Пневмодвигатель

(19) сзц И Комитет Российской Федерации о патентам и товарным знакам(76) Маркелов Василий фотеевич(87) Использование: в энергетике. Сущность изобретения: в заполненной жидкостью емкости размещены в ее верхней и нижней частях приводные колеса. Колеса охвачены бесконечным рабочим органом. Колоколообразные поплавки закреплены нарабочем органе. Источник сжатого газа подключенк емкости в нижней части с возможностью заполнения газом внутренней полости каждого поплавка при его нахождении в нижней части емкости. Две вертикальные направляющие расположены с зазором у боковых стенок емкости. Рабочий орган выполнен в виде двух параллельных цепей или канатов и размещен с возможностью перемещения поплавков в зазорах Каждый поплавок снабжен з- крепленной внутри трубой и расположенной в ней осью, шарнирно связанной концами с цепями или канатами. В нижней части емкости напротив зоны погракения поплавков выполнена боковая нища В случае выполнения рабочего органа в виде канатов он снабжен жесткими стержнями, закрепленными концами на канатах На приводных колесах выполнены радиальные прорези с возможностью вхождения в них стержней. 2 ил.10 20 25 Изобретение относится к энергетике иможет быть использовано для обеспеченияпотребителей энергией, запасенной в водеи воздухе.Уже известны пневмодвигатели поршневого типа, содержащие цилиндр и поршвнь, в которых теплота, запасенная ввоздухе, не используется; а наоборот отбирается, а КПД таких двигателей не превышает О,б.Известны также пневмодвигатели турбинного типа, содержащие газовую турбину, соединенную с источником сжатого газа.Но и эти пиевмодвигатели не используюттеплоту, запасенную в воздухе,Известна установка (см. заявку ФРГ М2408682, кл. Г 03 В 17/00, 1975), принятаяза прототип, содержащая заполненный водой корпус с размещенным в нем рабочиморганом, представляющим бесконечнуюцепь с закрепленными на ней колоколообразными поплавками и взаимодействующим с генератором электрической энергии.В прототипе не разработаны расчетныеформулы дпя определения действующегообъема воздуха, первоначально подаваемого в поплавок, а это не позволяет опреде лять параметры двигателя и приводит кснижению КПД за счет невозможности извлечения. теплоты, запасенной в воде и воздухе,Целью изобретения является повышение КПД пиевмогидродвигатепя за счет извлечения теплоты, запасенной в воде ивоздухе.В предложенном пневмогидродвигателе существенно то, что обьем сжатого воздуха в поплавке определяется изсоотношенияд = и(1 + 0,5 Р)(1 + - );273где Чд - объем сжатого воздуха в поплавке;Чи - объем сжатого воздуха при первоначальном заполнении и абсолютном давлении;Р - коэффициент увеличения давленияв зависимости от глубины погружения поплавка;1 - температура воды;И 1 - температура воздуха.а энергоизвлекающие свойства обусловлены следующими факторами,1. Закон Архимеда рассматривается какследствие закона сохранения энергии (завозникновением любой силы стоит энергия), когда выталкивающая сила при равныхтемпературах жидкости и тела рассматривается как следствие действия разности затрат энергии на создание или фазовый переход из одного состояния в другое с иаменением плотностей взаимодействующиххидкости и газа и которая определяет степень плавучести - положительную, когдавыталкивающая сила больше силы втягивания, нулевую, когда сила вь 1 талкивания исила втягивания равны, и отрицательную,когда сила выталкивания меньше силы втягивания.Формула закона Архимеда предлагается в следующей редакции,На тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, определяемаяразностью затрат энергии на создание жидкости и тела ипи на переход в иное агрегатное состояние, сопровождающеесяизменением плотностей, а также количеством энергии, саккумулированной жидкостью и телом в пределах температуробразования или перехода в иное агрегатное состояние (растопление, затвердевание, газообразование).2. Выталкивающая сила, действующаяна подведенный под столб воды или инойжидкости начальный обьем газа или воздухаи обладающая положительной плавучестьюбольше силы, необходимой для преодоле.ния давления над напорным патрубком источника сжатого газа на величину силы,обеспечивающей положительную плавучесть.3. Выталкивающая сила, действующаяна обладающий положительной плавучестью обьем газа. подведенный под столбводы при равных температурах воды и газа,увеличивается по мере всплытия и уменьшения давления над иим с увеличением объемагаза на величину первоначального обьемачерез каждые 10 м всплытия (1 ат).4. Выталкивающая сила увеличиваетсяпрактически при неизменной плотности воды в пределах температур от 0 до 100 Стогда как газ увеличивает свой объем в несжимаемой среде воды на 1/273 первоначального объема на каждый градусповышения температуры, т.е. меняет плотность в зависимости от количества затраченной энергии интенсивнее воды,сопровождаясь отбором теплоты от воды инарушая равновесие эиергопотенциаловводы и воздуха, и наблюдается, когда естьразность температур воды и воздуха, подтверждая закон Архимеда как следствие закона сохранения энергии,5, Выталкивающая сила увеличивается,т.к, подвод практически происходит в изолированной системе воды (адиабатиый процесс), когда при падении давления на 1 атпроисходит понижение температуры воздуха примерно на 24 С, т,е, воздух всегда по2003830 5 10 15 20 25 30 35 ния энергии, запасенной о воде л воздухе, пневил.двигатель снабжен двумя вертикальными направляющими, расположенными с зазорам у боковых стена емкости, рабочий орган выполнен о виде двух параллельных цепей или канатов и размещен с возможностью перемещения поплавков в зазорах, каждыйиз поплаоков снабжен закрепленной внутри него трубой и расположенной в ней осью, шарнирно связь ной концами с цепями или канатал 1 и, а о нижней части емкости напротив зоны погружения поплавков выполнена боковая пиона, при этом о случае выполнения раба ", и органа в виде канатов ои снабжен жсстхиПН ЕВ 1 ЛОДВИГАТЕЛ Ь, содерхащий заполненную жидкостью емкость, размещенные в ее верхней и нижней частях 50 приводные колеса, схваченные бесконечным рабочим органом, колоколообразные поплавки, закрепленные на рабочем органе, и источник сжатога газа, подключенный к емкости в ее нижней части с 55 возможностью заполнения газом внутренней полости каждого поплавка при его нахождении в нижней части емкости, отличающийся тем, что, с цель 1 о повышения мощности двигателя за счет извлечедается под воду с температурой ниже температуры воды, что позволяет извлекать энергию при равных температурах воды и воздуха, близких к 0"С, При этом отбор теплоты происходит при постоянной температуре воды,6, Выталкивающая сила увеличивается до 40;ь при раоных начальных температурах воды и ооздуха, когда система охлаждения компрессора подключена к пневмогидродоигателю, в этом случае возвращается теплота, отобранная у воздуха при сжатии (изотермный КПД компрессора не превышает 0,6),На фиг,1 изображена схема пневмогидродвигателя: на фиг,2 - разрез А - А на фиг,1,Изобретение осуществляется следующим образом.Пнеомагидродвигатель включает источник сжатого воздуха, соединенный трубопроводол 1 1 через вентиль 2 с колоколообразными поплавками 3, имеющими запас полезного абьема, шарнирна закрепленными на цепях или канатах 4, взаимодействующих с зубчатыми колесами 5, причем цепь с поплавками помещена в направляющую часть, образованную пластинами 6, Если вместо цепи применен канат, то на нем закреплены холостые оси 7, выполняющие функцию звеньев цепи, а зубчатые колеса, свободно вращающиеся на осях 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 направляющими 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 па трубопроводу 1 через вентиль 2 поступает Формула изобретения под колоколообразнь.е поплавки 3. Поплавки начинают всплывать, вытягивая цепь или канат 4, паиводя оо вращение зубчатые колеса 5, Поплавки всплываю о направляащей части, образованной пластинами 6, при этом. имея запас полезного обьема, находящийся в поплавке воздух по мере всплытия и падения давления водяного столба, рас ширяясь, заполняет этот обьсм, увел; чи. ая подъемную силу. Если вместо цепи применен канат. то на нем закреплены холос 1 ые оси 7, выголняющие функцию звеньев цепь Зубчатые колеса свободно орошаю.ся на асях 8, жестко закрепленных в стенках шахты или башни, и через шестерню 9 и паразитную шестерню 10 передают ерагцение на ось промежуточной передачи 11 генератора 12 электрической энергии. при этом при погружении поплавков направл. ющил 1 и служат стенки направляющей части 13 и направляющие пластины 14, Вытесненная при заполнении поплавков жидкость раз и оается тонким слоем о расширенной разгрузочнгй части 15, а сменившие направление движения на обратное поплавки освабакдаются от ооздуха ниже уровня жидкости и заполняются ей, а в ниж ей части 16, представляющей дое противоположные ниши, разворачиваются о обратном нзправленин и входят о направляющую часть, соприкасаясь между собой, паи этом площадь входа воздуха увеличивается вдвое, что уменьшает потери воздуха и облегчает заг,олнеиие поплавков воздухом. Технико-экономическая эффективность выражается в извлечении практически неисчерпаемого источника энергии, легко доступнога и экологически чистого, как энергия, запасенная в воде и воздуха.ми стержнями, закрепленными концами на канатах, а на приводных колесах выполнены радиальные прорези с возможностьювхождения в них стержней.2003830 ректор О.Кравцова Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 едвктор Т.Лошкаревааказ 3316 Составитель В,Марк Техред М,Моргентал Тираж Подписи НПО "Поиск" Роспатента13035, Москва, Ж, Рауаская наб., 4/5