Двигатель, использующий энергию потока

(19) (1 1)5 1" 03 В 17( Е ИЗОБ А ЕНИ ПАТЕНТУ л. Й ЛЬЗУ к энергетике. наряде (С) 1 с на барабан (Б) уса - щита 9 и д 11 с якорем вязан лентой с уктором, Ком 1 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(56) Патент СССР 1 ч. 1694Р 03 В 17/06, 1989. Ь, ИСПО АОТНОСитСя овлен на с 5 намотана оят иэ корп а 10, Снаря м 8, Груз с нным с ред(54) ДВИГАТЕЛ 3 СЕРГИЮ ПОТОК (57) Изобретение Генератор 3 устан якорем 2, Тяга (Т) 4,Тягачи 7 и 8 сост бокового поплавк 12 связан с тягачо барабаном, связа мутатор связан с Б 4, Дополнительные ведомые механизмы снабжены барабаном для тяги и датчиками. Накопители энергии размещены на поворотных платформах, На валу Б 4 установлены тормоз - фиксатор с соответствующими датчиком, муфтой сцепления и редуктором. Муфта одностороннего действия размещена между редуктором 6 и валом генератора 3. Электродвигатель связан с соответствующим редуктором. Коммутатор снабжен силовым и согласующими кабелями, Ведомые механизмы снабжены своими редукторами. На С 1 размещен блок управления, Такое выполнение двигателя позволяет повысить его надежность и упростить конструкцию. 1 3. п. ф-лы, 3 ил.Изобретение относится к энергетике свободного потока - к двигателям, преобразующим энергию речного потока, океанических течений, волновую энергию, а также энергию ветра.Цель изобретения - повышение надежности работы двигателя и упрощение его конструкции.Указанная цель достигается тем, что в двигатель, включающий первый снаряд с якорем, установленный на снаряде, генератор и ведомый механизм, включающий барабан с намотанной на него тягой и редуктор, вал которого связан с маховиковым валом генератора, первый соединен с вторым концом тяги, намотанной на барабан ведомого механизма снаряда, и второй тягачи, выполненные состоящими из корпуса-щита и бокового поплавка, второй снаряд с якорем, аналогичный первому и связанный со вторым тягачом, как и первый снаряд с первым тягачом, весовые накопители энергии, выполненные в виде грузов и связанных с ними лентой, барабанов, валы у которых подключены к:, выходному валу редуктора весовых накопителей энергии, коммутатор электрических сетей, связанный с барабаном ведомого механизма, датчик длины несмотанной части тяги, имеющие барабаны для намотки тяги дополнительные ведомые механизмы, к валам барабанов которых также, как и к валам барабанов ведомых механизмов, подключены входные валы редукторов весовых накопителей энергии, установленные на снарядах поворотные платформы для размещения весовых накопителей энергии, барабанов, ведомых механизмов, соединенных тягами с боковыми поплавками тягачей и соединенных тягами с новой частью корпусов-щитов тягачей, дополнительных ведомых механизмов тормоз-фиксатор, датчик длины несмотанной части тяги, муфты сцепления, установленную между валом редуктора ведомых механизмов и генератором, муфту одностороннего действия и в дополнительных ведомых механизмах - связанные выходными валами с муфтами сцепления редукторы и связанные с выходными валами редукторов электродвигатели, электросети которых через кабель, как и электросети генераторов, подключены к коммутатору электрических сетей, имеющему силовой кабель, связывающий его с потребителем, и согласующий кабель, соединяющий воедино электросети обеих половин двигателя, дополнительно введены в каждой из половин двигателя еще по одному снаряду с якорем, размещенному в стороне от первого снаряда каждой из поло 25 вого по десятый выходами подключенными соответственно к входам тормоза-фиксатора вала барабана ведомого механизма, пульта управления двигателем, муфты сцеп ления ведомого механизма, управляющимвходом генератора и коммутатора электрических цепей, в дополнительном ведомом 35 40 ведомых механизмов двигателя.Двигатель состоит из двух аналогичныхпротивофазноработающих половин. и включает снаряд 1 с якорем 2, установленный на"5 снаряде 1 генератор 3 и ведомый механизм,включающий барабан 4 с намотанной нанего тягой 5 и редуктор 6, первый 7, соединенный с вторым концом тяги 5, и второй 8,аналогичный первому 7, тягачи, выполнен 50 ные состоящими из корпуса-щита 9 и бокового поплавка 10, второй снаряд 11 с якорем12, связанный с тягачом 8,Двигатель включает в себя также весовые накопители энергии, выполненные в ви 55 де груза 13 и связанного с ним лентой 14барабана 15, вал которого подключен к выходному валу редуктора 16 весового накопителя энергии,Имеются кроме того коммутатор 17электрических цепей, связанный с бараба 5 10 15 20 вин двигателя, при этом ведомый и дополнительный ведомый механизмы размещены отдельно на снарядах в каждой из половин двигателя, на выполненных свободноповорачивающимися поворотных платформах, установленных по одной на снарядах в обеих, половинах двигателя, в ведомый и дополнительный ведомый механизмы введены укладки тяг на барабаны, установленные на валах барабанов, в дополнительном ведомом механизме между валом электродвигателя и входным валом редуктора установлена мягкая муфта сцепления, одна из половин двигателя имеет на снаряде с ведомым механизмом блок управления двигателем, связанный с первого по шестой входами соответственно с выходами датчика длины несмотанной части тяги ведомого механизма, пульта управления двигателем, с информационными выходами генератора и коммутатора электрических цепей, с выходом датчика длины несмотанной части тяги дополнительного ведомого механизма и с выходом состояния аналогичных датчиков и органов другой половины двигателя, а с пермеханизме - к входам мягкой муфты сцепления, редуктора, муфты сцепления, тормоза- фиксатора вала барабана, а также к входу управления аналогичными органами второй половины двигателя,На фиг. 1 представлен двигатель; на фиг. 2 - боковой вид одного из снарядов двигателя; на фиг. 3 - структурная схеманом 4 ведомого механизма, датчик 18 длины несмотанной части тяги 5. имеющие барабаны 19 для намотки тяги 20, дополнительные ведомые механизмы, к валам барабанов 19 которых также, как и к валам барабанов 4 ведомых механизмов, подключены соответственно входные валы редукторов весовых накопителей энергии 21 и 22, установленные на снарядах поворотные платформы для размещения весовых накопителей Энергии 21 и 22, барабанов 4, 19, ведомых механизмов, соединенных тягами 5 с боковыми поплавками 10 тягачей 7, 8 и соединенных тягами 20 с носовой частью корпусов-щитов 9 тягачей 7, 8, дополнительных ведомых механизмов, включающих установленные на валу барабана 4 ведомого механизма тормоз-фиксатор 23, муфту сцепления 24, муфту одностороннего действия 25, размещенную между редуктором 6 и маховиковым валом генератора 3, и в дополнительных ведомых механизмах размещенные на валу барабана 19, тормоз-фиксатор 26, датчик 27 длины несмотанной части тяги 20, муфту сцепления 28, редуктор 29, подключенный выходным валом к муфте сцепления 28, связанный с входным валом редуктора 29, электродвигатель 30, электросеть которого, как и электросеть генератора 3, подключена к коммутатору 17 электрических сетей, имеющему силовой кабель 13, связывающий его с потребителем электроэнергии, и согласующий кабель 32, соединяющий воедино электросети обоих половин двигателя. В каждой из половин двигателя имеются еще по снаряду с якорем, размещенному в стороне от снарядов 1(11), При этом дополнительные ведомые механизмы размещены на поворотных платформах вторых снарядов, Все поворотные платформы на снарядах двигателя выполнены свободноповорачивающимися, В ведомом и дополнительном ведомом механизмах соответственно имеются редукторы-укладчики 33, 34 тяг на барабан, установленные на валах барабанов 4, 19. В дополнительном ведомом механизме между валом электродвигателя 30 и входным валом редуктора 29 установлена мягкая муфта сцепления 35, На снаряде 1 размещен блок управления 36 двигателем, связанный с первого по шестой входами соответственно с выходами датчика 18 длины несмотанной части тяги, пульта управления двигателем, с информационными выходами генератора 3 и коммутатора 17 электрических цепей, с выходом датчика 27 длины несмотанной части тяги и с выходом состояния аналогичных датчиков и органов другой половины двигателя, а с первого по десятый выходами подключенный соответ 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ственно к входам тормоза-фиксатора 23, пульта управления 37 двигателем, муфты сцепления 24, к управляющим входом генератора 3 и коммутатора 17 электрических цепей, в дополнительном ведомом механизме - к входам мягкой муфты сцепления 35, редуктора 29, муфты сцепления 28, тормоза- фиксатора 26, а также к входу управления аналогичными органами второй половины двигателя.Возможны несколько вариантов выполнения двигателя, В волновом варианте в качестве тягачей могут использоваться плоскодонные ширококорпусные суда, сцепленные в одну линию или экраны, установленные на каркасах с шаровыми разнесенными поплавками, при этом нижняя кромка экрана должна быть установлена на уровне чуть выше уровня штилевой водной поверхности. В этом случае ударная энергия волн воспринимается во время рабочего хода бортами корпусов судов либо экраном на шаровых опорах.В двигателе, приводимом океаническими течениями, тягачи могут быть выполнены в противоштормовом подводном варианте - как подводный каркас, связанный тросами через амортизаторы с поплавками на поверхности, имеющий экраны-занавеси с грузами на нижней кромке. Носовое боковое ребро экрана-занавески выполнено жестким и может представлять собой трубу или трос с грузом на конце, В качестве тягача в этом случае может быть применено и судно с широким плоскодонным корпусом, под которым закреплены уходящие в глубину экранные занавеси.В ветрогенераторном варианте тягач может быть выполнен в виде висящего на каркасе паруса с грузом на нижней кромке и с жесткой боковой кромкой в носовой части, при этом на каркасе установлен воздушный шар вытянутой вдоль каркаса формы,Возможен также и плавающий вариант паруса-тягача, выполненный как каркас с парусными мачтами, установленный на разнесенных шаровых поплавках, Применяется такой двигатель на водной поверхности водохранилищ, озер, при умеренной волнистости и не очень сильном ветре. и на морской поверхности, В случае шторма паруса складываются, а тягачи и снаряды буксируются в бухты к причалам, Пары снарядов в ветродвигателе в наземном и плавающем варианте устанавливаются (якорятся) так, чтобы снаряды пары в каждом из половин двигателя были на линии, перпендикулярной направлению ветра в соответствии с сезонной статистикой, При частом измене 180810010 15 20 25 30 35 40 45 50 55 нии направления ветра один из каждой пары снарядов, или одна из наземных плат. форм, периодически перетягивается на новое место якорения в соответствии с требованием перпендикулярности,Двигатель действует следующим образом, Две половины двигателя работают в противофазе, Когда один из тягачей, развернутый перпендикулярно потоку, оттягивается от снарядов, с которыми он связан тягами, приводя в действие через ведомый механизм генератор 3, на другой половине двигателя тягач подтягивается дополнительным ведомым механизмом, получающим электроэнергию для электродвигателя 30 по согласующему кабелю 32 от генератора 3 ведомого механизма, В следующем цикле половины гидравлического двигателя функциями, В крайне удаленной позиции тягача относительно снарядов, ведомые механизмы которых связаны с ними тягами, производится притормаживание барабана 19 тормозом-фиксатором 26. При этом тягач р аз вора чи вается корпусом-щитом 9 вдол ь течения. Затем расцепляется муфта сцепления 24. Весовые накопители энергии 21 и 22 обеспечивают натяжение тяг и поглощение .энергии раскрутившихся барабанов 4., 19, После разворота тягача течением и начала рабочего хода тягача другой половины двигателя включается электродвигатель 30, отпускается тормоз-фиксатор 26 включается муфта сцепления 28, затем мягкая муфта сцепления 35. На редукторе 29 в начале подтягивания тягача, выставляется максимальный коэффициент редукции, поэтапно изменяемый помере разгона подтягиваемого тягача. Подтягивание тягача производится с большей скоростью, чем оттягивание потоком тягача другой половины двигателя с отбором части энергии, вырабатываемой генератором половины двигателя, находящейся в состоянии рабочего хода. В конце подтягивания, оцениваемого по показаниям датчиков 18, 27 длины несмотанной части тяги, производится отключение электродвигателя 30, отключение муфт сцепления 28,35 и после изменения направления хода тягача, оцениваемого по показаниям также датчиков 18, 27, включается тормоз-фиксатор 26, Дождавшись достижения тягачом другой половины двигателя крайнего удаленного положения траектории рабочего хода,. производится отпускание тормоза-фиксатора 26, при включенном тормозе-фиксаторе 23. После истечения нормативного времени на разворот тягачей включается муфта сцепления 24 и отпускается тормоз-фиксатор 23, Начинается процесс рабочего хода тягача сматывающего тягу 5 с барабана 4 ведомого механизма.В двигателе число тяг, идущих к тягачу, сокращено до двух. Предельно упрощена конструкция тягача. В сравнении с прототипом, благодаря отсутствию поворотного движителя в тягачах, двигатель менее уязвим от проплывающих бревен, льдин, лодок, водорослей, На работоспособность двигателя не влияет обмерзание корпусов и двигатель может быть применен и в зимнее время в полынье за гидростанциями и эа искусственными донными перемешивателями водопотока, Можно обойтись без поворотных платформ в целях упрощения (с некоторым ущербом для износоустойчивости тяг) с жестким закреплением органов двигателя на корпусах снарядов, которые, имеястепень подвижности относительно якорей. выполняют роль поворотных платформ,Формула изобретения 1, Двигатель, использующий энергию потока, содержащий два снаряда с якорями, установленные на каждом снаряде генератор и ведомый механизм с барабаном, намотанной на него тягой и редуктором, вал которого связан с маховиковым валом генератора, датчик длины несмотанной части тяги, связанный с барабаном ведомого механизма, два тягача, шарнирно соединенных с концом тяги барабанов и имеющих корпус-щит и боковой поплавок, накопители энергии, выполненные в виде груза и связанного с ним лентой барабана, вал которого подключен к выходному валу редуктора накопителя энергии, коммутатор электрических цепей, дополнительные ведомые механизмы, к валам барабанов которых подключены входные валы редукторов накопителей энергии, установленные на снарядах поворотные платформы для размещения накопителей энергии, барабанов с тягами, основных и дополнительных ведомых механизмов, соединенных тягами с боковыми поплавками тягачей и с носовой частью корпусов-щитов, при этом основные и дополнительные ведомые механизмы сЬ- держат установленные на валу барабанов ведомых механизмов тормоз-фиксатор, датчик длины несмотанной части тяги, муфту сцепления, установленную между валом редуктора основного ведомого механизма и генератором, муфту одностороннего действия,связанные входными валами с муфтами сцепления редукторы и связанные с входными валами редукторов дополнительных ведомых механизмов электродвигатели, электросети которых. а также электросети10 1808100 Фиг.2 генераторов подключены к коммутатору, снабженному силовым и согласующим кабелями для соединения электросетей снарядов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что двигатель снабжен дополнительными снарядами с якорями, размещенными в стороне от основных снарядов. при этом основной и дополнительный ведомые механизмы размещены соответственно на основных и дополнительных снарядах, поворотные платформы выполнены свободноповорачивающимися и установлены по одной на снарядах, основной и дополнительный ведомые механизмы снабжены редукторами-укладчиками тяг на барабаны. установленными на валах последних, а дополнительный ведомый механизм - мягкой муфтой сцепления, размещенной между валом электродвигателя и входным валом редуктора, одна пара снарядов снабжена блоком управления двигателем, установленным на основном снаряде и связанным с первого по шестой входами с выходами датчиков длины несмотанной части тяг основных ведомых механизмов, с пультом управления двигателем. с информационнымивыходами генераторов и коммутатора элек 5 трических цепей, с выходами датчиков длины несмотанной части тяг дополнительныхведомых механизмов, а с первого по десятый выходами - с входами тормозов-фиксаторов, пульта управления всем двигателем,10 муфт сцепления основных и дополнительных ведомых механизмов, управляющимивходами генераторов и коммутатора электрических цепей, мягких муфт сцепления, редукторов дополнительных ведомых15 механизмов и редукторов накопителейэнергии, а также со входами тормозов-фиксаторов валов барабанов.2. Двигатель по и. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что тягачи выполнены в виде поплав 20 ков, прикрепленных к ним каркасов с экранами-занавесями, имеющими груз нанижней кромке и жесткое носовое боковоеребро,1808100 Составитель Г. МаскаевТехред М.Моргентал Корректор А, Мотыль еда ктор роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина 101 Заказ 1399 Ти ВНИИПИ Государственного 113035, Подписноемитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССсква, Ж, Раушская наб 4/5