Номер патенту: 96154

Опубліковано: 10.10.2011

Автор: Пентікяйнен Ісмо

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Гідромеханічна установка, передбачена для розташування у проточній воді (w) для генерування потужності, яка має принаймні перший впускний трубопровід (1; 101-104), передбачений для подачі першого потоку води, і другий впускний трубопровід (2; 101-104), передбачений для подачі другого потоку води, перемикальний блок (3), розташований безпосередньо внизу по потоку від впускних трубопроводів (1, 2; 101-104), і турбіну (4), яка встановлена внизу по потоку від перемикального блока (3), яка відрізняється тим, що перемикальний блок (3) встановлений для подачі поперемінним чином першого потоку і другого потоку до турбіни (4) у такий спосіб, що перший потік і другий потік поперемінно приводить в дію турбіну (4).

2. Установка за п. 1, яка відрізняється тим, що перемикальний блок (3) передбачений для подачі другого потоку з неї, коли перший потік подається до турбіни (4), і для подачі першого потоку з неї, коли другий потік подається до турбіни (4),

3. Установка за будь-яким із пп. 1 і 2, яка відрізняється тим, що перемикальний блок (3) передбачений для подачі потоку, що подається з неї, безпосередньо назад до проточної води (w).

4. Установка за будь-яким із попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що перемикальний блок (3) має принаймні перший канал (11) турбіни, який проходить від першого впускного трубопроводу (1) до турбіни (4), принаймні другий канал (12) турбіни, який проходить від другого впускного трубопроводу (2) до турбіни (4), і клапанний пристрій (15), який встановлений для поперемінного займання першого положення і другого положення, у якій клапанний пристрій (15) виконаний з можливістю у першому положенні утримувати перший канал (11) турбіни відкритим, а другий канал (12) турбіни - закритим, і у другому положенні утримувати перший канал (11) турбіни закритим, а другий канал (12) турбіни відкритим.

5. Установка за п. 4, яка відрізняється тим, що кожен з каналів (11, 12) має верхній по потоку отвір, розташований у спільній площині, і у якій клапанний пристрій (15) має клапанний елемент (35), виконаний з можливістю переміщення паралельно спільній площині між першим положенням і другим положенням.

6. Установка за п. 4, яка відрізняється тим, що перемикальний блок (3) також має принаймні перший випускний канал (21), який виходить з першого впускного трубопроводу (1) назовні з гідромеханічної установки, принаймні другий випускний канал (22), який виходить з другого впускного трубопроводу (2) назовні з гідромеханічної установки, у якій клапанний пристрій (15) виконаний з можливістю у першому положенні утримувати перший канал (11) турбіни і другий випускний канал (22) відкритими, а перший випускний канал (21) і другий канал (12) турбіни закритими, і у другому положенні утримувати перший канал (11) турбіни і другий випускний канал (22) закритими, а перший випускний канал (21) і другий канал (12) турбіни відкритими.

7. Установка за п. 6, яка відрізняється тим, що кожен з каналів (11, 12, 21, 22) має верхній по потоку отвір, розташований у спільній площині, і у якій клапанний пристрій (15) має клапанний елемент (35), здатний рухатися паралельно спільній площині між першим положенням і другим положенням.

8. Установка за п. 7, яка відрізняється тим, що отвори розташовані вздовж кругової траєкторії, при цьому клапанний елемент (35) виконаний з можливістю переміщення вздовж кругової траєкторії.

9. Установка за будь-яким із пп. 7 і 8, яка відрізняється тим, що клапанний пристрій (15) має двигун (36), пристосований до керування клапанним елементом (35).

10. Установка за п. 9, яка відрізняється тим, що двигун (36) пристосований до повороту клапанного елемента (35).

11. Установка за будь-яким із пп. 1-3, яка відрізняється тим, що перемикальний блок (3) має обертальну частину (106), з'єднану з впускним трубопроводом (115) турбіни, яка здатна обертатися навколо осі (х) разом з обертальною частиною (106), яка співвісна з одним із впускних трубопроводів (101 - 104) і має нижній по потоку кінець, з'єднаний з турбіною (4).

12. Установка за будь-яким із попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що перший впускний трубопровід і другий впускний трубопровід мають перший проміжний трубопровід (41) і другий проміжний трубопровід (42), відповідно, розташований безпосередньо зверху по потоку від перемикального блока.

13. Установка за будь-яким із попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що впускні трубопроводи (1, 2; 101-104) проходять по суті паралельно один до іншого.

14. Установка за будь-яким із попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що вона має впускний елемент (50), пристосований до подачі води у впускні трубопроводи (1, 2; 101-104).

15. Установка за п. 14, яка відрізняється тим, що впускні трубопроводи (1, 2, 101-104) мають відповідний верхній по потоку кінець і відповідний нижній по потоку кінець поблизу перемикального блока (3), у якій впускний елемент (50) встановлений на верхньому по потоку кінці впускних трубопроводів (1, 2:101-104).

16. Установка за п. 15, яка відрізняється тим, що вона має принаймні один проміжний елемент (51; 90), встановлений внизу по потоку від верхнього по потоку кінця для подачі води з проточної води у принаймні один з впускних трубопроводів (1, 2; 101-104).

17. Установка за п. 16, яка відрізняється тим, що вона має перший впускний клапанний елемент (61) для відкривання і закривання проходу у перший впускний трубопровід (1) від проміжного елемента (51) і другий впускний клапанний елемент (62) для відкривання і закривання проходу у другий впускний трубопровід (2) від проміжного елемента (51).

18. Установка за п. 17, яка відрізняється тим, що відкривання клапанних елементів (61, 62) полегшене за допомогою відповідного першого і другого пружинного елемента (71,72).

19. Установка за будь-яким із пп. 17 і 18, яка відрізняється тим, що закривання клапанних елементів (61, 62) полегшене за допомогою різниці тиску води, яка протікає крізь відповідний трубопровід, зверху по потоку від проміжного елемента (51) і внизу по потоку від нього.

Текст

1. Гідромеханічна установка, передбачена для розташування у проточній воді (w) для генерування потужності, яка має принаймні перший впускний трубопровід (1; 101-104), передбачений для подачі першого потоку води, і другий впускний трубопровід (2; 101-104), передбачений для подачі другого потоку води, перемикальний блок (3), розташований безпосередньо внизу по потоку від впускних трубопроводів (1, 2; 101-104), і турбіну (4), яка встановлена внизу по потоку від перемикального блока (3), яка відрізняється тим, що перемикальний блок (3) встановлений для подачі поперемінним чином першого потоку і другого потоку до турбіни (4) у такий спосіб, що перший потік і другий потік поперемінно приводить в дію турбіну (4). 2. Установка за п. 1, яка відрізняється тим, що перемикальний блок (3) передбачений для подачі другого потоку з неї, коли перший потік подається до турбіни (4), і для подачі першого потоку з неї, коли другий потік подається до турбіни (4), 3. Установка за будь-яким із пп. 1 і 2, яка відрізняється тим, що перемикальний блок (3) передбачений для подачі потоку, що подається з неї, безпосередньо назад до проточної води (w). 4. Установка за будь-яким із попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що перемикальний блок (3) має принаймні перший канал (11) турбіни, який проходить від першого впускного трубопроводу (1) до турбіни (4), принаймні другий канал (12) турбіни, який проходить від другого впускного трубопроводу (2) до турбіни (4), і клапанний пристрій (15), 2 (19) 1 3 96154 4 10. Установка за п. 9, яка відрізняється тим, що двигун (36) пристосований до повороту клапанного елемента (35). 11. Установка за будь-яким із пп. 1-3, яка відрізняється тим, що перемикальний блок (3) має обертальну частину (106), з'єднану з впускним трубопроводом (115) турбіни, яка здатна обертатися навколо осі (х) разом з обертальною частиною (106), яка співвісна з одним із впускних трубопроводів (101 - 104) і має нижній по потоку кінець, з'єднаний з турбіною (4). 12. Установка за будь-яким із попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що перший впускний трубопровід і другий впускний трубопровід мають перший проміжний трубопровід (41) і другий проміжний трубопровід (42), відповідно, розташований безпосередньо зверху по потоку від перемикального блока. 13. Установка за будь-яким із попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що впускні трубопроводи (1, 2; 101-104) проходять по суті паралельно один до іншого. 14. Установка за будь-яким із попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що вона має впускний елемент (50), пристосований до подачі води у впускні трубопроводи (1, 2; 101-104). 15. Установка за п. 14, яка відрізняється тим, що впускні трубопроводи (1, 2, 101-104) мають відповідний верхній по потоку кінець і відповідний ниж ній по потоку кінець поблизу перемикального блока (3), у якій впускний елемент (50) встановлений на верхньому по потоку кінці впускних трубопроводів (1, 2:101-104). 16. Установка за п. 15, яка відрізняється тим, що вона має принаймні один проміжний елемент (51; 90), встановлений внизу по потоку від верхнього по потоку кінця для подачі води з проточної води у принаймні один з впускних трубопроводів (1, 2; 101-104). 17. Установка за п. 16, яка відрізняється тим, що вона має перший впускний клапанний елемент (61) для відкривання і закривання проходу у перший впускний трубопровід (1) від проміжного елемента (51) і другий впускний клапанний елемент (62) для відкривання і закривання проходу у другий впускний трубопровід (2) від проміжного елемента (51). 18. Установка за п. 17, яка відрізняється тим, що відкривання клапанних елементів (61, 62) полегшене за допомогою відповідного першого і другого пружинного елемента (71,72). 19. Установка за будь-яким із пп. 17 і 18, яка відрізняється тим, що закривання клапанних елементів (61, 62) полегшене за допомогою різниці тиску води, яка протікає крізь відповідний трубопровід, зверху по потоку від проміжного елемента (51) і внизу по потоку від нього. Представлений винахід належить до гідромеханічної установки, передбаченої для розміщення у проточній воді для генерування потужності згідно з преамбулою п. 1 формули винаходу. Документ JP-56060866 описує гідроелектростанцію, яка має трубопровід і турбіну, встановлену на кінці трубопроводу, розташованому внизу по потоку. На кінці, розташованому зверху по потоку, знаходиться лійкоподібний елемент для збільшення швидкості потоку. Документ JP-2004068641 розкриває гідротурбінну електростанцію, яка має декілька послідовно розташованих турбін. Документ ЕР-38321 описує гідроелектростанцію, яка має впускний трубопровід, який поділений на дві або більшу кількість гілок. Гілки сходяться до спільної турбіни. Документ WO94/20751 описує гідроелектростанцію, яка має два паралельні трубопроводи. Трубопроводи виконані з можливістю поперемінного перекривання для створення гідравлічного удару у воді у відповідному трубопроводі. Задачею представленого винаходу є надання вдосконаленої гідромеханічної установки, пристосованої для генерування потужності. Головним чином, він націлений на гідромеханічну установку, яка може використовуватися для генерування потужності, коли проточна вода має відносно малу швидкість потоку. Ця задача вирішується за допомогою визначеного на початку гідромеханічної установки, яка відрізняється тим, що перемикальний блок встановлений для подачі поперемінним чином першого потоку і другого потоку до турбіни у такий спосіб, що перший потік і другий потік поперемінно приводить в дію турбіну. За допомогою такого перемикального блоку потік з найбільшою кінетичною енергією може використовуватися для експлуатації турбіни. У такий спосіб турбіна може в кожний момент приводитися в дію потоком впускного трубопроводу, де вода має найвищу кінетичну енергію. Згідно з варіантом виконання винаходу, перемикальний блок встановлюється для подачі другого потоку з гідромеханічної установки, коли перший потік подається до турбіни, і для подачі першого потоку з гідромеханічної установки, коли другий потік подається до турбіни. У такий спосіб потік, який подається з гідромеханічної установки, буде під час цього періоду прискорюватися і одержувати вищу кінетичну енергію, не дивлячись на те, що потік, спрямований до турбіни, буде зменшувати свою швидкість. За допомогою перемикального блоку можна перемикатися з потоку з відносно низькою швидкістю на потік з відносно високою швидкістю і у такий спосіб збільшувати ККД турбіни порівняно з турбіною, яка приводиться в дію тільки єдиним потоком води. Перемикальний блок може потім встановлюватися для подачі потоку, що подається з гідромеханічної установки безпосередньо назад до проточної води. Згідно з подальшим варіантом виконання винаходу, перемикальний блок має принаймні перший канал турбіни, який проходить від першого впускного трубопроводу до турбіни, принаймні другий канал турбіни, який проходить від другого 5 впускного трубопроводу до турбіни, і клапанний пристрій, який встановлений для поперемінного займання першого положення і другого положення, де клапанний пристрій у першому положенні утримує перший канал турбіни відкритим, а другий канал турбіни - закритим, і у другому положенні утримує перший канал турбіни закритим, а другий канал турбіни -відкритим. Кожен з каналів може мати верхній по потоку отвір, розташований у спільній площині, у якому клапанний пристрій має клапанний елемент, який здатен рухатися паралельно загальній площині, між першим положенням і другим положенням. У такий спосіб клапанний пристрій, який має клапанний елемент, що виконує зворотно-поступальний рух між двома положеннями, може виконуватися відносно легко. Згідно з подальшим варіантом виконання винаходу, перемикальний блок також має принаймні перший випускний канал від першого впускного трубопроводу, який виходить з гідромеханічної установки, принаймні другий випускний канал, який виходить з другого впускного трубопроводу, який виходить з гідромеханічної установки, у якому клапанний пристрій у першому положенні утримує перший канал турбіни і другий канал турбіни відкритими, а перший випускний канал і другий канал турбіни закритими, і у другому положенні утримує перший канал турбіни і другий випускний канал турбіни закритими, а перший випускний канал і другий канал турбіни - відкритими. Згідно з подальшим варіантом виконання винаходу, кожен з каналів має верхній по потоку отвір, розташований у спільній площині, де клапанний пристрій має клапанний елемент, який здатен рухатися паралельно спільній площині між першим положенням і другим положенням. Отвори можуть розташовуватися вздовж кругової траєкторії, де клапанний елемент може рухатися вздовж неї. Окрім того, клапанний пристрій може мати двигун, пристосований до експлуатації клапанного елемента. Головним чином, двигун може пристосовуватися до повертання клапанного елемента. Згідно з подальшим варіантом виконання винаходу, перемикальний блок має обертальну частину, з'єднану з впускним трубопроводом турбіни, яка здатна обертатися навколо осі разом з обертальною частиною, яка співвісна з одним із впускних трубопроводів і має нижній по потоку кінець, з'єднаний з турбіною. Згідно з подальшим варіантом виконання винаходу, перший впускний трубопровід і другий впускний трубопровід мають перший проміжний трубопровід і другий проміжний трубопровід, відповідно, встановлений безпосередньо зверху по потоку від перемикального блоку. Згідно з подальшим варіантом виконання винаходу, впускні трубопроводи проходять по суті паралельно один до одного. Переважно, трубопроводи розташовані відносно близько один до іншого. Згідно з подальшим варіантом виконання винаходу, гідромеханічна установка має впускний елемент, пристосований до подачі води у впускні трубопроводи. Впускний елемент може мати ділянку потоку, яка звужується в напрямі потоку, і, та 96154 6 ким чином, збирає велику кількість води, яка подається у впускні трубопроводи. Переважно, впускні трубопроводи мають відповідний верхній по потоку кінець і відповідний нижній по потоку кінець у перемикальному блоці, у якому впускний елемент встановлений на верхніх по потоку кінцях впускних трубопроводів. Згідно з подальшим варіантом виконання винаходу, гідромеханічна установка має принаймні один проміжний елемент, розташований внизу по потоку від верхнього по потоку кінця для подачі додаткової води у впускний трубопровід. Таким чином, установка може мати перший впускний клапанний елемент для відкривання і закривання проходу у перший впускний трубопровід, який виходить з проміжного елемента, і другий впускний клапанний елемент для відкривання і закривання проходу у другий впускний трубопровід, який виходить з проміжного елемента. Переважно, перший впускний клапанний елемент встановлений для відкривання проходу, коли перший канал турбіни закритий, а перший випускний канал відкритий. Другий впускний клапанний елемент переважно відкритий, коли другий канал турбіни закритий, а другий випускний канал відкритий. Згідно з подальшим варіантом виконання винаходу, відкривання клапанних елементів полегшується за допомогою відповідного першого і другого пружинних елементів. Окрім того, закривання клапанних елементів може полегшуватися за допомогою різниці тиску води, яка протікає крізь відповідний впускний трубопровід, у положенні зверху по потоку від проміжного елемента і внизу по потоку від проміжного елемента. Представлений винахід тепер пояснюється більш детально за допомогою опису різних варіантів виконання з посиланням на додані креслення. Фіг. 1 схематично зображає гідромеханічну установку згідно з варіантом виконання винаходу з клапанним пристроєм у першому положенні. Фіг. 2 схематично зображає гідромеханічну установку з Фіг. 1 з клапанним пристроєм у другому положенні. Фіг. 3 схематично описує вид збоку перемикального блоку установки з Фіг. 1. Фіг. 4 зображає вид перерізу блоку вздовж ліній A-A з Фіг. 3. Фіг. 5 зображає вид перерізу блоку вздовж лінії B-B з Фіг. 3. Фіг. 6 зображає вид перерізу клапанного елемента вздовж лінії C-C з Фіг. 3. Фіг. 7 зображає вид збоку перерізу клапанного елемента вздовж лінії D-D з Фіг. 6. Фіг. 8 схематично зображає вид зверху частини першого впускного трубопроводу і другого впускного трубопроводу гідромеханічної установки з Фіг. 1. Фіг. 9 схематично зображає вид збоку проміжного клапанного блоку згідно з подальшим варіантом виконання. Фіг. 10 схематично зображає вид знизу перемикального блоку згідно з подальшим варіантом виконання. Фіг. 11 схематично зображає вид поперечного перерізу перемикального блоку вздовж лінії Xl-Xl з 7 Фіг. 10. Фіг. 1 і 2 схематично описують гідромеханічну установку згідно з винаходом. Гідромеханічна установка розроблена для розміщення у проточній воді для генерування потужності. Проточна вода w може бути водяним потоком будь-якого типу, наприклад річкою, водоканалом, і подібним. Гідромеханічна установка пристосована до розміщення у проточній воді w і до відбирання енергії проточної води з різними швидкостями потоку. Гідромеханічна установка має перший впускний трубопровід 1, який передбачений для подачі першого потоку води, і другий впускний трубопровід 2, який передбачений для подачі другого потоку води. Перший впускний трубопровід 1 і другий впускний трубопровід 2 мають нижній по потоку кінець і верхній по потоку кінець відносно напряму f потоку і проходять паралельно, або по суті паралельно один до іншого. Окрім того, перший впускний трубопровід 1 і другий впускний трубопровід 2 проходять по суті паралельно напряму потоку проточної води w, тобто першому потоку, при цьому другий потік і проточна вода w протікають по суті у тому ж напрямі f потоку. Переважно, перший впускний трубопровід 1 і другий впускний трубопровід 2 розташовані відносно близько один до одного, наприклад з відстанню між першим впускним трубопроводом 1 і другим впускним трубопроводом 2, яка менша за їх діаметр d (дивіться Фіг. 8). Діаметр d може, наприклад, становити приблизно 0,2, 0,4, 0,6, 1 м або більше. Перший впускний трубопровід 1 і другий впускний трубопровід 2 мають однаковий або по суті однаковий діаметр і довжину. Довжини трубопроводів 1 і 2 можуть змінюватися, проте переважно є великими, наприклад 10, 50, 100, 150, 200, 300, 400, 500, 600, 800, 1000 м або більше. Більше того, довжина трубопроводів 1, 2 може, наприклад, становити приблизно 5 їх діаметрів. Окрім того, гідромеханічна установка має перемикальний блок 3, який встановлений поблизу нижнього по потоку кінця впускних трубопроводів 1, 2, і турбіну 4, яка встановлена внизу по потоку від перемикального блоку 3. Турбіна 4 може бути ротаційною машиною будь-якого придатного типу для перетворення кінетичної енергії води на механічну обертальну енергію. Турбіна 4 має вихідний вал 5, який з'єднаний з або формує вхідний вал електрогенератора 6 для перетворення обертальної енергії турбіни 4 на електроенергію. Турбіна 4 може з'єднуватися з або мати маховик 4' для забезпечення її стабільного обертання. Перемикальний блок 3 передбачений для подачі поперемінним чином першого потоку від першого впускного трубопроводу 1 і другого потоку другого впускного трубопроводу 2 до турбіни 4 у такий спосіб, що перший потік і другий потік поперемінно приводить в дію турбіну 4. Окрім того, перемикальний блок 3 передбачений для подачі другого потоку другого впускного трубопроводу 2 з гідромеханічної установки, коли перший потік подається до турбіни 4, і для подачі першого потоку першого впускного трубопроводу 1 з гідромеханічної установки, коли другий потік подається до турбіни 4. Більш точно, перемикальний блок 3 перед 96154 8 бачений для подачі потоку, який подається з гідромеханічної установки безпосередньо назад до проточної води w. Тому, в кожний момент часу один потік, вибраний серед першого і другого потоку, буде подаватися крізь турбіну 4, а інший з них буде подаватися назад до проточної води w. Один потік, вибраний серед першого і другого потоку, буде, таким чином, подаватися крізь турбіну 4 протягом періоду часу, під час якого інший з них буде подаватися назад до проточної води w. Перемикальний блок 3 переважно пристосований до надання можливості або здійснення регулювання довжини часового періоду. Наприклад, часовий період міг би становити декілька секунд. Під час кожного такого часового періоду потік, який подається назад до проточної води w, буде прискорюватися, тоді як вода, яка подається до турбіни 4, буде уповільнюватися. Перемикальний блок 3, схематично зображений на Фіг. 1 і 2, має перший канал 11 турбіни, який проходить від першого впускного трубопроводу 1 до турбіни 4, другий канал 12 турбіни, який проходить від другого впускного трубопроводу 2 до турбіни 4, перший випускний канал 21, який проходить від першого впускного трубопроводу 1 назовні з гідромеханічної установки, і другий випускний канал 22, який проходить від другого впускного трубопроводу 2 назовні з гідромеханічної установки. Окрім того, перемикальний блок 3 має клапанний пристрій 15. На Фіг. 1 і 2, клапанний пристрій 15 зображений чотирма клапанними елементами 11', 12', 21' і 22'. Клапанний пристрій 15 передбачений для поперемінного займання першого положення і другого положення. Перше положення зображене на Фіг. 1, тоді як друге положення зображене на Фіг. 2. У першому положенні, клапанний пристрій 15 утримує перший канал 11 турбіни відкритим, другий канал 12 турбіни - закритим, перший випускний канал 21 - закритим, а другий випускний канал 22 - відкритим. Тому, у першому положенні, перший потік від першого впускного трубопроводу 1 подається крізь перший канал 11 турбіни до турбіни 4, тоді як другий потік другого впускного трубопроводу 2 подається з гідромеханічної установки назад до проточної води w. У другому положенні, клапанний пристрій 15 утримує перший канал 11 турбіни закритим, другий канал 12 турбіни - відкритим, перший випускний канал 21 - відкритим, а другий випускний канал 22 - закритим. Тому, у другому положенні, другий потік другого впускного трубопроводу 2 буде подаватися крізь другий канал 12 турбіни до турбіни 4, тоді як перший потік першого впускного трубопроводу 1 буде подаватися з гідромеханічної установки назад до проточної води w. Клапанний пристрій 15 і клапанні елементи 11', 12', 21', 22,' зображені на Фіг. 1 і 2, можуть бути елементами будь-якого придатного типу, наприклад дисковими клапанами. Фіг. 3-7 зображають перемикальний блок 3 з клапанним пристроєм 15 іншої конструкції, яка показана у вигляді прикладу переважного варіанта виконання винаходу. Перемикальний блок 3 має поздовжню центральну вісь х, яка по суті паралельна напряму f потоку, і має 9 кожух 30, який охоплює його, і відповідний клапанний пристрій 15. Кожух 30 також охоплює нижній по потоку кінець першого впускного трубопроводу 1 і другого впускного трубопроводу 2. Кожух 30 поділений на першу частину 31 і другу частину 32 за допомогою роздільної стінки 33. Кожен з каналів 11, 12 турбіни і випускних каналів 21, 22 має верхній по потоку отвір, зображений на Фіг. 4. Верхні по потоку отвори розташовані у спільній площині, по суті перпендикулярній до напряму потоку. Як можна побачити з Фіг. 4 і 5, перемикальний блок З має певну кількість перших каналів 11 турбіни, перші випускні канали 21, другі канали 12 турбіни і другі випускні канали 22. Клапанний пристрій 15 має клапанний елемент 35, який здатен рухатися паралельно спільній площині отворів. Клапанний пристрій 15 також має двигун 36, пристосований до керування клапанним елементом 35. Двигун 36 пристосований до повертання клапанного елемента 35 навколо поздовжньої осі х, здійснюючи зворотно-поступальний рух. Клапанний елемент 35 виконаний як диск, який має поперемінно розташовані проходи 37 і елементи 38 стінки. Вищезгаданий нижній по потоку кінець першого впускного трубопроводу 1 і другого впускного трубопроводу 2 формує перший проміжний трубопровід 41 першого впускного трубопроводу 1 і другий проміжний трубопровід 42 другого впускного трубопроводу 2. Перший проміжний трубопровід 41 і другий проміжний трубопровід 42, таким чином, розташовані безпосередньо зверху по потоку від перемикального блоку 3 і, більш точно, безпосередньо зверху по потоку від клапанного елемента 35. Проміжні трубопроводи 41 і 42 утворені першим елементом 33 у формі зрізаного конуса, концентричного до поздовжньої центральної осі х, і клиноподібними елементами 44, які встановлені на клапанному елементі 35 і звужуються в напрямі, протилежному до напряму f потоку від верхньої по потоку бічної стінки клапанного елемента 35. Внизу по потоку від клапанного елемента 35 і вищезгаданих отворів кожух 30 має діаметр, що зменшується в напрямі f потоку. Випускні канали 21 і 22 утворені нижньою стінкою 47, яка по суті паралельна центральній осі х. Як можна побачити з Фіг. 1, перший впускний трубопровід 1 і другий впускний трубопровід 2 мають впускний елемент 50, встановлений на верхньому по потоку їх кінці. В описаному варіанті виконання, впускний елемент 50 має форму лійки 50, яка має ділянку потоку, яка звужується в напрямі f потоку і, таким чином, пристосовану до подачі певної кількості води, яка вводиться, у впускні трубопроводи 1 і 2. Окрім того, гідромеханічна установка може мати один, два, три, чотири або більше проміжних елементів 51 у формі лійок, встановлених внизу по потоку від верхніх по потоку кінців впускних трубопроводів 1, 2 для подачі води у перший впускний трубопровід 1 і другий впускний трубопровід 2. Елемент 50 і/або проміжний елемент 51 можуть регулюватися, тобто може регулюватися кут звуження ділянки потоку. В описаних варіантах виконання винаходу, елементи 50, 51 є 96154 10 лійками, які звужуються з утворенням кута а між ними та напрямом f потоку, де кут а може регулюватися будь-яким придатним регулювальним елементом (не описаний). Більше того, гідромеханічна установка має перший впускний клапанний елемент 61 для відкривання і закривання проходу у перший впускний трубопровід 1 від проміжного елемента 51, і другий впускний клапанний елемент 62 для відкривання і закривання проходу у другий впускний трубопровід 2 від проміжного елемента 51 (дивіться Фіг. 8). Такі клапанні елементи 61, 62 можуть встановлюватися в кожному проміжному елементі 51. Відкривання клапанних елементів 61, 62 полегшується за допомогою відповідного першого і другого пружинних елементів 71, 72. Закривання клапанних елементів 61, 62 полегшується за допомогою різниці тиску води, яка протікає крізь відповідний трубопровід 1, 2, у положенні зверху по потоку від проміжного елемента 51 і внизу по потоку від проміжного елемента 51. Тиск води, яка протікає крізь відповідний трубопровід 1, 2, передається до циліндричного елемента 81, 82, у якому поршень 83, 84 відповідає за різницю тиску і приводить в дію клапанні елементи 61, 62. Пружинні елементи 71, 72 встановлені в циліндрах для дії на поршень 83, 84. Переважно, робота клапанних елементів 61, 62 пов'язана з роботою клапанного пристрою 15 у такий спосіб, що клапанний елемент 61 першого впускного трубопроводу 1 закривається, коли перший канал 11 турбіни відкритий, і клапанний елемент 62 другого впускного трубопроводу 2 закривається, коли канал 12 турбіни відкритий. Більше того, клапанний елемент 61 відкритий, коли випускний канал 21 відкритий, а клапанний елемент 62 відкритий, коли випускний канал 22 відкритий. Фіг. 9 зображає проміжний елемент 90 згідно з подальшим варіантом виконання винаходу. Проміжний елемент 90 з'єднаний з одним або усіма впускними трубопроводами: в описаному варіанті виконання - з першим впускним трубопроводом 1. Проміжний елемент 90 встановлений на верхньому по потоку кінці першого впускного трубопроводу 1. Проміжний елемент 90 з'єднаний з верхнім по потоку трубопроводом 1', який проходить крізь проміжний елемент 90. Проміжний елемент 90 має перший клапанний елемент 91 і другий клапанний елемент 92, які синхронізуються з роботою перемикального блоку 3. На Фіг. 9, перший клапанний елемент 91 відкритий, а другий клапанний елемент 92 закритий. Вода, яка протікає крізь верхній по потоку трубопровід 1', буде, таким чином, протікати крізь проміжний елемент 90 назад до проточної води. Клапанні елементи 91 і 92 перебувають в описаному положенні, коли клапанний елемент 21' відкритий, тобто, коли вода у першому впускному трубопроводі 1 не подається до турбіни 4. Коли клапанний елемент 21' закритий, а клапанний елемент 11' відкритий, тобто, коли проточна вода подається до турбіни 4, перший клапанний елемент 91 закривається, а другий клапанний елемент 92 відкривається. Вода, яка протікає крізь верхній по потоку трубопровід 1', потім буде подаватися до першого впускного трубопроводу 1, який буде робити внесок у відновлення швидкості по 11 дачі води до турбіни 4. Фіг 10 і 11 зображають подальший варіант виконання, який має чотири впускні трубопроводи 101, 102, 103 і 104. Перемикальний блок 3 має конфігурацію, яка відрізняється від його конфігурації на Фіг. 3-7. Перемикальний блок 3 має стаціонарну частину 105 і обертальну частину 106, яка здатна обертатися за допомогою двигуна (не описаний). Кожен з впускних трубопроводів 101-104 з'єднаний з стаціонарною частиною 105 і проходить крізь неї. Обертальна частина 106 має або з'єднана з впускним трубопроводом 115 турбіни, яка здатна обертатися навколо поздовжньої осі х разом з обертальною частиною 106, яка стає співвісною з одним із впускних трубопроводів 101-104, тобто, верхній по потоку кінець впускного трубопроводу 115 турбіни може робитися співвісним з одним із впускних трубопроводів 101-104. Впускний трубопровід 115 турбіни має нижній по потоку кінець, що з'єднаний з турбіною 4. Обертальна частина 106 має конфігурацію, яка утримує впускний трубопровід 115 турбіни співвісно з одним із впускних трубопроводів 101 - 104 і, у той же час, залишає інші впускні трубопроводи 101 - 104 відкритими так, що вода, яка протікає крізь них, може протікати назад до проточної води. Тому, у поло 96154 12 женні, зображеному на Фіг. 10 і 11, перший впускний трубопровід 101 з'єднаний з турбіною 4 за допомогою впускного трубопроводу 115 турбіни, тоді як впускні трубопроводи 102 - 103 ведуть назад до проточної води. Коли швидкість води, яка протікає крізь перший трубопровід 101, зменшується до встановленої величини, то обертальна частина 106 повертається на певну кутову відстань так, що другий впускний трубопровід 102 буде робитися співвісним з впускним трубопроводом 115 турбіни і, таким чином, подавати воду до турбіни 4. Обертальна частина може повертатися для поперемінного і послідовного з'єднання впускних трубопроводів 101 - 104 з першим каналом 11 проміжним трубопроводом. Слід зазначити, що перемикальний блок 3, зображений на Фіг. 10 і 11, може використовуватися з іншою кількістю впускних трубопроводів, наприклад з 2, 3, 5, 6 або більшою кількістю. Впускні трубопроводи 101 -105 можуть конфігуруватися як впускні трубопроводи, попередньо описані у цій заявці. Представлений винахід не обмежується описаними варіантами виконання, але може змінюватися і модифікуватися в правових рамках наступної формули винаходу. 13 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 96154 Підписне 14 Тираж 23 прим. 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

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Switching device for underwater turbine

Автори англійською

Pentikaeinen Ismo

Назва патенту російською

Переключательный блок для подводной турбины

Автори російською

Пентикяйнен Исмо

МПК / Мітки

МПК: F03B 17/06, F03B 15/00

Мітки: блок, перемикальний, турбіни, підводної

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/7-96154-peremikalnijj-blok-dlya-pidvodno-turbini.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Перемикальний блок для підводної турбіни</a>

Подібні патенти