WO2008002115A1

WO2008002115A1 - Appareil hydraulique à membrane transformant la force de gravitation en couple de torsion destiné à un moteur sans carburant et moteur correspondant

Info

Publication number: WO2008002115A1
Application number: PCT/LV2006/000007
Authority: WO
Inventors: Vladimir Guzenko
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-06-27
Filing date: 2006-09-27
Publication date: 2008-01-03
Anticipated expiration: 2008-12-27

Description

МЕМБРАННЫЙ ГИДРОАГРЕГАТ , ПРЕОБРАЗУЮЩИЙ СИЛУ ГРАВИТАЦИИ В КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ ДЛЯ БЕЗТОПЛИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ И САМ ДВИГАТЕЛЬ

Описание изобретения

Ввиду интенсивного расходования невосполнимых источников энергии и нерационального использования экологически чистых энергоресурсов да ещё и с ущербом для экологии насущно необходимо пересмотреть наши возможности для исправления положения. Как извecтнo,ГЭC в значительной степени уродуют экологию из-за низкого кофициента использования воды в турбинах. Все они ,кaк правило, лопаточного типа и протекающая по ним вода, ввиду наклонного вектора силы к поверхности лопаток, значительную часть своей силы уносит мимо, о чём свидетельствует стремительно бурлящий поток воды на выходе турбин. Кроме того, не успевающая уйти с уровня выходного сопла вода своим противодавлением также значительно снижает коэффициент использования водяного напора и ведёт к росту расхода воды на 1 квт-час э/ энергии. Суть изобретения заключается в использовании движения диафрагмы на оси в камере приёма и сброса жидкости как более подходящего силового устройства для преобразования статичного напора жидкости в относительно медленное возвратно-поступательное движение диафрагмы с дальнейшим воздействием на KUIM , маховик, редуктор и э/генератор, а , ввиду высокоэффективного использования статического напора жидкости, показать два варианта реальных конструкций безтопливного движителя , использующего силу гравитации и свойства жидкостей в этом поле. В базе данных патентных ведомств приводится множество разработок по тематике альтернативных источников энергии, однако информация по ним весьма закрыта, т.к. представлена в лучшем случае мало что поясняющими по существу рефератами. Поэтому с трудом удалось идентифицировать с моим предложением следующие разработки: -патент RU 2221 932 C2 от 22.10. 2001г., авторы Артамонов А.С. и др., * Бесплотинная электростанция* (по МПК - F 03В 13/ 00, 11 00, где вертикально расположенные турбины с лопатками и диафрагмами за счёт найденной * конструкции гидроэлектростанции позволяют обеспечить преобразование энергии воды без строительства плотины*; патент RU 2153041 C2 от 04.08.1998г., автор Гинкулов Г.B., *Дoннaя гидроэлектростанция*, (по МПК -E02B9/00, F03B13/10),гдe...* гидроэлектростанция содержит один или несколько электрогенераторов, вpaщaeмыx,cooтвeтcтвeннo, одним или несколькими гибкими валами с якорем на конце и лопастными гидровинтами,* заявку Штельмаха А. А. N° 92001594 от 1992г. ( публикация 1996г.) * Диафрагменный насос* ( по МПК - F 04В 9/10), который предлагается использовать для перекачки жидкостей и пульпы, заявка Осауленко Е.И. * Электростанция, работающая силами тяжести (земного тяготения) для выработки э/энергии*, RU 95114283 от 07.08.1995г.,( МПК- 6 F03B17/02),гдe.._элeктpocтaнция .., отличающаяся тем, что устройство для подъёма, перепуска и сброса воды размещено внутри ёмкости и выполнено в виде системы вертикальных и наклонных труб, снабжённых запорными клапанами, а также по крайней мере двумя поршнями, связанными тросом, переброшенным через блоки, причём указанные поршни расположены в вертикальных трубах, соединённых наклонными трубами с центральной вертикальной трубой, внутри которой установлен турбогенератор, а клапаны снабжены приводами для периодического противофазного срабатывания при движении поршней вверх и вниз._, заявка Кавальеру M.T., RU 2005125739A от 15/12/2003r., (МПК-FОЗВ 17/04), * Гидравлическая машина для нагнетания и извлечения жидкости при внутренних перемещениях для производства э/энергии*, гдe.._ гидравлическая машина, содержащая (1) резервуар или водонапорную колонну, выполненный из железа или других материалов, при этом в данном резервуаре совершает перемещение цилиндр вверх и вниз, и посредством перемещений обеспечивается поднятие уровня воды в направляющее средство турбинного ротора, (2) трубу, открытую внутрь резервуара (1), при этом перекрытие входа и выхода воды в трубу и из неё обеспечивается кольцом, соединённым с гильзой цилиндра, при этом труба обеспечивает прохождение жидкости, которая извлекается и отправляется обратно в резервуар, (3) камеру для воды или других жидкостей, при этом данная камера извлекает использованную жидкость после сообщения движения ротору, .._ и т.д. (1), а также заявки Гузенко В.Г. *Meмбpaнный гидроагрегат* ,N°a 200607188 от 27.06.2006г. и * Гидросиловое устройство задействования ёмкостей непрерывного кругооборота воды (жидкocти)Д° а 2006 08868 oт08.08.2006г. в УКРПАТЕНТ.Т.о. данная заявка * Мембранный гидpoaгpeгaт,пpeoбpaзyющий силу гравитации в крутящий момент для безтопливного двигателя* (в дальнейшем-МГ) относится по МПК к F 03В 13/ 00, 7/00, E02B9/00 , F 04В 9/10, 6 FОЗВ 17/02, FОЗВ 17/04. МГ состоит из цилиндрической камеры (1), разделённой пополам полужёсткой мембраной (2), закреплённой на оси (3), проходящей через отверстия в стенках камеры с сальниками (4) для передачи возвратно-поступательного движения на KIlIM (5) с последующей передачей вращательного момента маховику (6), на повышающий редуктор (7) и далее на генератор (8).K обеим полостям камеры подведены попарно четыре трубы наполнения (9) и слива (10) из полостей через попарно синхронно работающие клапаны -наполнения Kl и КЗ и слива K2 и K4. Наполнение камеры производится водой из герметичного резервуара (11) , подпитываемого от деривационного источника (12) через трубку (13), открытый конец которой находится на уровне нижнего конца трубки обратной связи (14), которая обеспечивает постоянство уровня напора на входе в камеру с мембраной.Предлаrаемый агрегат при использовании напора в lм.с диаметром мембраны 0,4м. и ходе шатуна 0,06м. с частотой lщ способен дать около 120 вт.сек. э.энергии при 7,5 литрах расхода воды (0,0075 куб. метров). Для получения lквт э.энергии необходимо расположить 8 таких агрегатов по радиусам, чтобы их шатуны можно было без проблем подсоединить на шейки единого коленвала и получить 3456квт. -часов на валу. При этом общая сработка составит сколо 0,06 кубометров на lквт-сек., что в десятки раз меньше, чем в турбинных агрегатах. Действительно, н-р, сработка воды Самарского водохранилища за 3 зимних месяца составляет 9,6млpд куб. метров (Справочник Лузанской Д. И., M, 1965г., стр.144); э/энергии при этом (среднегодовая l l,9млpд квт.-ч;БCЭ, M., 1971г.,/Coв. Энцикл.Дстр.897-901) вырабатывается около бмлрд. квт.-ч. ,т.e. на lквт.- час затрачивается 1,6 кубометров воды. Подсчёт по всем каскадам на реке Даугаве даёт примерно тот же результат -2,3кyбoмeтpa на lквт.-час (Latvenergo,Spriditis,Riga,1997г.,cтp.l8). Отсюда коэффициент использования воды в МГ лучше в 25 раз. А .если учесть, что напор на МГ мы подвели в 30 раз мeныпий( H- 30 метров в Самарской ГЭС), то в 700 раз! Это открывает возможность отказа от перегораживания рек и переход на отбор воды из водоёмов деривационными устройствами, которые более водосберегающи. Деривационный подвод напора к подобным агрегатам позволяет использовать заглубленную ( глубже уровня промерзания почвы ) транспортировку воды по закону сообщающихся сосудов, что обеспечивает бесперебойную выработку э.энергии круглогодично, и даже в меженный период. Кроме того, отпадает необходимость в использовании линий э.передач, в которых неизбежно теряется часть э.энергии, а также другие неудобства. Использованную многократно воду можно возвращать обратно в реку ниже по течению. Расположение 8 таких МГ по радиусам относительно оси вращения коленвала целесообразно не только с точки зрения повышения мощности на валу, но и для более плавного его вращения.Только резервуары (11) нужно разделить пополам так, чтобы при подводе воды к камере (1) с противоположных сторон мембраны можно было обеспечить ( за счёт установки телескопическими трубками) равное давление и, соответственно, равенство величин сил действующих на мембраны, и далее на шейку коленвала..В принципе на одну ось можно подсоединить по нескольку МГ и тем ещё более повысить энергоотдачу от такого узла .Но даже 8MГ , имея мощность 3456 квт.ч за 1 месяц выработает около 2,5 млн квт.-ч , что обеспечит э/энергией свыше 200 домов ( 80-квapтиpныx ). При этом размер энергоузла (в отапливаемом помещении) составит ЗмxЗмx2м.( одна комната). Работа МГ.понятна из рис. 1. При открытом вентиле Kl и закрытом КЗ вода из peзepвyapa(l l) поступает в камеру (1) и давит на мембрану (2) с силой F=pS (S- площадь мембраны), перемещая её вместе с ocью(З) , которая через шатун проворачивает коленвал (5). Открытый вентиль K4 (при закрытом K2) обеспечивает беспрепятственный слив водной сработки в к.-либо резервуар для использования в качестве подпитки следующего каскада деривационной установки с очередным ГУ и так далее.Восполнение уровня жидкости на lм отметке обеспечивается телескопической трубкой обратной связи (14) при подпитке водой от деривационной установки (12) через тpyбкy( 13). Подводящая труба деривационной установки с толщиной бетонной стенки около 7см и диаметром 0,5 м может беспрепятственно пропускать 245 л/сек. воды при скорости l,25м./ceк.

.(Гидpaвликa,M.,Энepгия,1973г.,cтp.l93 ). В нашем случае при скорости воды 0,5м/сек. необходимо около 60л/ceк.,чтo говорит о наличии резерва и по пропускной характеристике и по допустимому давлению воды. Очень важно превышение истока рек над уровнем моря. Такие многоводные реки ,кaк Волга, Днепр, Даугава берут начало с Валдайской возвышенности (221м над уровнем моря) и потому весьма перспективны для использования таких МГ. В пределах Латвии на 230км участке уровень дна к заливу снижается на 99м, сл-но, средняя длина участка деривационной трубы составляет всего 2,3км на lм напора. Спокойное истечение сработки в МГ облегчает задачу создания силовых устройств с минимальной величиной сработки и ,в конечном счёте, двигателя с нулевой сработкой, т.е. безтопливного двигaтeля,иcпoльзyющeгo силу гравитации. Так, на pиc.2 представлен вариант устройства, позволяющее за счёт введения трёх мембранных камер повысить энергоотдачу и снизить величину сработки.

Другой вариант МГ представлен на рис.З. Конструктивно он состоит из двух вертикально расположенных герметичных резервуаров (11), наполненных жидкостью под самый купол.В каждом резервуаре размещены по две трубы, проходящие сквозь купол и имеют отсечные воздушные клапаны K5, Кб, K7,K8 вне купола.Снизу каждая из труб (14) с K5 или K8 погружена в жидкость и имеет небольшой просвет с дном резервуара, а другая труба с Кб и K7 своим нижним концом находится в воздушном подкупольном пространстве обоих резервуаров.Обе трубы (14) через тройники (19) и трубы (18) соединены с воздушной камерой (15), в которой диафрагма (16) движется в обратном направлении относительно диафрагмы (2) камеры (1) за счёт подсоединения их осей (3) через шатуны (17) к противоположным звеньям коленвала (5).K воздушной камере (15) напрямую подсоединяются трубы (18) через клапаны KI l и K12, а через работающие в противофазе с ними K9 и K!0 к противоположным торцам этой камеры.

Работа МГ.Исходное положение: в водяной камере (1) мембрана (2) находится в крайнем правом положении, в воздушной камере (15) мембрана (16) в крайнем левом, открыты клапаны K5 и K7Д11 и KK12, закрыты Кб и K8, K9 и KlO. В трубе (14) левого резервуара жидкости нет, в трубе (14) правого резервуара жидкость на уровне заполнения самого резервуара. В результате действия сил статического напора H=п(мeтp.) при периодической смене (lгц) состояния вышеуказанных клапанов мембраны (2) и (16), связанные осями (3) будут получать поступательно-возвратное движение. При этом отбор энергии будет совершаться по кривой на рис.З, где провалы полезного напора указывают на необходимый отбор мощности по восполнению расхода столба жидкости на необходимую величину сработки. Схема безтопливного двигателя на рис.З представлена в виде, более удобном для понимания работы устройства. В реальной конструкции камера (15) с диафрагмой (16) может иметь с камерой (1) и диафрагмой (2) общую ось (3), но развёрнутая на 180 градусов, а также для укорочения подводящих труб камеру (15) можно расположить вверху, около подкупольного участка резервуара (И), и для уменьшения высоты резервуаров (11) воду заменить жидкостью с большим удельным весом (н-р, раствором CaCL2 или сахара и т.д.).

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

п.1.-Мембранный гидроагрегат для получения энергии вращения от водяного деривационного напора , отличающийся тем, что в нём применена полужёсткая мембрана, насаженная на ось передачи её перемещения в замкнутой камере с двумя отверстиями с сальниками под эту ось на кривошипно-шатунный механизм, а также с четырьмя трубами, попарно подведёнными к разделённой мембраной полости камеры для попеременного слива и наполнения полостей водой от герметичного резервуара через попарно и синхронно работающими в противофазе клапанами с обеспечением определённого уровня напора воды в герметичном резервуаре с воздушным колпаком, управляемого телескопической трубкой обратной связи, в который подпитка из-за сработки на каждом цикле перемещения мембраны осуществляется водой от деривационного источника, что позволяет использовать в одном энергоузле ( с одним коленвалом) несколько камер ( до 8 и более) с одинаковым давлением шатунов на каждое из звеньев коленвала. п.2-Meмбpaнный гидроагрегат уменьшенной величины сработки, отличающийся от МГ по п.l тем, что в нём применены три дополнительные мембранные камеры, действующие согласованно с основной камерой и повышающие эффективность преобразования силы статического напора воды с уменьшением величины сработки. п.З. -Гидросиловое устройство задействования ёмкостей непрерывного кругооборота жидкости (воды) отличающийся тем, что оно состоит из двух вертикально расположенных герметичных ёмкостей, наполненных жидкостью под самый купол, над которым расположены два противофазно работающие отсечные воздушные клапаны на двух трубах, проходящих через купол вовнутрь , нижний конец одной из которых находится в жидкости около дна резервуара, а нижний конец другой находится в воздушном подкупольном пространстве и имеет ответвление трубы для воздушной связи с одной из половин воздушной камеры, разделённой мембраной, закреплённой на оси, связанной с осью водяной камеры с мембраной, имеющей, в результате подключения к противоположному звену вала KHIM отбора крутящего момента, обратный ход в процессе работы относительно мембраны воздушной камеры, а сама водяная камера трубами от её обеих половин соединена с дном каждого из резервуаров, причём все узлы, кроме деталей КШМ, могут быть выполнены из пластмассы. п.4.-Cилoвaя установка из МГ по п.З, отличающаяся тем, что в ней несколько МГ подсоединены на одну (две) ось с единым шатуном (двумя) на коленвалу, а, в случае необходимости, увеличить число звеньев коленвала с подсоединением к каждому из них своей группы МГ, причём оба резервуара каждого из МГ в части подкупольного пространства могут быть сведены в два общих с парой отсечных клапанов в каждом из куполов, но с отдельными воздуховодами и трубами каждой камеры МГ.