Пристрій для отримання енергії від кінетичної енергії обертання робочого середовища

Реферат: Пристрій для отримання енергії від кінетичної енергії обертання робочого середовища містить відцентровий і зворотний канали, корпусний пристрій, поворотний канал, робоче тіло в рідкій фазі, механізм спрацювання енергії в корисну роботу, розгінний механізм. Рух робочого тіла в каналах осьовий. Число каналів щонайменше один в кожному напрямку. Корпусний пристрій містить вхідну частину змонтовану вгорі, відцентровий і зворотний канали взаємно змонтовані під кутом в горизонталі. Зворотний верхній канал змонтований до вхідної частини дотично по діаметру, а зміщення зворотного верхнього каналу від осі вхідної частини є правим у північній півкулі і лівим у південній півкулі. Механізм спрацювання енергії вихору робочої рідини в корисну роботу містить гідротурбіну, і вихор має обертання проти годинникової стрілки у північній півкулі і за годинниковою стрілкою у південній півкулі. Кінетична енергія робочого тіла з вектором швидкості по паралелі концентрується в корпусному пристрої у вигляді рідинного вихору робочого тіла. UA 82850 U (54) ПРИСТРІЙ ДЛЯ ОТРИМАННЯ ЕНЕРГІЇ ВІД КІНЕТИЧНОЇ ЕНЕРГІЇ ОБЕРТАННЯ РОБОЧОГО СЕРЕДОВИЩА UA 82850 U UA 82850 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до енергетики, зокрема до пристроїв для отримання енергії від кінетичної енергії обертання робочого середовища. Пристрій використовує кінетичну енергію обертання планет, або інших обертальних систем, шляхом перетворення її в крутний момент на валу. Пристрій може бути використаний в енергетиці для побудови електростанцій, компресорних і насосних установок, інших установок з механічним приводом, дослідних робіт. Відомі різноманітні пристрої, що використовують гіроскопи - стабілізатори для ізолювання їх від обертання Землі. Один із видів гіроскопів виготовлений у вигляді масивних маятників. Такий спосіб роботоздатний в принципі, але на практиці придатний лише для дослідних робіт і не може дати енергію достатню для промислового використання. Це пояснюється необхідністю дуже великих габаритів, коливальних мас і складністю перетворення малих швидкостей повороту в енергію (1). Відомі приливні електростанції, які використовують гравітацію сусіднього місяця для накопичення власної потенціальної енергії води у приливному водосховищі і використання цієї енергії для вироблення електроенергії. Відомі механізми використання енергії обертання Землі шляхом використання магнітного поля Землі як однієї із складових механізмів електрогенераторної машини. Рішення експериментально перевірене, має достатню промислову потужність (2). Відомі механізми, способи і спроби використання поворотних сил (3, 4, 5) для перетворення кінетичної енергії обертання Землі і робочого середовища - води для нагріву води і обігріву нею (перетворення в корисну роботу). Найближчим за суттю і способом перетворень є опис пристрою у джерелі 5, що є найближчим аналогом. Найближчий аналог містить робоче тіло в рідкій фазі - воду, розміщену в замкнутому контурі у вигляді двох довгих труб, прокладених вздовж меридіана. Вода знаходиться під тиском, переміщується трубами до кінця однією і в зворотному напрямку другою. Одночасно з осьовим рухом вода має обертальний (вихровий) рух відносно осі труб. Труби з однієї сторони з'єднані вертикальним корпусним пристроєм, що розміщує теплообмінні апарати - пристрої для відбору корисної енергії у вигляді тепла, гальмівні пристрої, розгінні пристрої робочої рідини-води, інші необхідні пристрої і прилади, а з іншої сторони труби з'єднані поворотним каналом з поворотом у вертикальній площині на 180 градусів. Причинами, що перешкоджають отриманню очікуваного технічного результату у найближчому аналогу є наступне: - абсолютна залежність роботи від стороннього джерела енергії, переважно електричної, для постійного прокачування робочого тіла по замкнутому контуру. Традиції використання великої кількості електроенергії для обігріву, у більшості країн, дуже обмежені; - обмежена область використання теплової енергії, найбільше для обігріву; - нераціональність і незручність транспортування отриманої теплової енергії на великі відстані; - необхідний якнайбільший тиск в каналах обмежує використання на місцевості із великими перепадами висот, що додатково створює напруження на стінки трубопроводів, які мають обмеження по міцності. Це, в свою чергу, зменшує можливу більшу довжину трубопроводів. Спільними ознаками найближчого аналога та заявлюваної корисної моделі є: відцентровий і зворотний канали, корпусний пристрій, поворотний канал, робоче тіло в рідкій фазі, яке знаходиться в русі по замкнутому контуру у прямому і зворотному напрямках, де канали обох напрямків з'єднані між собою з однієї сторони поворотним каналом, а з іншої корпусним пристроєм, в якому розміщений механізм спрацювання енергії в корисну роботу, розгінний механізм. В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалення пристрою для отримання енергії від кінетичної енергії обертання робочого середовища шляхом заміни механізму та виду отримуваної енергії із теплової на механічну та для автономної працездатності, завдяки чому забезпечується отримання механічної енергії на валу і незалежність роботи від сторонніх джерел енергії. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому пристрої для отримання енергії від кінетичної енергії обертання робочого середовища, що містить відцентровий і зворотний канали, корпусний пристрій, поворотний канал, робоче тіло в рідкій фазі, яке знаходиться в русі по замкнутому контуру у прямому і зворотному напрямках, де канали обох напрямків з'єднані між собою з однієї сторони поворотним каналом, а з іншої корпусним пристроєм, в якому розміщений механізм спрацювання енергії в корисну роботу, розгінний механізм, згідно з корисною моделлю, рух робочого тіла в каналах осьовий, число каналів щонайменше один в 1 UA 82850 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 кожному напрямку, корпусний пристрій містить вхідну частину, змонтовану вгорі, відцентровий і зворотний канали взаємно змонтовані під кутом в горизонталі, які з однієї сторони приєднані до корпусного пристрою, а з іншої сторони з'єднані між собою поворотним каналом, зворотний верхній канал змонтований до вхідної частини дотично по діаметру, а зміщення зворотного верхнього каналу від осі вхідної частини є правим у північній півкулі і лівим у південній півкулі, механізм спрацювання енергії вихору робочої рідини в корисну роботу містить гідротурбіну і вихор має обертання проти годинникової стрілки у північній півкулі і за годинниковою стрілкою у південній півкулі, кінетична енергія робочого тіла з вектором швидкості по паралелі, концентрується в корпусному пристрої у вигляді рідинного вихору робочого тіла. При зміні радіуса обертання траєкторії руху робочої рідини по меридіану, утворюється вектор швидкості робочої рідини по паралелі, кінетична енергія якої концентрується на робочому тілі у вигляді високошвидкісного рідинного вихору. Зворотний верхній канал робочого тіла розміщений з відхиленням руху робочого тіла в праву сторону від осі корпусного пристрою. Корпусний пристрій містить вхідну частину, де утворюється вихор робочого тіла, а вхід зворотного каналу до вхідної частини виготовлений дотично, з відхиленням від осі вертикального корпусного пристрою. Пристрій містить гідротурбіну для перетворення енергії рідинного вихору в крутний момент вала. Робоче тіло - рідина постійно циркулює по каналах. На ділянці зворотного каналу робочому тілу надається додаткова кінетична енергія з вектором швидкості по паралелі, яка узагальнюється разом із основною кінетичною енергією у спільному рідинному вихорі. Чим більше надається додаткової енергії, тим потужніший рідинний вихор. Енергію рідинного вихору зручно відбирати відомими гідротурбінами і перетворювати її на механічну енергію вала, яку, в свою чергу, зручно використовувати багатьма механізмами, а також, перетворивши її в електроенергію, зручно перетворювати в інші види енергії і передавати на великі відстані. Частина отриманої енергії споживається розгінним механізмом для підтримання постійної циркуляції робочого тіла і компенсації втрат на гідроопір, роботу допоміжних механізмів і т.п. Отже, забезпечується автономність від сторонніх джерел енергії. Вхідна частина виготовлена тарілчастої форми із звуженням донизу, кут розміщення каналів між собою визначається співвідношенням величин вектора швидкості по паралелі, що утворюється на робочому тілі на відрізку зворотного канал, та швидкості робочої рідини в каналах. Протікання завихреної рідини вниз по звуженому каналу вхідної частини збільшує частоту обертання вихору, що сприятливіше для роботи більшості типів гідротурбін. Це один із простих технічних прийомів, яким, в тому числі, розраховується частота обертання вала гідротурбіни і, відповідно, частота струму. Зміщення зворотного каналу в точці входу до вхідної частини корпусного пристрою дорівнює величині вектора швидкості по паралелі, що утворюється на робочому тілі на відрізку зворотного канал. Вказана геометрична величина є оптимальною для утворення найпотужнішого вихору та отримання найбільшої величини енергії. Вісь нижнього відвідного каналу розміщена в діапазоні до ±0-45 градусів від меридіонального напрямку і з нахилом у вертикальній площині в діапазоні кутів: від кута нахилу поверхні планети до її осі обертання, до вертикалі, відносно осі обертання планети. Вказаний діапазон найефективніший для отримання енергії. При строгому розміщенні відвідного каналу по географічному меридіану ефективність найбільша, а при розміщенні вказаного каналу по паралелі ефективність нульова. Рідинний вихор у вхідному пристрої усереднює більш і менш ефективні канали, якщо їх кілька, і сумарна енергія вихору спрацьовується гідротурбіною. Нахил каналів збільшує ефективність установки через збільшення різниці в радіусах обертання по крайніх точках пристрою. У зворотній верхній частині каналу рідина сходиться до вхідної частини корпусного пристрою. На рух рідини обертання планети впливає так, що рідина відхиляється від радіального напрямку вправо (Аналогічним чином ріки, що течуть в північній півкулі, відхиляються вправо, внаслідок чого правий берег завжди крутіший, внаслідок підмиву водою). Навіть незначне відхилення від радіального напрямку в сумі створює у вхідній частині інтенсивний вихор. Цей високошвидкісний вихор рідини і є кінетичною енергією від обертання планети, що надано цій масі робочої рідини в сумі із кінетичною енергією робочого тіла, що надана для постійної циркуляції. Ця енергія спрацьовується відомими гідротурбінами у крутний момент вала. Рідина рухається вниз по корпусному пристрою і розтікається в сторони по каналах замкнутого каналі. Нижні відцентрові канали розміщені на планеті жорстко і радіально від центру і надають робочому тілу кінетичну енергію обертання планети з вектором швидкості 2 UA 82850 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 по паралелі. Після розвороту рідини у поворотних каналах на периферії каналів набута кінетична енергія несиметрично підводиться до вхідної частини корпусного пристрою. Несиметричний підхід потоку робочої рідини до вхідної частини корпусного пристрою створює високошвидкісний вихор робочої рідини описаним вище способом з вертикальною віссю обертання. Напрямок обертання вихору робочої рідини - проти годинникової стрілки у північній півкулі і - за годинниковою стрілкою у південній півкулі. Потужність установки збільшується із збільшенням розміру установки на місцевості, збільшенням питомої ваги рідини, та її сумарної маси. За рахунок відбору частки енергії підтримується циркуляція рідини в каналах, компенсуючи втрати на гідроопір і т.п. Найефективніший меридіональний напрямок руху рідини відцентрового каналу, внаслідок найбільшої різниці в радіусах обертання траєкторії руху робочої рідини, що визначається різницею по радіусу обертання точок планети між центром корпусного пристрою та периферійною крайньою точкою установки. Тут найбільша величина кінетичної енергії надається рідині внаслідок найбільшого вектора швидкості по паралелі, що надається робочій рідині. Величина отриманої енергії також збільшується при нахилі каналів установки на місцевості. Це також пояснюється збільшенням різниці радіусів обертання, що здійснює робоча рідина при русі по крайній точках установки. Найбільшим нахилом каналів і найбільшою ефективністю є нахил каналів по вертикалі відносно осі обертання планети, внаслідок найбільшої різниці радіусів обертання робочої рідини між крайніми точками каналів. Нульова ефективність установки - при напрямку руху рідини відцентрового каналу вздовж паралелі (схід-захід), а також при нульовій різниці в радіусах обертання між центром вхідного пристрою і крайньою точкою каналів, тобто на екваторі без нахилу від поверхні. На фіг. 1 зображений пристрій для отримання енергії від кінетичної енергії обертання робочого середовища. Вигляд згори. На фіг. 2 зображений вищевказаний пристрій в проекції. Вигляд збоку в розрізі. Пристрій для отримання енергії від кінетичної енергії робочого середовища містить замкнуті канали (замкнутий контур), робоче тіло у рідкій фазі з кільцевим рухом рідини. Верхній зворотний канал 1, корпусний пристрій 2, де розміщений турбінний агрегат 3 (гідротурбіна), розгінний пристрій 4, електрогенератор 5, вал 6, нижні відцентрові канали 7 для відцентрового руху робочої рідини, поворотні канали 8, вхідний пристрій 9. Зворотний верхній канал 1 із вхідним пристроєм 9 закріплений дотично. Нижні відцентрові канали 7 прокладені по географічному меридіану на південь від корпусного пристрою 2 (у напрямку до екватора). Пристрій працює наступним чином. Пусковий і розгінний апарат 4 від зовнішнього джерела енергії розганяє робочу рідину в каналах і створюється циркуляція по замкнутому контуру. В каналі 7 рух робочої рідини (робочого тіла) радіальний і відцентровий, і на робочу рідину діють інерційні сили від обертання планети. На цій ділянці робоча рідина при русі набуває додаткової швидкості з вектором по паралелі. Після розвороту в поворотному каналі 8 робоча рідина рухається каналом 1 дотично до вхідної частини 9 корпусного пристрою 2. В каналі 1 також на робочу рідину діє інерційна сила від обертання планети, яка намагається змінити траєкторію руху робочої рідини. Величина відхилення траєкторії руху робочої рідини в точці входу у вхідний пристрій 9 дорівнює радіусу вхідного пристрою. Вектор відхилення розміщений по паралелі. Величина цієї швидкості визначає величину енергії, яку додатково отримує робоча рідина від кінетичної енергії обертання планети. Тому робоча рідина відхиляється вправо від радіального напрямку (у північній півкулі). Відхилення робочої рідини від центру вхідної частини 9 створює вихор. Кінетична енергія обертання вихору складається із постійної кінетичної енергії робочої рідини та додаткової кінетичної енергії наданої обертанням планети по вектору швидкості по паралелі. Вся енергія підсумовується на одному рідинному вихорі. Вихор переміщується вниз до звуження на вхідному пристрою 9 і, згідно із законом збереження кількості енергії, збільшує частоту свого обертання. Додаткова кінетична енергія вихору спрацьовується турбінним агрегатом 3 і валом 6 передається на електрогенератор 5 для вироблення електроенергії. Інша частина кінетичної енергії вихору залишається для підтримання циркуляції робочої рідини із заданою швидкістю. Розгінний апарат 4 підтримує постійну циркуляцію робочої рідини в заданих межах, споживаючи частину отриманої енергії. Джерела інформації: 1. Патент Німеччини №3604406, F-03G 7/08, 12.02.86. 2. Матеріали сайту "Membrana" В.Д. Дудишев. "Про використання енергії обертання Землі". Інші джерела. 3 UA 82850 U 5 3. Монографія В.Ф. Шаркова "Развитие альтернативной енергетики в России на ближайшую перспективу". Изд. ИНПРАН, М. 2002). 4. Патент РФ № 2045715, Потапов Ю.С. "Вихревой теплогенератор". 5. Литературний портал "Чего хочет автор". Виктор Шарков "Энергия вращения Земли обогревает дома". ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 20 25 30 1. Пристрій для отримання енергії від кінетичної енергії обертання робочого середовища, що містить відцентровий і зворотний канали, корпусний пристрій, поворотний канал, робоче тіло в рідкій фазі, яке знаходиться в русі по замкнутому контуру у прямому і зворотному напрямках, де канали обох напрямків з'єднані між собою з однієї сторони поворотним каналом, а з іншої корпусним пристроєм, в якому розміщений механізм спрацювання енергії в корисну роботу, розгінний механізм, який відрізняється тим, що рух робочого тіла в каналах осьовий, число каналів щонайменше один в кожному напрямку, корпусний пристрій містить вхідну частину, змонтовану вгорі, відцентровий і зворотний канали взаємно змонтовані під кутом в горизонталі, які з однієї сторони приєднані до корпусного пристрою, а з іншої сторони з'єднані між собою поворотним каналом, зворотний верхній канал змонтований до вхідної частини дотично по діаметру, а зміщення зворотного верхнього каналу від осі вхідної частини є правим у північній півкулі і лівим у південній півкулі, механізм спрацювання енергії вихору робочої рідини в корисну роботу містить гідротурбіну, і вихор має обертання проти годинникової стрілки у північній півкулі і за годинниковою стрілкою у південній півкулі, кінетична енергія робочого тіла з вектором швидкості по паралелі концентрується в корпусному пристрої у вигляді рідинного вихору робочого тіла. 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що вхідна частина виготовлена тарілчастої форми із звуженням донизу, кут розміщення каналу між собою визначається співвідношенням величин вектора швидкості по паралелі, що утворюється на робочому тілі на відрізку зворотного каналу, та швидкості робочої рідини в каналах. 3. Пристрій за пп. 1, 2, який відрізняється тим, що вісь нижнього відвідного каналу розміщена в діапазоні до ±0-45 градусів від меридіонального напрямку і з нахилом у вертикальній площині в діапазоні кутів: від кута нахилу поверхні планети до її осі обертання, до вертикалі, відносно осі обертання планети. 4 UA 82850 U Комп’ютерна верстка М. Ломалова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5