcii čerpadla.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Odvaľovací tekutinový stroj podľa obr. 1 pozostáva z plechového zásobníka 1 vody, ktorý má v hornej časti prítok 2 a v dolnej časti výstupnú dýzu 3 v tvare koníuzora.

Na hornom okraji zásobníka 1 je upevnený rám 14, v ktorom je otočné uložený hriadeľ 11, ktorého spodný úsek je ohybný. V úrovni výstupnej dýzy 3 je na hriadeli 11 upev2

SK 282446 Β6 nený plastový rotor 5. Rotor 5 je tvorený rotačným telesom, ktorého objem je rozdelený rovinou 6 najväčšieho priemeru na dve časti. Prvá časť 9 rotora 5, umiestnená pod rovinou 6, má väčší objem než druhá časť 10 rotora 5.

Voda privádzaná do zásobníka 1 prítokom 2 odteká zo zásobníka 1 výstupnou dýzou 3, pričom prúd odtekajúcej vody spôsobí, že sa rotor 5 začne krúživo odvaľovať vo výstupnej dýze 3. Odvaľovanie rotora 5 po stene výstupnej dýzy 3 je umožnené ohybnou časťou hriadeľa 11. Rotačný pohyb rotora 5 je hriadeľom 11 prenášaný napríklad na neznázomený generátor elektrickej energie.

Pridržovacie zariadenie 4 môže byť samozrejme nainštalované tiež pod rotorom 5, ako je znázornené na obr. 5. Funkcia tohto uskutočnenia je rovnaká, ako v opísanom uskutočnení.

Maximálna účinnosť sa dosahuje, pokiaľ sa objem druhej časti 10 rotora 5, nad rovinou 6 najväčšieho priemeru, blíži k nule. Ideálny príklad uskutočnenia je znázornený na obr. 2, podľa ktorého je rotor 5 tvorený polguľou, teda objem druhej časti 10 nad rovinou najväčšieho priemeru sa rovná nule.

Prvá časť 9 rotora 5, ktorá je privrátená k výstupnej dýze 3, samozrejme nemusí mať povrch tvaru polgule. Na obr. 3 je stvárnený tvar guľového odseku. Všeobecne postačí, že ide o rotačné teleso, napríklad elipsoid. Druhá časť 10 rotora 5 podľa obr. 3 je tvorená časťou elipsoidu. Objem tejto druhej časti 10 rotora je výrazne menší, než objem prvej časti 9.

Na obr. 4 je zobrazený príklad uskutočnenia odvaľovacieho tekutinového stroja, ktorého pridržovacie zariadenie pozostáva z opornej plochy 8, ktorá je upevnená vo výstupnej dýze 3, a to za rotorom 5 vzhľadom na smer prúdenia vo výstupnej dýze 3. Rotor 5, zhotovený z plastu, má prvú časť 9 v tvare polgule a druhú časť 10 v tvare časti elipsoidu.

Rotor 5 je na opornej ploche 8 uložený voľne, pričom pri prietoku tekutiny výstupnou dýzou 3 sa rotor 5 krúživo odvaľuje po stenách výstupnej dýzy 3. Opísané tvarovanie rotora 5 zaručuje, že je rotor 5 trvalé orientovaný svojou prvou časťou 9 s väčším objemom smerom k výstupnej dýze 3.

Opornú plochu 8 je možné výškovo prestaviť neznázomeným prestavovacím zariadením.

Jednou z možností, ako využiť takto získanú energiu, je inštalovať do rotora 5 sústavu magnetov 12 a na ich úrovni potom v stene výstupnej dýzy 3 sústavu magnetických cievok 13.

Pri odvaľovaní rotora 5 potom dochádza k relatívnemu pohybu medzi magnetmi 12 a cievkami 13, čo vedie k indukcii elektrického prúdu.

Na obr. 6 je znázornené uskutočnenie odvaľovacieho tekutinového stroja podľa vynálezu, ktorého rotor 5 je nesený na zalomenom hriadeli 15. Zalomený hriadeľ 15 je otočne uložený v ráme 14, ktorého stred je totožný s osou výstupnej dýzy 3. Rám 14 môže byť umiestnený buď pod výstupnou dýzou 3 (ako je znázornené na obr. 6), alebo nad výstupnou dýzou 3 (podobne ako pri uskutočnení z obr. 1). Na zalomenom hriadeli 15 je otočné uložený rotor 5. Dĺžka kľuky zalomeného hriadeľa 15 je zvolená tak, aby sa rotor dotýkal steny výstupnej dýzy 3, po ktorej sa krúživo odvaľuje pri prietoku kvapaliny výstupnou dýzou 3. Točivý moment, vznikajúci na zalomenom hriadeli 15, môže byť využitý napríklad na pohon generátora elektrického prúdu.

Získanú energiu je možné tiež podľa uskutočnenia z obr. 7 využiť (podobne ako pri uskutočnení z obr. 4) tak, že rotor 5 nesie sústavu magnetov 12, na úrovni vynálezu mô že pracovať ako zdroj točivého momentu a ako generátor elektrického prúdu.

Tento stroj však môže pracovať aj ako čerpadlo. Príklad takého uskutočnenia je znázornený na obr. 12. K hriadeľu 11 je pripojená hnacia jednotka 18, ktorú v tomto uskutočnení tvorí elektromotor, ktorý cez hriadeľ 11 poháňa rotor 5. Časť hriadeľa 11 je ohybná, takže po roztočení sa rotor 5 začne odvaľovať po stene výstupnej dýzy 3 a tekutina je tak čerpaná zo zásobníka 1 do priestoru 19. Hnacou jednotkou 18 môže byť ľubovoľný motor, prípadne aj ručný pohon s príslušným prevodom.

Odborník v danej oblasti samozrejme dokáže upraviť odvaľovací tekutinový stroj podľa vynálezu tak, že rotor 5 je zabrzdený a odvaľuje sa výstupná dýza 3, ktorá v takomto uskutočnení musí byť uložená posuvne v rovine kolmej na smer prietoku.

Claims (11)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Odvaľovací tekutinový stroj pozostávajúci zo zásobníka (1) tekutiny vybaveného prítokom (2) a najmenej jednou výstupnou dýzou (3), kde v oblasti výstupnej dýzy (3) je na pridržovačom zariadení (4) uložený najmenej jeden odvaľovací rotor (5) tvorený telesom rotačného tvaru, vyznačujúci sa tým, že rotor (5) má objem rozdelený rovinou (6) najväčšieho priemeru na dve časti (9, 10) s rozdielnou veľkosťou, pričom prvá časť (9) rotora (5), privrátená k výstupnej dýze (3), má väčší objem než druhá časť (10) rotora (5), odvrátená od výstupnej dýzy (3).
2. 2. Odvaľovací tekutinový stroj podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že druhá časť (10) rotora (5), odvrátená od výstupnej dýzy (3), má objem rovnajúci sa nule.
3. 3. Odvaľovací tekutinový stroj podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa tým, že prvá časť (9) rotora (5), privrátená k výstupnej dýze (3), má aspoň na časti povrchu tvar gule.
4. 4. Odvaľovací tekutinový stroj podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že pridržovacie zariadenie (4) pozostáva z opornej plochy (8) umiestnenej vo výstupnej dýze (3) za rotorom (5).
5. 5. Odvaľovací tekutinový stroj podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že pridržovacie zariadenie (4) pozostáva z hriadeľa (11) otočné uloženého v ráme (Uja pridržujúceho rotor (5) v osi výstupnej dýzy (3), pričom hriadeľ (11) je aspoň v určitom úseku ohybný.
6. 6. Odvaľovací tekutinový stroj podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov Íaž5, vyznačujúci sa tým, že pridržovacie zariadenie (4) pozostáva zo zalomeného hriadeľa (15) otočné uloženého v ráme (14) a pridržujúceho rotor (5) mimo osi výstupnej dýzy (3).
7. 7. Odvaľovací tekutinový stroj podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že rotor (5) je vybavený magnetmi (12), oproti ktorým sú vo výstupnej dýze (3) uložené magnetické cievky (13).
8. 8. Odvaľovací tekutinový stroj podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že rotor (5) je vybavený magnetickými cievkami (13), oproti ktorým sú vo výstupnej dýze (3) uložené magnety (12).
9. 9. Odvaľovací tekutinový stroj podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že rotor (5) tvorí obtekaný generátor (16).
10. 10. Odvaľovací tekutinový stroj podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že rotor (5) je uložený neotočne a výstupná dýza (3) je uložená posuvne v rovine kolmej na smer prietoku.
11. 11. Odvaľovací tekutinový stroj podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov laž9, vyznačujúci sa tým, že rotor (5) je prepojený s hnacou jednotkou (18).