Універсальний водний двигун широкого застосування
Формула / Реферат
Універсальний водний двигун широкого застосування, що містить кінематично зв'язані з двома генераторами змінного струму два вертикальних вали, на яких жорстко, з можливістю обертання разом з ними, посаджені по одному робочому колесу з авіаційними крилами, які обертаються в протилежних напрямках, вали розміщені один в одному, робочі колеса розміщені одне над одним та являють собою дві жорстко посаджені на валах площини, які мають форму круга та розміщені горизонтально; між площинами по кільцю вертикально розташовані авіаційні крила, які зверху та знизу міцно прикріплені до площин, авіаційні крила складені з двох частин, одна більша частина має вигляд несиметричного авіаційного крила, задня кромка якого має округлу форму, а друга частина має вигляд авіаційного фіксованого передкрилка, профіль якого має форму сегмента, причому крила верхнього робочого колеса розташовані при обертанні округлою стороною проти годинникової стрілки, а крила нижнього робочого колеса розташовані при обертанні округлою стороною за годинниковою стрілкою, та який має захисну металеву сітку з боку набігаючого водного потоку; бак-поплавець циліндричної форми, через центр якого проходять вали робочих коліс, на якому зверху розташовані генератори змінного струму та механізм передачі крутних моментів, а знизу бака-поплавця знаходяться два робочих колеса з авіаційними крилами, який відрізняється тим, що має два вертикальних вали, на які посаджені два робочих колеса з авіаційними крилами; вертикальні вали розміщені один в одному з можливістю обертання разом в протилежних напрямках; робочі колеса розміщені одне над одним та являють собою дві жорстко посаджені на валах площини, які мають форму круга та розміщені горизонтально, між площинами по кільцю вертикально розташовані авіаційні крила, які зверху та знизу міцно прикріплені до площин; авіаційні крила складаються з двох частин, одна більша частина має вигляд несиметричного авіаційного крила, задня кромка якого має округлену форму меншого радіуса, ніж передня кромка, а друга частина має вигляд авіаційного фіксованого передкрилка, профіль якого має форму сегмента; авіаційні крила верхнього робочого колеса розташовані таким чином, що водний потік крутить колесо проти годинникової стрілки, а нижнє робоче колесо обертається за годинниковою стрілкою; кожна площина робочого колеса з зовнішнього боку містить ребра жорсткості; вали з'єднані з механізмом передачі крутних моментів для передачі механічної енергії на осі генераторів змінного струму і, при необхідності, для отримання руху різних об'єктів; між робочими колесами знаходиться розмежувальна площина, нижче нижнього робочого колеса - захисна площина універсального водного двигуна, а також опорний наконечник; зверху верхнього робочого колеса знаходиться бак-поплавець, на якому розташовані механізм передачі крутних моментів та генератори змінного струму, або один з них можна замінити пристроєм для отримання механічної енергії.
Текст
Універсальний водний двигун широкого застосування, що містить кінематично зв'язані з двома генераторами змінного струму два вертикальних вали, на яких жорстко, з можливістю обертання разом з ними, посаджені по одному робочому колесу з авіаційними крилами, які обертаються в протилежних напрямках, вали розміщені один в одному, робочі колеса розміщені одне над одним та являють собою дві жорстко посаджені на валах площини, які мають форму круга та розміщені горизонтально; між площинами по кільцю вертикально розташовані авіаційні крила, які зверху та знизу міцно прикріплені до площин, авіаційні крила складені з двох частин, одна більша частина має вигляд несиметричного авіаційного крила, задня кромка якого має округлу форму, а друга частина має вигляд авіаційного фіксованого передкрилка, профіль якого має форму сегмента, причому крила верхнього робочого колеса розташовані при обертанні округлою стороною проти годинникової стрілки, а крила нижнього робочого колеса розташовані при обертанні округлою стороною за годинниковою стрілкою, та який має захисну металеву сітку з боку набігаючого водного потоку; бакпоплавець циліндричної форми, через центр якого проходять вали робочих коліс, на якому зверху розташовані генератори змінного струму та механізм передачі крутних моментів, а знизу бакапоплавця знаходяться два робочих колеса з авіа U 2 (11) 1 3 водного потоку у тиснення рідини, яка відбувається винятково в роторі. Відомий водний двигун - гідроелектростанція Патент України на підставі Постанови Верховної Ради України №3769-ХІІ від 23. XII, (19) UA (11) 15407 (13) А, Кл.5 F03В23/08, 17/06, публ. 1993р., яка включає гідроенергетичну установку в складі корпуса, конфузора, дифузора та робочого колеса, розміщених у корпусі поміж конфузором та дифузором, при чому корпус, конфузом та дифузор являють собою єдине ціле. Робоче колесо має профілюючі робочі лопасті, які встановлені уздовж його вала ярусами, причому лопасті сусідніх ярусів зміщені в навколишньому напрямку одна відносно іншої, в нижній частині корпусу за допомогою осі знаходиться регулювальний кожух. Проте при такій конструкції лопастей для роботи використовується тільки їх частина, зокрема ця частина, яка розташована під більшим кутом до напрямку водного потоку, а лопасті, які розташовані під малим кутом до водного потоку використовуються слабо, тобто працює не більше як 25% лопастей робочого колеса і тільки ті, які розташовані проти напрямку водного потоку, що зменшує потужність гідроелектростанції. В основу корисної моделі поставлена ціль вдосконалити конструкцію вище названої гідроелектростанції, відмовитися від будь-яких споруд на річках, які забирають великі земельні корисні сільськогосподарські площини, а використовувати любі водні потоки усілякої швидкості течії та глибини найрізноманітніших річок нашої України, щоб він був не тільки екологічним та енергетичним, але і фінансово доступним для усіх бажаючих громадян країни. Універсальний водний двигун широкого застосування призначений для ефективного перетворення енергії водного потоку будь-яких річок (великих і малих, глибоководних і мілководих, широких і вузьких, судноплавних і несудноплавних, гірських і рівнинних) в електричну і механічну (при необхідності) енергії з найменшими фінансовими витратами і максимальною ефективністю. Суть корисної моделі: у представленій мною конструкції універсального водного двигуна широкого застосування при проходженні через неї водного потоку усередині конструкції виникають гідроаеродинамічні сили, що створюють моменти обертання, які приводять в рух її робочі вали з метою отримання електричної (через генератори змінного струму) і, при необхідності, механічної енергії. Це досягається застосуванням в даній конструкції двох комплектів дозвукових авіаційних крил. Конструктивно універсальний водний двигун широкого застосування складається з двох автономних горизонтальних робочих коліс, розташованих одне над іншим і що обертаються в різні боки за рахунок різної установки авіаційних крил усередині робочих коліс. Авіакрила з фіксованими передкрилками розміщуються в кожному робочому колесі вертикально між двома горизонтальними кільцями. 43109 4 Загальний вид універсального водного двигуна широкого застосування представлений на Фіг.1, де: 1 - механізм передачі крутячих моментів від робочих коліс до генераторів змінного струму і, при необхідності, до пристрою передачі механічної енергії; 2 - ведуча конічна зубчата передача нижнього робочого колеса, жорстко пов'язана з внутрішнім цілісним валом нижнього робочого колеса; 3 - ведені конічні зубчаті передачі робочих коліс; 4 - ведуча конічна зубчата передача верхнього робочого колеса, жорстко пов'язана із зовнішнім порожнистим валом верхнього робочого колеса; 5, 6 - генератори змінного струму (при необхідності) один з них можна замінити пристроєм для отримання механічної енергії; 7 - бак-поплавець універсального водного двигуна; 8 - радіально-упорний підшипник; 9 - ребро жорсткості робочого колеса; 10 - площина - круг робочого колеса; 11 - фіксований авіаційний передкрилок; 12 - авіаційні крила; 13 - внутрішній цілісний вал нижнього робочого колеса; 14 - зовнішній порожнистий вал верхнього робочого колеса; 15 - внутрішній радіально-упорний підшипник; 16 - розмежувальна площина робочих коліс; 17 - стрижень, що сполучає по вертикалі бакпоплавець з розмежувальною площиною робочих коліс і захисною площиною нижнього робочого колеса; 18 - захисна металева сітка універсального водного двигуна широкого застосування; 19 - захисна площина універсального водного двигуна; 20 - донний упорний наконечник універсального водного двигуна широкого застосування. W1, W2 - кутові швидкості обертання нижнього (W1) і верхнього (W2) відповідно цілісного і порожнистого валів робочих коліс; W3, W4 - кутові швидкості обертання ведених конічних зубчатих передач. Кожне робоче колесо має свій вал обертання (верхнє - порожнистий зовнішній, усередині якого проходить цілісний внутрішній вал нижнього робочого колеса). Усередині порожнистого валу обертання знаходяться внутрішні радіально-упорні підшипники, по внутрішньому кільцю яких проходить вал нижнього робочого колеса, а по зовнішньому - вал верхнього робочого колеса. Вище за верхнє робоче колесо на зовнішньому порожнистому валі кріпиться бак-поплавець за допомогою двох радіально-упорних підшипників (див. 8 Фіг.1). Бак-поплавець циліндричної форми, через центр якого проходять вали робочих коліс. Бак-поплавець призначений для: - утримання універсального водного двигуна широкого застосування постійно вище за верхній шар водного потоку при будь-якій раптовій зміні його рівня; 5 - захисту («ізоляції») механізму передачі крутячих елементів від робочих коліс до генераторів змінного струму (при необхідності - до при сірою передачі механічній енергії) і генераторів змінного струму від водного потоку; - розміщення механізму передачі крутячих моментів, від робочих коліс до генераторів змінного струму (при необхідності до пристрою передачі механічній енергії), генераторів змінного струму, пристроїв кріплення і передач електричній (механічною) енергії на берег; - створення жорсткої нерухомої частини універсального водного двигуна широкого застосування за допомогою п'яти вертикальних стрижнів, що сполучають бак-поплавець з двома площинами робочих коліс - верхньою розмежувальною (між робочими колесами) і нижньою захисною площиною, зв'язаних захисною металевою сіткою; - кріплення універсального водного двигуна до берега річки і річкових (мостовим і водним поплавцем) опор; - переміщення універсальних водних двигунів в інші, поряд розташовані, місця (відсіки, секції) при зміні рівня водного потоку для підтримки заданої кількості електроенергії, що виробляється, даними гідроелектростанціями (для малих, не широких і гірських річок). Бак-поплавець збірний, виконаний з восьми радіальних окремих ємкісних складових. Захисна металева сітка встановлюється на половині периметра бака-поплавця водного двигуна і знаходиться з боку набігаючого водного потоку, кріпиться по периметру в п'яти точках через 45°: 270°, 315°, 360° (0°), 45° і 90° і в чотирьох точках по вертикалі (верх і низ бака-поплавця, розмежувальна і захисна площини робочих коліс). У механізмі передачі крутячих моментів (див. 1 Фіг.1), горизонтально розташовані конічні зубчаті ланки провідних коліс обернені зубами один до одного і між собою знаходяться на відстані половини діаметру провідних коліс, що дозволяє підключити до них в два рази меншого діаметру вертикально розташовані ведені конічні зубчаті передачі для отримання електричної енергії (через генератори змінного струму). Кожен круг робочих коліс із зовнішнього боку має ребра жорсткості, що йдуть від валів їх обертання до кінця великого радіусу круга. Ребра жорсткості кожного з робочих коліс криволінійні і мають опуклості, направлені в ті ж сторони, що і верхні поверхні авіаційних крил. Їх криволінійність визначається радіусом круга робочого колеса, проведеного з будь-якої точки кола круга в напрямі від його центру до периферії за годинниковою стрілкою для верхнього робочого колеса, що обертається проти годинникової стрілки, - див. Фіг.2 і проти годинникової стрілки для нижнього робочого колеса, що обертається за годинниковою стрілкою, - див. Фіг.3. Гідродинамічні сили Ρ, Υ, Q, що діють на авіаційні крила і відповідно аналогічні Ρ', Υ', Q', що діють на фіксовані передкрилки при обтіканні їх водним потоком, показані на профілях авіаційні крила і фіксованого передкрилка на Фіг.4, де: 43109 6 11 - профіль фіксованого авіаційного передкрилка; 12 - профіль авіаційного крила; у - хорда профілю крила, це лінія, що сполучає дві найбільш видалені точки профілю передкрилка. Ρ - повна гідроаеродинамічна сила, результуюча всіх сил тиску і тертя (в'язкість водного потоку); Y - гідроаеродинамічна сила, є проекцією повної гідроаеродинамічної сили Ρ на перпендикуляр у вектору швидкості набігаючого водного потоку; Q - лобовий опір, проекція повної гідроаеродинамічної сили на вектор швидкості набігаючого водного потоку; V - вектор швидкості набігаючого водного потоку на крило; a - кут атаки крила - це кут між вектором швидкості набігаючого водного потоку і хордою профілю авіаційні крила; p - кут між хордами профілів передкрилка і авіаційні крила. Розміщення авіаційних крил з передкрилками у верхньому і нижньому робочих колесах показано на Фіг.5. Кожне робоче колесо має усередині вертикально встановлені авіаційні крила так, що їх хорди лежать на радіусах кілець: передні кромки авіаційних крил з фіксованими передкрилками знаходяться в кінці великого радіусу кільця R, а задні кінці крил в кінці малого радіусу r - див. Фіг.5. Авіаційні крила розташовані по кільцю послідовно одне за одним так, щоб попереду опуклої частини крила («верхньої» поверхні крила) йшла «нижня» поверхня наступного крила. Авіаційні крила в кожному з робочих коліс жорстко кріплять авіаційні крила і фіксовані передкрилки з їх відповідними валами обертання. Оскільки робочі колеса універсального водного двигуна обертаються в різні боки - верхнє проти годинникової стрілки, а нижнє за годинниковою стрілкою, то і їх ведучі конічні зубчаті колеса обертаються в ті ж сторони, створюючи пару сил для обертання ведених конічних зубчатих коліс вже в один бік, кутові швидкості яких W3 і W4 щодо один одного направлені в різні боки. Зважаючи на протилежне обертання робочих коліс, для усунення перешкод їх обертанню (великого опору водного потоку - завихрень) між робочими колесами розташована розмежувальна площина. З метою збільшення жорсткості конструкції і усунення можливих перешкод в роботі нижнього робочого колеса від випадкових предметів па дні річок встановлена захисна площина нижнього робочого колеса і захисна металева сітка з боку набігаючого водного потоку. З метою зниження вагового навантаження конструкції на бак-поплавець авіаційні крила і їх передкрилки виконані порожнистими (якщо матеріалом служить дерево, то вони можуть бути цілісними) і герметичними. Передкрилок (він же закрилок при зворотному обтіканні крила водним потоком) представляє в профілі звичайний сегмент і по довжині рівний довжині крила. 7 Така конструкція робочих коліс вибрана з метою: - забезпечення необхідної жорсткості і надійності універсального водного двигуна при будьяких гідродинамічних навантаженнях; - запобігання витоку і перетіканню частини водного потоку з поверхонь авіаційних крил і передкрилків (закрилків); - передачі крутячих моментів, що створюються гідроаеродинамічними силами кожного з авіаційних крил і передкрилків (закрилків) на центральні вали універсального водного двигуна; - ефективного використання вхідних і вихідних водних потоків, через універсальний водний двигун. Водні потоки, що виходять, проходять через авіаційні крила і закрилки у зворотному напрямку, також створюють гідроаеродинамічні сили, котрі створюють крутячі моменти для обертання робочих коліс універсального водного двигуна; - додаткового отримання крутячих моментів від криволінійних ребер жорсткості кожного робочого колеса. Загальний вид універсального водного двигуна широкого застосування показаний на Фіг.6 (вигляд зверху) і на Фіг.7 (вигляд в плані), де: 21 - місця (точки) кріплення металевої захисної сітки до баку-поплавця і двом нерухомим площинам (розмежувальною - між робочими колесами) і нижньою захисною; 22 - місця (точки) з'єднання п'яти вертикальних стрижнів нерухомої частини універсального водного двигуна широкого застосування; 23 - одна з восьми окремих ємкісних радіальних складових бака-поплавця; 24 - точки кріплення як самого універсального водного двигуна, так і агрегатів, додаткового устаткування. Суцільною лінією на Фіг.6 показаний периметр бака-поплавця, внутрішньою пунктирною лінією периметр робочих коліс, зовнішньою пунктирною лінією, виконаною по половині периметра бакапоплавця показана захисна металева сітка. На Фіг.8 і 9 представлений зовнішній вигляд і варіант кріплення універсального водного двигуна до берега річки для забезпечення малого підприємства (наприклад млини) - див. 25 Фіг.8 електричного і механічною енергією одночасно. Кріплення до берега здійснюється по найкоротшій відстані в точках А і В, що знаходяться на баку-поплавці з точками А' і В', що знаходяться на березі, а також між точками В і С, розташованою на березі з боку набігаючого водного потоку на відстані 1,5 ВВ'; кріплення знизу - за допомогою тросів (див. Фіг.8, 9) або розтяжок - 26 до рельєфу дна. Вертикальна фіксація може здійснюватися за допомогою поплавців - див. 27 Фіг.11. При різких змінах рівня води (повені, сильні дощі, урагани) доцільно використовувати ліфтну систему: водний потік сам підніме і опустить універсальний водний двигун, що переміщається по вертикальним направляючим (швелерам, рейкам), закріплених в рельєфі дна і котрі підносяться над водною поверхнею на необхідну висоту для даного району місцевості, - див. Фіг.12, де: 43109 8 28 - вертикальні направляючі (швелери, рейки), забезпечують вертикальне переміщення універсального водного двигуна широкого застосування за допомогою роликів; 29 - стрижні кріплення направляючих. На річках, водний потік яких в літній час може зменшуватися в 2-3 рази, кількість електроенергії, що виробляється, може залишитися постійною зважаючи на можливість переміщення універсальних водних двигунів з горизонтальних секцій у вертикальні, див. Фіг.13, 14, 15, де: 1, 2, 3 - порядкові номери універсальних водних двигунів в горизонтальній секції; №1, №2, №3 - їх відповідні відкриті шлюзи, 30; 31 - Фіг.14 - шлюз №1 закритий, перший універсальний водний двигун переміщений проти перебігу вище двигуна 2; Оскільки шлюзи №2 і №3 відкриті, то працюють всі три водні двигуни; На Фіг.15 - зображені закриття шлюзів №1 і №3 водний двигун «З» переміщений вниз за течією за водний двигун 2 - це при подальшому падінні рівня водного потоку, - як і раніше працюють всі три двигуни, - кількість електроенергії, що виробляється, залишиться тією самою. У разі подальшого падіння рівня водного потоку закривається шлюз №2 для накопичення необхідної для роботи кількості водного потоку, але це крайній варіант, коли дані гідроелектростанції працюватимуть в періодичному режимі. В цьому випадку необхідно встановити в даному місці менш потужні гідроелектростанції або перенести їх місцеположення. Кількість універсальних водних двигунів, що працюють в горизонтальних секціях, може бути більше трьох: це залежить від характеристик і можливостей річок, але при різкій зміні рівня водного потоку їх «перестроювання» аналогічно вищеописаному. Переміщення універсальних водних двигунів і робота шлюзів можуть бути автономними і автоматичними. Перелік фігур креслення: Фіг.1 - загальний вид універсального водного двигуна широкого застосування. Фіг.2, Фіг.3 - ребра жорсткості робочих коліс. Фіг.4, Фіг.16, Фіг.17 - гідроаеродинамічні сили, які виникають при обтіканні авіаційних крил водним потоком. Фіг.5 - загальний вид авіаційних крил верхнього і нижнього робочих коліс. Фіг.6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 - вид зверху та збоку на універсальний водяний двигун широкого застосування. Розташування авіаційних крил на верхньому і нижньому робочих колесах універсального водного двигуна широкого застосування (гідроаероелектростанції) вибрано гак, щоб на них постійно створювались потужні крутячі моменти від гідроаеродинамічних сил, що виникають при обтіканні водним потоком авіаційних крил. Гідроаеродинамічні сили які виникають за рахунок різниці тиску водного потоку на протилежних поверхнях крил зважаючи на різні швидкості їх обтікання через конструктивні особливості крил і направлені 9 перпендикулярно вектору швидкості водного потоку убік більш опуклій поверхні крила «Y» і уздовж водного потоку «Q». Гідроаеродинамічні сили, які направлені перпендикулярно водному потоку, приводять до обертання робочих коліс, а уздовж водного потоку - до опору конструкції універсального водного двигуна руху водного потоку. Кожне з авіаційних крил універсального водного двигуна має фіксований передкрилок, який при прямому обтіканні крила водним потоком виконує роль передкрилка, а при зворотному - роль закрилка, тобто він виконує подвійну функцію. З метою отримання більш плавного перебігу кругової епюри гідроаеродинамічних сил, що діють на авіаційних крилах робочих коліс універсального водного двигуна з урахуванням оптимальних, критичних і закритичних кутів атаки, хорди передкрилків і авіаційних крил мають між собою кут двадцять п'ять градусів. Задні кромки авіаційних крил змінені з гострих на закруглені, оскільки за один оберт робочого колеса водний потік обтікає кожне авіаційне крило двічі - в прямому і в зворотному напрямках, зрив потоку відбувається при більших кутах атаки. Існують два перехідних положення авіаційних крил де відбувається зупинка вхідних і вихідних водних потоків, в них швидкість потоків рівно нулю. У цих положеннях гідроаеродинамічна сила авіаційних крил також рівна нулю. Це сектори в межах 10°, обмежені азимутами 145-155 градусів і 325-335 градусів для верхнього робочого колеса, що обертається проти годинникової стрілки, а також 25-35 градусів і 205-215 градусів нижнього робочого колеса, що обертається за годинниковою стрілкою (див. Фіг.17), де сумарні гідроаеродинамічні сили авіаційних крил і передкрилків (закрилків) мають мінімальні значення. Ці положення показані заштрихованими профілями авіаційних крил і передкрилків (закрилків). Розташування авіаційних крил з передкрилками, величину, напрям і загальний характер зміни гідроаеродинамічних сил в різних секторах робочих коліс універсального водного двигуна з урахуванням кута атаки показано для верхнього робочого колеса на Фіг.16, нижнього робочого колеса на Фіг.17, де: L - відстань від осі обертання робочого колеса до точки прикладання гідроаеродинамічних сил авіаційного крила при його обтіканні водним потоком (у метрах); І - відстань від осі обертання робочого колеса до точки прикладання гідроаеродинамічних сил передкрилка (закрилка) при обтіканні його водним потоком (у метрах); d - кругова епюра зміни сумарної величини гідроаеродинамічних сил на авіаційних крилах і передкрилках (закрилках) робочих коліс; К - епюра зміни величини гідроаеродинамічних сил, що створюються ребрами жорсткості робочих коліс; W1 і W2 - кутові швидкості обертання нижнього і верхнього відповідно робочих коліс. Для визначення величини гідроаеродинамічних сил у будь-якій точці робочого колеса необхідно провести з вибраної точки кола робочого коле 43109 10 са пряму до осі робочого колеса - точка перетину прямої з пунктирною лінією кругової епюри покаже величину діючих гідроаеродинамічних сил в даній точці, напрями їх дії в кожному положенні авіаційного крила і передкрилка (закрилка) показано у всіх секторах гідроаеродинамічними силами Y, Q, Ρ і Y', Q', P'. У створенні моментів Мкр, що крутять, постійно беруть участь три сили: гідроаеродинамічна сила крила «Υκр» на плечі «L», гідроаеродинамічна сила передкрилка (закрилка) «Yпередкр» на плечі «І», а також сила, що створюється ребрами жорсткості, показано точковою опорою «К» для верхнього робочого колеса в секторі від 180 до 270 градусів і нижнього робочого колеса в секторі від 270 до 360 градусів. Mкр = 2n( Yкр × L + Yпередкр × l) + 2Mкр.р.к., де : 2 - кількість робочих коліс універсального водного двигуна (гідроаероелектростанції); n - кількість авіаційних крил (передкрилків) робочого колеса; r V 2 , обертальна гідроаероди2 намічна сила авіаційного крила; Yкр = С Yкр × S кр rV 2 , обертальна 2 гідроаеродинамічна сила передкрилка (закрилка); С Y і Спередкр - коефіцієнта обертальної гідYпередкр = С Yпередкр × S передкр кр роаеродинамічної сили авіаційного крила ( С Y ) і кр відповідно передкрилка (закрилка) - Спередкр ; S кр і Sпередкр - площа авіаційного крила ( S кр ) і відповідно передкрилка ( Sпередкр ) в квадратних метрах; r - щільність водного потоку в кГ × сек 2 ; м4 V - швидкість водного потоку в м/сек; Mкр.р.к. - момент, що крутить, створюється ребрами жорсткості робочого колеса. Обертальна гідроаеродинамічиа сила авіаційного крила, а також передкрилка залежать від багатьох чинників, але при обраному профілі і механізації крила з основним розрахунковим чинником є кут атаки при будь-якому положенні крила у водному потоці. Зважаючи на рівність вхідних і вихідних водних потоків через універсальний водний двигун розраховується величина гідроаеродинамічних сил для лівої половини верхнього робочого колеса (лівіше за заштриховані профілі авіаційних крил з передкрилками). Вирахуване значення гідроаеродинамічних сил авіаційних крил з передкрилками для лівої половини верхнього робочого колеса буде рівнозначним ι симетричним і для його другої (правою) половини ( див. Фіг.16). Вирахуваний сумарний момент, що крутить, для верхнього робочого колеса буде по величині таким же і для нижнього робочого колеса, але протилежним по напряму, що дає оптимальні умови для обертання валів робочих коліс з тими, що зна 11 ходяться на них провідними зубчатими конічними передачами. Деяка асиметричність круговий епюри через гідроаеродинамічні сили, що створюються ребрами жорсткості робочих коліс, великого значення не має, оскільки вона має протилежну направленість на робочих колесах. Пропонований мною універсальний водний двигун практично може бути будь-яких розмірів, мати діаметр як у колеса огляду і більше, загальну площу крил більше 10000 квадратних метрів і обертати генератори змінного струму любої потужності, - це залежить тільки від можливості річок: глибини, ширини, кінетичної енергії водного потоку. Він може бути встановлений в підводних течіях озер, морів і океанів, кілометрові колеса якого можуть обертатися по рейкових концентричних колах. Змінюючи площу авіаційних крил і передкрилків, їх параметри і кількість, радіус робочих коліс, можна отримати необхідні характеристики універсального водного двигуна (гідроаероелектростанції) для будь-яких потреб споживача. Хоча швидкість водного потоку може бути в десятки разів меншою за швидкість повітряного 43109 12 потоку, але щільність води більш ніж в 800 разів вища за щільність повітря - див. формулу «Υκр» обертальна сила авіаційного крила - щільність « r » в чисельнику - то ефективність універсального водного двигуна широкого застосування буде в десятки разів вищою за повітряний двигун, незалежний від напрямку вітрів. Вітровий двигун, незалежний від напряму вітрів і універсальний водний двигун широкого застосування не мають аналогів в світі, вперше авіаційні крила використовуються для отримання електричної і механічної енергій при використанні повітря і водних потоків. Відкриваються широкі шляхи для встановлення повітряних двигунів, незалежних від напрямку вітрів по всій території країни, а універсальних водних двигунів широкого застосування уздовж всіх річок, майже від їх витоків до гирл у необхідній кількості - при цьому вирішуються найважливіші екологічні, енергетичні і фінансові проблеми України, її енергозалежність від сусідніх країн, заощадження природних ресурсів, життя і здоров'я людей, подальше підвищення добробуту народу. 13 Комп’ютерна верстка А. Рябко 43109 Підписне 14 Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюGeneral-purpose water engine
Автори англійськоюSchehlov Valentyn Ivanovych
Назва патенту російськоюУниверсальный водный двигатель широкого применения
Автори російськоюЩеглов Валентин Иванович
МПК / Мітки
МПК: F03B 11/00, F03B 3/08
Мітки: застосування, універсальний, широкого, водний, двигун
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/7-43109-universalnijj-vodnijj-dvigun-shirokogo-zastosuvannya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Універсальний водний двигун широкого застосування</a>
Попередній патент: Гальмівний механізм
Наступний патент: Спосіб термічної обробки конструкційних та інструментальних сталей
Випадковий патент: Платіжний документ, що використовують як рекламний носій