Універсальна енергосистема вітрильного судна

1. Універсальна енергосистема вітрильного судна, до складу якої входять щогли, парогенератори з легкокиплячою робочою речовиною, турбодетандер з обертальною електричною машиною і редуктор з гребним валом і гвинтом, акумуляторні батареї, конденсатор пари робочої речовини і насоси, яка відрізняється тим, що парогенератори, які закріпляються на щоглах, виконують дві функції: при наявності вітру парогенератори працюють як вітрила, що приводять у рух судно, а в період інсоляції енергія високого тиску пари робочої ре 3 ють. Таким чином увесь конденсат знаходиться у теплообміннику при мінімальному об'ємі занурюваємої камери, і далі все повторюється. Спосіб перетворення теплової енергії у механічну носить періодичний, а більше епізодичний характер, тому що, у денні спекотні часи температура оточуючого повітря значно вища за температуру води. Тоді рушійна сила - різниця температур - є мізерною, і навіть заперечною. У роботі не вказана область застосування способу: на морі, озері чи річці, для стаціонарних або пересувних пристроїв. Вірогідніше всього спосіб можна реалізувати на морі у літні часи вночі, а восени, взимку та весінній періоди - цілодобово. У зимній період при температурі повітря нижче нуля пристрій непрацездатний внаслідок заморожування на гілках ланцюга льоду. Спосіб малоефективний, так як процес конденсації пари при природній конвекції повітря дуже повільний і ефект, що очікується (одержання механічної енергії, що приводить у рух механізми) малопродуктивний. А. С. 1039809 В 63 Н 9/00; 07-09.83. Бюл. №33. Вітровий двигун Мета - підвищення загального к.к.д. двигуна. Вітровий двигун складається із щоглі, вітроколеса з лопатями, оборотних електричних машин вітроколеса і гребного гвинта електромагнітної муфти з фрикціоном і відтяжних вант, з'єднаних з перевідним ободком вітроколеса. яке встановлене на щоглі за допомогою поворотної муфти. На реверсивній електричній машині встановлено флюгер. Судно також обладнано резервним дизельним двигуном, що зв'язаний з гребним гвинтом і електричною машиною. При наявності вітру вітроколесо приводить у рух оборотну електричну машину гребного гвинту. Крім цього на лопатях вітроколеса реалізуються сила тяги, яка через щогли передається корпусу судна. При відсутності вітру реверсна електрична машина вітроколеса працює у режимі двигуна, який одержує живлення від переведеної у режим генератора електричної машини гребного гвинта, що приводиться у дію резервним дизелем. У цьому режимі робота двигуна також утворює силу тяги. Автоматичне керування кутами атаки лопатями вітроколеса здійсняються за допомогою електромагнітної муфти, яка утворює магнітне щеплення її з фрикціоном. Під дією вітру у рух приводиться вітроколесо з реверсивною електричною машиною, яка у цьому випадку працює у режимі генератору, що живить електромережу судна і електричну машину гребного гвинту, а також у катушки електромагнітної муфти. Наявність секціонованої обмотки збудження у електромагнітній муфті дозволяє дистанційно регулювати силу тяги вітрового двигуна. Досягнення раціонального використання енергії вітру за допомогою вітродвигуна з реверсивною електромагнітною тягою і гребним гвинтом, що приводять у рух судно, повністю нівелюється наведеним режимом роботи системи при відсутності вітру. У цей час більшість фахівців прагнуть якомога 45092 4 ефективніше використовувати відновлювальні енергоресурси, тому пропонування у якості резервної потужності дизельного двигуна, який постійно вимагає поновлення пального є недоцільним рішенням. Якщо пальне закінчиться - то ніяка складна техніка і автоматика рух судна не відновить. Одночасно, є можливості при наявності вітру використовувати потужні корабельні акумуляційні системи (подібно підводним човнам), які дозволяють значно спростити з недорогими заходами продовжувати рух судна у безвітряну погоду. А. С. 1204482 В 63 Н 19/02,11/04 (патент США №2364535 кл. 115.4,05.12.44) 15.01.86. Бюл. №2 Судовий хвильовий двигун Судовий хвильовий двигун складається з носової і кормової частин судна, з'єднаних на шарнірі, що дозволяє кормовій частині здійснювати коливальні рухи у вертикальній площині відносно носової частини. Поміж обома частинами утворюється клиноподібний зазор, який з обох бортів і знизу закривається кожухом. Нижня частина кожуха у кормовому і носовому напрямках обладнана зворотніми клапанами з отворами. У кормовій частині корпуса внизу по бортам встановлені плавникові двигуни, на осі яких із зовнішньої сторони закріплені кривошипи з шатунами, що дозволяють рухатись вздовж осі у вертикальній і горизонтальній площинах. З метою акумуляції енергії хвилі електрогенератор, який приводиться у рух гребінкою, яка зчеплена із шестернею, що сидить на валу електрогенератора і під час коливання кормової частини судна гребінка і крутить електрогенератор. При відсутності хвиль судно може рухатись за допомогою гребного гвинту, але авторами не вказані джерела енергії гвинта: чи то акумулятор, зв'язаний з електрогенератором, чи який-небудь інший двигун. Під час набігання хвилі кормова частина підіймається, клиновидний зазор збільшується і заповнюється водою через отвори носового зворотного клапана, а кормовий клапан і його отвори закриті. Якщо кормова частина опускається клиновидний зазор зменшується, і вода через кормовий клапан і його отвори виштовхується, утворюючи реактивну силу, яка штовхає судно вперед, утворюючи своєрідний пульсаційний рух. Під час опускання корми шатуни через кінематичні вузли повертають плавникові двигуни всередину, здійснюючи відштовхування, а при підйомі кормової частини кінематичний ланцюг повертає плавники зовні: знову утворюється відштовхування. При відсутності хвиль судно рухається за допомогою гребного гвинту, а при наявності хвиль у роботі приймають участь плавникові двигуни, реактивна сила води, що виштовхується і гребний гвинт. Звертає увагу складна і ненадійна кінематика, вузли якої постійно підлягають рушійній корозії в умовах постійного контакту з повітрям і водою. Окрім цього, ефект реактивної сили із клиновидного зазору виштовхування води крізь отвори при опусканні корми дуже незначний, тому що період опускання корми навіть при чистокилевому напрямі незначний. За декілька секунд вода не встигне 5 витекти із зазору. Аналогічна картина буде при піднятті корми, де вода також за короткий час не заповнить зазор крізь отвори і зворотній клапан. При бортовому коливанні картина буде гірша, тому що амплітуда підйому і опускання корми значно менша ніж при кільовому. Плавникові двигуни при першому швартуванні до причалу зруйнуються або одержать невиправні пошкодження. Електрогенератор, який приводиться у рух від плавникових двигунів навряд чи забезпечить акумуляцію енергії, яка привела б у рух судно при відсутності хвиль. А. С. 1087420, В 63 Н 19/02 07.12.85 Бюл. №45 Хвильова силова установка Мета - підвищення пропульсивного к.к.д. установки. Корпус силової установки виготовлений у виді горизонтальної платформи піднятої над водою. Кожний робочий елемент складається з двох вертикальних стойок, на яких установлено поплавець підпружинений відносно платформи. На нижніх кінцях стойок у підшипниках установлено гребний вал, на якому закріплена нижня зірочка ланцюгової передачі і ступиця гребного гвинта. Поміж стойками до платформи закріплений кронштейн, на вісі якого установлена верхня зірочка ланцюгової передачі. На поплавці жорстко закріплено вертикальний подвійний рим, з яким зверху і знизу закріплюються кінці ланцюга. Середня частина ланцюга вільно проходить крізь вертикальний отвір у поплавці. На ступиці нерухомо закріплені радіальні осьові болти, на яких установлені поворотні лопаті гребного гвинту, а біля кожного болту встановлено два стержні для обмеження повертання лопаті при зміні напрямку обертання гребного валу. При набіганні хвилі поплавець підіймається, стискує пружини і підіймає подвійний рим з ланцюгом, який повертає верхню зірочку і крутить гребний вал, а лопаті під дією супротивного потоку обертаються до упору з обмежувателями, утворюючи силу тяги. При відході хвилі поплавець опускається під дією своєї ваги і енергії стиснутої пружини, а ланцюгова передача крутить гребний вал в другий бік. Знову під дією супротивного потоку лопаті повертаються в другий бік до упору з іншими стержнями і, обертаючись, утворюють силу тяги попереднього напрямку, як і при набіганні хвилі. Ураховуючи обмежений час фаз набігання і опускання хвилі, неминуча втрата темпу на перекладання лопатей гребного гвинту з одного боку на інший, що значно знижує рух судна. Втрату робочого темпу гребного гвинта, при перекладанні його лопатей, можна уникнути, якщо закріпити на кронштейні паралельно дві ланцюгові системи із зірочками і двома гребними гвинтами на спільному гребному валу з храповиком, що забезпечить почергове обертання гребних гвинтів у одному напряму, що призведе до збільшення сили тяги. Необхідно зазначити, що при набіганні або опусканні хвилі платформа з поплавцем буде синхронно з корпусом судна також підійматись і опускатись, утягуючи за собою поплавець, тому очікуваний „хід" поплавця, який утягує за собою ланцюг із зірочками, що приводять у дію гребний вал і 45092 6 гвинт, невеликий, і сила тяги буде незначна. А. С. 1630957 В 63 Н 9/04; 28.02.91. Бюл. №8 Вітрильне судно Мета - збільшення ефективності вітрильності і звільнення палуби корпусу від вітрильного озброєння. Вітрильне судно складається з основного корпуса з двома шоглами, закріпленими до бортів корпуса, які зв’язані з горизонтальними реями шарнірами. Додатково судно оснащено бортовими самохідними корпусами з своїми щоглами, які зв'язані шарнірами з горизонтальними реями. закріпленими на них вітрилами. Під дією вітру вітрила, які закріплені на реях додаткових корпусів, штовхають вперед основний і додатковий корпуси судна при повній відсутності будь-якого озброєння вітрилами основного корпусу. А при відсутності вітру судно рухається за допомогою гребного гвинту, який крутиться двигуном. Таким чином, палуба основного корпусу судна повністю звільнена від вітрильного такелажу, який перемістився на достатньо велику відстань від корпусу судна. Окрім явних експлуатаційних незручностей, пов’язаних з обслуговуванням вітрильного такелажу на віддалених додаткових корпусах, зменшується безпека навігації в портах і вузьких протоках і каналах. Розгалужена система керування судном викликає необхідність збільшувати обслуговуючий персонал, який крім основного корпусу судна повинен підтримувати ефективну працездатність на додаткових корпусах, виконуючих основну задачу руху судна. На фоні невиправдано громіздкої і незручної у керуванні системи судно при відсутності вітру може рухатись тільки за рахунок роботи дорогого і складного механізму - двигуна внутрішнього згорання, що використовує пальне. А. С. 150364 F 03 G 7/04; F 01 К 25/10,25.01.76, Бюл. №3 Силова установка Мета - використання теплового потенціалу довкілля. Установка включає у себе поверхневий парогенератор, у якому кипить низькокипляча робоча речовина, турбіну з електрогенератором і акумулятором, допоміжний конденсатор, тому що основним конденсатором є аеростатна ємність, збірника конденсату і ємності робочої речовини, насос з електроприводом, регулюючі клапани і контейнер. Аеростатна ємність, допоміжний конденсатор, збірник конденсата і паро генератор знаходяться у постійному контакті з довкіллям. Рідка робоча речовина з ємності під тиском насосу поступає у парогенератор, поверхня якого нагрівається теплом зовнішнього повітря, звідки пара під високим тиском попадає у турбіну з електрогенератором. Після турбіни пара направляється у аеростатну ємність, яка знаходиться у нижніх тепліших шарах атмосфери. Пара в ємності розширюється і збільшує під’ємні сили аеростату, які підіймають всю систему у верхні шари атмосфери. Через деякий час при охолодженні пара конденсується, під’ємні сили аеростату зменшаться і вся система опуститься у нижчі теплі шари атмосфери. Згодом 7 при нагріванні все повториться за умов достатньо великої різниці температур у нижніх шарах атмосфери і на значній висоті від землі. Розглянута силова установка ефективно працюватиме тільки в умовах спекотного літа, коли висока температура повітря буде нагріватиме за короткий час парогенератор, який підвищить паровий струм у турбіні, аеростатну ємність, де біля поверхні землі вона додатково розшириться і полине вгору. У верхніх шарах при низькій температурі пара сконденсується, і система прийме початковий стан і положення. Із опису установки, яка є одним із прикладів перетворення теплової енергії у механічну, не відомо її призначення. Відсутність системи регулювання висоти і непередбаченість засобів для запобігання унесення всієї системи потоками вітру, викликає сумніви щодо можливості її широкого застосування. Очевидно, силова установка може знайти попит у гідрометеорології для зондування верхніх шарів атмосфери, а також у парках відпочинку у якості колеса обзору місцевості. Систему потрібно утримувати на прив'язі відтяжними тросами. А. С. 1231255 F 03 G 7/06 15.05.86, Бюл. №18 Пристрій для перетворення теплової енергії у механічну Мета - зменшення габаритів і маси. Пристрій виготовлено циліндричної форми з відкритим вікном для сонячних променів на боковій поверхні. Всередині корпусу знаходиться ротор з платформою і центральним осьовим валом. На платформі ротора вертикально закріплені термочутливі активні елементи у вигляді стержнів, а протилежні кінці їх зв'язані із штовхателями. Штовхателі за допомогою шарнірів зв’язані з коромислами, на протилежних кінцях їх закріплені ролики. Всередині корпусу закріплено нахилене кільце, на якому утворена спрямовуюча поверхня у вигляді нахиленої площини. Ротор і корпус виготовлені з матеріалу, який відбиває теплове проміння, а активні елементи з матеріалів з великим температурним коефіцієнтом лінійного розширення. Внутрішній простір корпусу, що знаходиться напроти вікна, через яке проникає сонячне проміння, відноситься до зони нагрівання, а простір за ротором тіньова зона охолодження. Під впливом сонячних променів, що проходять через вікно у зоні нагріву, активні елементи подовжуються, а ті, що знаходяться за ротором у зоні охолодження, стискуються. Під час стиснення стрижні нахиляють коромисла з роликами, які котяться по площині, що нахилена і приводять у рух вал з ротором. Процес обертання підтримується безперервно, тому що у тінь за ротором переміщуються наступні активні елементи. Пристрій працює тільки в період інсоляції. Виникає питання: чи є технічна можливість реалізувати пристрій з термочутливими елементами, які б забезпечили уздовження і стиснення їх на сумарну довжину у межах десятків миліметрів? Необхідні матеріали з максимальною величиною коефіцієнту лінійного розширення і великі довжини елементів. Тільки при таких умовах ролики на коромислах будуть котитись по поверхні, що нахи 45092 8 лена і повертатимуть вал з ротором. Для ефективного використання тепла сонячних променів вікно необхідно завжди орієнтувати перпендикулярно потоку променів, тому що на протязі дня зона нагріву може опинятись у нейтральному положенні або навіть у зоні охолодження. А це призводить до додаткового ускладнення конструкції і її подорожчання. Конструктивно пристрій складний і його кінематика ненадійна. Розглянуті раніше способи і пристрої по перетворенню теплової, сонячної і вітрової енергії у механічну мають ті чи інші недоліки і не можуть бути альтернативою запропонованому пристрою. Значна кількість розглянутих аналогів має конструктивні ускладнення, нетехнологічність у виготовленні, низьку ефективність і небезпечні при експлуатації. Найбільш близьким до заявленого пристрою що використовується у якості прототипу є А. С. 1333823 F 03 G 7/02 30.08.87, Бюл. №32. Пристрій перетворення теплової енергії у механічну Мета - підвищення ефективності шляхом підвищення перепаду тиску. Пристрій складається із посудини з тепропровідними стінками, заповненої термочутливою робочою речовиною, наприклад, водним розчином аміаку. Стінки посудини виготовлені з теплопровідного матеріалу і зачорнені для ефективного поглинання сонячних променів. Судина зв’язана через напірний і всмоктуючий зворотні клапани з відповідними трубопроводами, які паралельно підключені до роторного лопатного мотору і акумулятору тиску. Акумулятор тиску виконано у виді розділеного загальною нерухомою стінкою герметичного резервуару змінного об'єму з вхідним і вихідним зворотніми клапанами, які зв'язані з напірним і всмоктуючим трубопроводами. Верхня частина акумулятору герметичної ємності також змінного об'єму нерухомо закріплена торцовою стінкою і заповнена стисненим повітрям. Під час підігріву стінок посудини сонячним промінням пара аміаку з розчину виділяється, тиск її зростає і вона по напірному трубопроводу входить у роторний мотор, який приводить у рух механізм. Після мотору пара крізь зворотній клапан поступає у нижній резервуар, об'єм якого зростає і рухома стінка стискує верхній герметичний резервуар із стисненим повітрям і об'єм його зменшується. Через деякий час тиск в обох резервуарах урівноважується, і робота ротора припиняється. Згодом, при зниженні температури стінок посудини і тиску всередині її пара із нижнього резервуара поглинається розчином у посудині, а потік її приводить у рух мотор, який у свою чергу приводить у рух механізм. При цьому, рух пари із нижнього резервуару прискорюється завдяки роботі розширення стисненого повітря у верхньому резервуарі, що додатково прискорює рух мотору. Знову при урівноваженні тиску в системі робота мотору припиняється і рух механізму зупиняється. Особливість роботи пристрою характеризується його циклічністю і нерівнозначністю умов для приводу у рух мотору в періоди нагріву посудини і її охоло 9 дження. Відомо, що процес десорбції пари аміаку із розчину значно активніший, ніж абсорбції, тому при охолодженні основною рушійною силою, яка приводить у рух мотор і механізм є робота розширення стисненого повітря у верхньому резервуарі, що прискорює вихід пари з нижньогорезервуару. Залежність від одного енергетичного джерела, наприклад, сонячного випромінювання, значно обмежує перспективу застосування у широких масштабах розглянутого пристрою. Робота механізму залежить від погодних умов, які погіршується при віддалені від сезонного періоду інсоляції. Недоліком акумулятору тиску є те, що він, при його відновлюємості, виконує тільки один короткочасний робочий цикл. З міркувань безпеки експлуатації пристрою слід визначити, що елементи резервуарів змінного об'єму у процесі знакоперемінних навантажень можуть розгерметизовуватись і витоки пари аміаку призведуть до негативних наслідків, а щодо розгерметизації повітряного резервуара, то робота системи взагалі зупиниться. Технічна задача, на вирішення якої спрямовано Корисна модель полягає у раціональному застосуванні вітрової і сонячної енергії для використання у якості рушійної сили вітрильного судна. Новизною і корисністю пристрою є комплексне використання плоских сонячних парогенераторів у якості вітрил, що приводять у рух судно. На відміну від традиційних вітрильних судин, де основним робочим елементом служать вітрила із будь-яких тканин, закріпляємих за допомогою шкотів і вант на високих щоглах, пропонуємий пристрій передбачає сприймати силу вітру плоскими металевими поверхнями, які закріпляються на поворотних рамочних щоглах. З метою раціонального використання сили вітру. Одночасно плоскі поверхні-парогенератори також мають індивідуальний привід для забезпечення орієнтації площин під кутом близьким до 90° відносно сонячних променів з максимальним ефектом інсоляції. У якості робочої речовини замкненого контуру сонячних парогенераторів застосована нетоксична, пожежовибухобезпечна низькокипляча рідина, яка при високій температурі у парогенераторі википає і з високим тиском потрапляє до механізмів. В результаті оригінальне конструктивне рішення дозволяє сумістити відновляємі енергоджерела шляхом перетворення сонячної і вітрової енергії у механічну. У порівнянні з традиційними вітрильними судами, палуба яких захаращена щоглами, вантами, допоміжним рангоутом, пропонуємий варіант передбачає розміщення вздовж бортів поворотних рамочних щогл, на яких закріпляються вітрила у вигляді плоских парогенераторів. Для зручності експлуатації щогли можуть обертатись відносно (ДП) діаметральної площини судна на кут від 0 до 90°. Нижче, на Фіг.1-7 наведені основні елементи пристрою і його робота у різноманітних ситуаціях. Пристрій, який приводить у рух вітрильне судно, складається з поворотних рамочних щогл 1, 19, 24 45092 10 із закріпленими у рамі поворотними блоками сонячних парогенераторів (вітрила), 23. Залежно від обставин парогенераторні блоки можуть синхронно змінювати положення відносно горизонталі від 0 до 90° за допомогою мотор-редуктора 22, який через привідний зірочник 20 приводить у рух ланцюг 21 і, відповідно, зірочники парогенераторів 23. На Фіг.4-7 положення "а" відповідає режиму роботи парогенераторів у якості вітрил; положення "б" відповідає режиму роботи парогенератора в період активної інсоляції і положенню; "в" відображає нейтральний режим при відсутності вітру і інсоляції, судно рухається за рахунок акумуляції енергії. Усі блоки парогенераторів з'єднуються між собою високонапірними гнучкими шлангами 25. Максимальне використання енергетичного потенціалу вітру або сонця досягається завдяки поворотній опорі 19 рамочної щогли, що дозволяє змінювати кут площини щогли відносно ДП від 0 до 90°, як показано на Фіг.1-3, положення 2 і 3. З метою запобігання взаємного затінювання в режимі інсоляції блоки парогенераторів у рамочних щоглах розміщують на відстані рівній 1,28...1,3 ширини блоку. Це забезпечить 100% опромінювання площин блоку. З аналогічних міркувань відстань між рамочними щоглами вздовж судна повинна біти не менш за 0,9 висоти щогли. Найбільша ефективність поглинання прямого і розсіяного сонячного випромінювання досягається при фарбуванні фронтальної і тильної поверхонь парогенератора у темний колір. Допоміжні елементи пристрою складаються з турбодетандера 13, зв'язаного з обертальною машиною (електрогенератор) 14, яка через редуктор 16 приводить у рух гребний вал 15 з гребним гвинтом, конденсатора пари робочої речовини і її накопичувана 10, а також з насосів подачі води 11 на конденсатор 8 і насоса 7 подачі рідкої робочої речовини до парогенераторів. Робота елементів пристрою залежить від погодних умов і вимагає відповідної підготовки. Наприклад, при наявності вітру поворотні опори 19 кожної рамочної щогли 24 орієнтують під кутом 90° до потоку вітру, а усі блоки сонячних парогенераторів 23 за допомогою моторредуктора 22 і ланцюгової передачі 20, 21 встановлюють перпендикулярно палубі. У цьому випадку площина парогенераторів виконує функції вітрила, які приводять у рух судно. При зміні напрямку вітру або курсу судна виконується допоміжна регуліровка кута площин кожної рамочної щогли по схемі 1. 2. 3 Фіг.1-3. Найбільш продуктивна робота пристрою спостерігається під час активної інсоляції. При цьому усі рамочні щогли за участю поворотних опор 19 орієнтують фронтальною площиною у бік сонячного випромінювання. Мотор-редуктор 22 з ланцюговою передачею 21 синхронно орієнтує усі блоки парогенераторів під кутом 90° до сонячних променів. Починається інтенсивне поглинання сонячної енергії легкокиплячою робочою речовиною, яка подається насосом 7 через розподільний колектор 5 і магістраль 4 у порожнину кожного парогенератора, зв'язаного між собою перепускними високо 11 напірними гнучкими шлангами. Робоча речовина, поглинаючи тепло інсоляції закипає і паро рідинна суміш під високим тиском поступає у наступний блок парогенератора, де ще більше підігрівається, і у перегрітому стані пара по магістралям 16 потрапляє у приймальний колектор 17, звідки нагнітається у турбодетандер 13. Потенційна енергія стисненої пари при розширенні приводить у рух турбодетандер, який на одному валу зв'язаний з обертальною електричною машиною 14 (у даному випадку вона виконує функції електрогенератора, подаючого струм на насоси 7,11, мотор-редуктор 22 і блок акумуляторних батарей 9. Одночасно електрогенератор приводить у рух редуктор 16, який у свою чергу через гребний вал 15 приводить у рух гребний гвинт судна. Після турбодетандера 13 пара із зниженою температурою і тиском потрапляє до конденсатора 8. де внаслідок відведення тепла конденсації холодній забортній воді, яка через приймальний клапан 12 нагнітається у конденсатор насосом 11. Підігріта вода у конденсаторі під тиском насосу викидається за борт через відвідний клапан 6. Рідка робоча речовина накопичується у апараті 10 і під тиском насосу 7 нагнітається через розподільний колектор до блоків сонячних парогенераторів. Далі цикл повторюється. У випадку відсутності деякий час інсоляції і вітру робота механізмів і рух судна будуть здійснюватись від блока акумуляторних батарей 9. У даному випадку обертальна електрична машина 14, що одержує струм від акумуляторів, виконує функції електродвигуна, який через редуктор приводить у рух гребний гвинт судна. Відомості, які підтверджують можливість здійснення пристрою Реалізація елементів енергетичного комплексу не викликає особливих проблем, тому що до його складу входить серійно виготовляєме обладнання за винятком необхідності виготовлення блоків парогенераторів і рамочних щогл з поворотними опорами. Конструктивно парогенератор передбачається виготовляти із тонколистового металу пласкої форми товщиною 0,1...0,15 ширини апарата. Апарат призначений для роботи з надмірним тиском порядку 4,0...5,0МПа, тому після виготовлення підлягає випробуванню на герметичність тиском в 1.2 від робочого і на міцність стінок і швів у 1,5 рази. Усі з'єднання між сусідніми блоками парогенераторів роз'ємні із штуцерно-торцевим ущільненням на високо напірних гнучких шлангах, а за межами щогл магістралі рідкої і парової робочої речовини - із металевих труб на герметичних роз'ємах. За робочу речовину може бути прийнята будь-яка низькокипляча пожежовибухобезпечна речовина для постійної рециркуляції у замкненому контурі: парогенератор-турбодетандерконденсатор-накопичувач рідини - циркуляційний насос-парогенератор. Усі парогенератори закріпляються у рамочних щоглах на відстані 1,28...1,3 ширини блока з розрахунком запобігання взаємного затінювання під час інсоляції. Синхронне повертання блоків на 45092 12 потрібні кути досягається шляхом ланцюгової передачі, яка рухається від мотор-редуктора через зірочку. Кожна щогла на палубі вздовж судна закріпляється на поворотній опорі з дутою обертання від 0 до 90° з фіксацією при повертанні на кут 15°. а відстань між щоглами, з метою запобігання взаємного затінювання, складає 0,9 від висоти щогли. Замість традиційного електрогенератора турбодетандер об'єднується з обертальною електричною машиною, яка у режимі інсоляції подає струм усім споживачам і акумуляторним батареям, а при відсутності вітру і інсоляції машина працює у режимі електродвигуна від акумулятора, який приводить у рух все обладнання і через редуктор гребний вал судна. Енергетичний потенціал комплексу оцінюється відносно 1м2 площі "вітрила" або опромінюємої площі електрогенератора. Слід відзначити, що площі "вітрила" і парогенератора неадекватні, тому що для "вітрила" приймається тільки площа її проекції відносно потоку вітру, а для режиму парогенератора ураховується фронтальна і тильна сторони внаслідок прямого і розсіяного опромінювання. При швидкості вітру близько 20м/с тяга "вітрила" складає майже 25кг/м2. Щодо опромінювання парогенератора, то по даним справочника "Сонячна радіація України" для району Чорного моря у широті Одеси при орієнтації площі парогенератора під кутом 45° до горизонталі у липні місяці за період денної інсоляції з 5 до 20 годин сумарне опромінювання складає 4,81кВт/м2. Таким чином, основною рушійною силою енергосистеми є інсоляція, яка повністю забезпечить енергопотреби комплексу з урахуванням акумуляції значних запасів енергії, споживаємої у непогоду. Підмалюночні підписи до Фіг.1 і 2 1 - Щогли під кутом 90° до діаметральної площини (ДП) 2 - Щогли паралельно ДП 3 - Щогли під кутом 45 °до ДП 4 - Лінія подачі рідкої робочої речовини до блоку парогенератора 5 - Колектор розподілу рідкої робочої речовини 6 - Відвідний клапан підігрітої води 7 - Насос подачі рідкої робочої речовини 8 - Конденсатор пари робочої речовини 9 - Блок акумуляторних батарей 10 - Накопичувачі робочої речовини 11 - Насос подачі забортної води на газогенератор 12 - Приймальний клапан забортної води 13 - Турбодетандер 14 - Електрогенератор (обертальна електрична машина) 15 - Гребний вал гвинта 16 - Редуктор гребного вала 17 - Колектор прийому перегрітої пари робочої речовини 18 - Магістраль відводу перегребтої пари 19 - Поворотна опора рамочної щогли 20 - Привідний зірочник ланцюгової передачі 21 - Гілка ланцюгової передачі 22 - Мотор-редуктор-привід ланцюгової пере 13 45092 дачі 23 - Поворотний блок сонячного парогенератора «вітрило» 24 - Корпус щогли 25 - Високо напірний гнучкий шланг а - положення блоків парогенераторів у режимі Комп’ютерна верстка Л. Купенко 14 «вітрило» б - положення блоків парогенераторів у режимі «інсоляція» в - нейтральне положення блоків парогенераторів. Підписне 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