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Erfindung
Russische Föderation Patent RU2075635
KRAFTWERKEN
Name des Erfinders: Vlasov V.
Der Name des Patentinhabers: Joint Stock Company "Novolipetsk Steel"
Adresse für die Korrespondenz:
Startdatum des Patents: 1993.11.12
Verwendung: im Bereich der Wind- und Wasserkraft als eine autonome Stromquelle. Die erfindungsgemäße Verbesserung des Umwandlungswirkungsgrads, eine Erhöhung der Maschinenleistung des Gerätes, die kinematische Schema und die Energieübertragung zu vereinfachen, wenn an mehrere Empfänger in einem Generator ausgesetzt, und die Quelle und das Empfangen beträchtliche Leistung garantiert Kraft. Das technische Ergebnis durch die Tatsache sichergestellt wird, dass das Kraftwerk 10 einen Wandler 1 als Energieempfänger beinhaltet, montiert einstellbar an Stangen 11, 12 von Hydraulikzylindern 7, 8 und 9, die Sekundärwandler 2 in Form von zwei Ölpumpen 15, 16, die Kurbelwellen durch eine rutschfeste Getriebe verbunden sind, Verhältnis von 1: 2, und ein elektrischer Generator 4. die Wechselvolumen Hydraulikzylinder 7, 8, 9 primären Wandler 1 und Sekundärzylinder Umwandlungsölleitung 3 bildet eine starre kinematische Verbindung aller beweglichen Elemente-Kraftwerk, in dem Empfänger von Energie in dem sich bewegenden Strom veranlassen, die Drehung der Sekundär kurbelwellen Flattern Wandler 2 mit Summierung der Leistung und umgekehrt, die Drehung der Sekundärantriebs Kurbelwellen 2 Ursachen Energieempfänger abwechselnd an verschiedenen Seiten der Bewegungsrichtung des Strömungs Flattern und sie in die Ausgangsposition mit der scharfen Endkante des sich bewegenden minimalen Strömungswiderstand zurück.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Wind- und Wasserkraft, und kann als Arbeitsteile von Windenergieanlagen (Windmühlen) und Wasserkraftwerke (HPP) zum Umwandeln von Energie aus Wind oder Wasser in elektrische Energie verwendet werden.
Wie Sie wissen, Arbeitsgremien der Windenergieanlagen und in Form von so genannten Windräder und Wasserturbinen aus Wasserkraft. Ihre Theorie im frühen zwanzigsten Jahrhundert entwickelt, NE Schukowski. Er identifiziert den Wert der höchstmögliche Energieeffizienz eines sich bewegenden Strom von idealen Räder. CPV war gleich 59,3% Moderne Wind und hydraulische CPV haben etwa 15% unter dem Ideal, das heißt nicht überschreiten 45% (siehe. z.B.. 1, S. 77, 78).
Daher ist die Hauptnachteile der Windkraft die geringe Effizienz der Windenergieanlage und eine kleine Einheit Kapazität von Windkraftanlagen und Wasserkraftwerke können nicht bei niedrigen Differenzgeschwindigkeit Wasserdruck betrieben werden, erfordert den Bau von Hoch teure Wasserkraftwerke (Dämme) und zataplivaniya große Gebiete mit wertvollen Kulturland, die das natürliche Gleichgewicht der körperlichen verletzt -geograficheskih Systeme, Klimawandel, Fischerei Reproduktionsbedingungen und Versand (1, S. 96-100 ;. 2, Seite 8, 9).
All dies schränkt den Umfang der Nutzung der Windenergie und Wasserpotenzial.
Derzeit produziert GES weniger als 19% des Stroms im Land verbraucht wird, so gut wie keine Kleinwasserkraftwerke (. 3, S. 24, 25), sind unwirksam Gezeitenwasserkraftwerk (PES), nicht die Energie von Tieflandflüssen verwenden.
Bekannte und Kraftwerke, die Windturbinen mit vertikaler Achse der Macht zu verwenden, wird die Leistungs Achse mit einem elektrischen Generator verbunden und dreht sich um die vertikale Segel, das auf einer beweglichen horizontalen Balken stellen die Lager schwenken.
Wenn der Rückhub des Segels gegen den Luftwiderstand wird durch die Drehung in der horizontalen Ebene von 90 o um die Führungsstangen unter der Wirkung der Platte verringert wird , wird die Winkelposition , die durch die Wetterfahne bestimmt (4, p. 4).
Auf der Doppeldreh gezwungen Arbeitsebenen um die Stäbe verbrachte einen großen Anteil an der aktiven Stelle, was die Effizienz eines Kraftwerks reduziert.
Die Möglichkeit der Leistungseinheit Montage und die linearen Abmessungen und begrenzte Anzahl von Segel Erhöhung auf nur Welle eine Leistung fixiert.
Studie Patent- und Fachliteratur zeigt, dass die Effizienz des Bewegungsenergiefluss bekannten Vorrichtungen für den allgemeinen Gebrauch immer noch unzureichend ist, auch bei komplexen und kostspieligen aller Einheiten (vgl. Zum Beispiel 5).
Die nächstgelegene technische Lösung für das Kraftwerk (Stand der Technik) ist eine Windturbine [6] auf dem Mast montiert ist (Kraftachse) mit der Fähigkeit, auf den Fluss der Dreharbeitsgremien von rechteckiger Form, ausgestattet mit Halbachsen zu konzentrieren und mit Stromgenerator über Getriebe verbunden. Der Mast ist mit einer horizontalen rotierenden Nuten in Form von acht und horizontalen Drehführung und jeder Aktuator parallele Stäbe in der Führung platziert ausgestattet. Seine Halbachse sind mit Rollen in den Gräben angebracht ist, und das Getriebe wirkt mit Hebeln gelagert für eine Drehung um eine Achse, die durch die Mitten der Schlaufen Rinnen.
Dieser Entwurf reduziert die aerodynamischen Widerstand gegen die Bewegung der Arbeitskörper in der Strömung und erhöht den Wirkungsgrad des Kraftwerks, aber die Anwesenheit der Führungsnuten und die gleitenden Schwenkgelenke parallel Stäbe erschwert die kinematische Schema und Errichtung von Windenergieanlagen im allgemeinen, insbesondere wenn mehrere Arbeitsteile pro Ladung kombiniert und macht schwierig Betrieb von Windenergieanlagen aufgrund der großen offenen Bereiche der Reibfläche, Ressourcenkraftwerke zu reduzieren.
Die Erfindung bezweckt die kinematische Schema der Übertragung zu vereinfachen, und wenn zu mehreren Arbeitsteilen zu einer gemeinsamen Last (Generator, Pumpe, etc.) ausgesetzt ist, die Ressource zu erhöhen und Wartungsvorgang in einer solchen Anlage zu vereinfachen.
Das Ziel wird durch einen Verzicht auf die Führungsrillen in Form von Achter erreicht, Drehgelenke und parallele Stangen rutschen, und ein Getriebe mit einem gabelförmigen Hebel in Wechselwirkung mit halbArbeitsGremien.
Die Erfindung besteht darin, dass das Kraftwerk als Hydrauliksystem mit einem Hydraulikzylinder drei Primärwandler für jeden Empfänger ausgelegt ist und der Energiesender drei allgemeine Sekundärzylinder sind. Variable Hubraum von primären und sekundären Wandler sind Ölleitung miteinander verbunden sind. Der primäre Wandler zentralen Hydraulikzylinder ist an der Rahmenseite geschwenkt wird zu den Hydraulikzylinderstangen verbunden als zentrale wirkt, um die Wippe schaukeln, und der Schaft schwenkbar mit dem Energieempfänger verbunden ist. Der Drehwinkel der Ebene der Energie des Empfängers in Bezug auf den Schaft, und die Strömungsrichtung ändert unter dem Einfluss eines dritten Hydraulikzylinderstange und verschiebbar auf einem gemeinsamen Rahmen montiert. Der Rahmen seinerseits beweglich auf der Stromachse montiert, die mit der Mittelachse des Zylinders zusammenfallen kann. Der Wandler besteht aus zwei integrierten rutschfeste Getriebe Kolbenölpumpe, Übersetzungsverhältnis des Getriebes sie 1 Verbindungs: 2. Die beiden Zylinder sind parallel zur Ölpumpe und eine dritte Verbindung mit der Zylinderseite der Primärvorrichtung, die senkrecht zu ihnen. Die Länge der Leistung des Empfängers ausgewählt wird entsprechend der Größe ihrer Translationsbewegung senkrecht zur Richtung eines sich bewegenden Strom. Für die Selbstausrichtung auf einem sich bewegenden Strömungserfassungseinrichtungen sind auf den gleichen Rahmen in Paare von gegenüberliegend und symmetrisch bezüglich der Strömungsrichtung angeordnet. Um ein gleichmäßiges Drehmoment auf der Welle des sekundären Wandler erzeugen mit einem elektrischen Generator verbunden ist, alle Leistungsempfänger verschoben gleichmäßig Phase der Bewegung.
Kraftwerk ist so konzipiert, in eine in erster Linie mit asynchronen Synchron-Generator zu arbeiten. Seite N 1503643, Kl. H 02K 17/26, 1986, und mit der Eigenschaft von Antriebsleistung Qualität unabhängig vom Volumenstrom bereitstellt.
Suche Patent ergab keine Kraftwerke mit einer vorgeschlagenen Reihe von Merkmalen.
Somit wird in diesem Fall werden bestimmte Elemente mit neuen Beziehungen kombiniert, geben neue Kraftwerkseigenschaften, manifestiert in den positiven Effekten als Folge davon die Lösung der erfinderischen Tätigkeit zu dem Autor nach.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Fig. 1 zeigt ein kinematisches Schema des Kraftwerks; Fig. 2-9 zeigt die Positionen der primären und sekundären Sender zwei Abtriebswelle alle 90 o drehen; Fig. 10 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel einer Serienschaltung einer beliebigen Anzahl von Paaren von Primärgeräten mit einer gemeinsamen sekundären Transformator und Generator kombiniert.
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Kraftwerk besteht aus mindestens einer primären Vorrichtung 1, die Sekundärwandler 2 Ölleitungen von dem elektrischen Generator 3 und 4 verbindet.
Der Primärenergiewandler 1 weist einen Rahmen 5 beweglich auf dem Wellenleistung 6 montiert ist, auf dem die feststehenden und beweglichen Zentralzylinder 7 seitigen Hydraulikzylinder 8 und der dritte Hydraulikzylinder 9, der Drehwinkel der Ebene definiert, die Leistung des Empfängers 10.
Empfänger Energie Mittelteil 10 verschiebbar an der Stange 11 des Hydraulikzylinders 7 und der Mittelstange 12 des Hydraulikzylinders 9. Der Abstand l ist gleich der Asymmetriewert des linken und rechten Gelenk acht Flugbahn und dem Abstand zwischen den Mittelachsen des Befestigungszylinders 8 und 9 des dritten Zylinders an dem Rahmen 5 ist gleich der Hälfte der Unwucht dh eine zentrale Stange 11 des Hydraulikzylinders 7, die Kolbenstange 12 des Hydraulikzylinders 9 und dem Schaft 13 Seite des Hydraulikzylinders 8 gegenüberliegende Enden mit den Kolben 14 starr verbunden sind, 7, 8 in den Arbeitskammern der Hydraulikzylinder gebildet, 9.
In jedem Hydraulikzylinder 7, 8 und 9 werden durch zwei mit variablem Volumen und Rod Rodless Hohlraum gebildet. Diese Veränderungen in der Lautstärke mit der Ölleitung 3 Äquivalent kommuniziert in Bezug auf die Arbeitskammern des Sekundärwandlers 2 ohne Verriegelung oder Regler.
Der Wandler 2 ist ein zwei Kolbenölpumpe 15 und 16, die kombinierte rutschfeste Getriebe in der Weise, dass die Motordrehzahl von einer Ölpumpe 15 7, der Pumpe 16 mit doppelter Kurbelwellendrehzahl auf einem zentralen Zylinder läuft an der Seite des Hydraulikzylinders 8 und der Wendelauf Zylinder 9. Diese ist beispielsweise eine Verbindung von zwei Getriebewelle 17 mit einem Übersetzungsverhältnis von 1 gelöst: 2 beträgt.
Grundsätzlich 15 die Ölpumpe einen Zylinder und zwei Zylinderölpumpe in einem rechten 16 angeordnet sind (für eine Bewegung Phasenverschiebung von 90 o) winklig zueinander und in Verbindung mit den Hydraulikzylindern 7, 8 und 9 gezeigt , eine Ölleitung 3 , wie dargestellt in Fig aufweisen. 2. Um jedoch sicherzustellen, daß eine gleichbleibende Anzeige Stangenhohlraum des zentralen Zylinders 7 mit dem Drehzylinder kolbenstangenlosen Hohlraum 9 eine äquivalente Anpassung wirkenden Hydraulikzylinder 7 und 9 sieht, ist es notwendig, oder den Durchmesser des Zylinders 9 abnimmt, wie in Fig. 2 oder Kompensation des Volumens durch die Stange 11 eingenommen, die Hilfszylinder 18, die Pumpe 15 mit dem gleichen Durchmesser alle Zylinder, wie in Abbildung 1 dargestellt.
Die Wirkung des Haupt- und Kompensationszylinder Ölpumpen 15 und 16 simultan zu sein, was erreicht wird, beispielsweise die Anordnung der Verbindungsstangen auf einer Kurbel.
Kraftwerk mit einem Primärwandler 1 arbeitet nur, wenn der Windfahne oder eine andere Vorrichtung zum zwangsweise den Energieempfänger 10 mit dem Strömungs Orientieren, was ein erheblicher Nachteil ist.
Zu eliminieren, sind der Rahmen 5 in Paaren auf zwei primären Wandler 1 angeordnet somit ihre Energieempfänger 10 Leistungseinstellungswelle 6 verschoben werden, um mindestens die Breite und die einander gegenüberliegend relativ zu der Strömungsrichtung angeordnet, wie in Fig. 3.
Wenn die Notwendigkeit für erhebliche Leistungseinstellungseinheit auf die sekundäre Antriebs 2 serielle Kommunikation des gemessenen Volumens 1 eine beliebige Anzahl von Primärvorrichtungen geschlossen werden kann, wie in Fig. 3.
Es ist auch möglich, in Parallelschaltung Stange und kolbenstangenlosen Kameras primäre und sekundäre Wandler, aber in diesem Fall ist die Anzahl der sekundären Wandler Zylinder müssen mit der Gesamtzahl der Zylinder 1 Primärwandlern entsprechen.
Geschrieben Ölleitung 3 mit variablem Volumen Hydraulikzylinders der primären Geräte mit äquivalenten Volumina der Arbeitskammern des Konverters 2 und dem Füllen dieser Volumina, wie Öl als Ergebnis der praktischen Inkompressibilität Flüssigkeit schließen alle beweglichen Elemente der in dem starren kinematische Verbindung beschriebenen Aufbau, wobei jede Winkelposition der Welle des elektrischen Generators 4 und Kurbelwellen Ölpumpen 15 und 16 entspricht einer eindeutigen räumlichen Position der Kolben der Hydraulikzylinder 7, 8 und 9 und damit die beweglichen Befestigungspunkte Energieempfänger 10 und 11 auf den Stangen 12 der Hydraulikzylinder 7 und 9 (Punkte a und b).
E. Es wird Hydraulik starre kinematische Beziehung angewendet wird, in dem die Flugbahn der Energieempfänger der Längsquerverschiebestangen von Hydraulikzylindern 7, 8 und 9 besteht.
Die starre kinematische Verbindungselemente Kraftwerk die gegenseitige Abhängigkeit von ihrer räumlichen Lage bestimmt, und bewirkt eine Drehung der Welle der Nutzlast von Energieempfänger 10 unter Druck zu bewegen (Kopf) Wind- oder Wasserstrom und umgekehrt: die Drehung der Welle Ölpumpen 15 und 16 bewirkt, dass die Bewegung von Energie-Empfänger 10 auf dem besten Recht ähnlich das Bewegungsgesetz der Arbeitsorgane des Prototyps, wenn der Empfänger-Befestigungspunkt 10 an der Stange 11 vosmerkoobraznuyu Trajektorie und der Energieempfänger 10 mit gemacht Nutzarbeit lenken die Strömung der Arbeitsebene auf der einen Seite die Strömung unter der Wirkung der Strömung und der Nutzarbeit ist bereits andere verlagerte Phase der Bewegung macht Primär Wandler 1 und weiterhin eine Drehung der sekundären Antriebswelle 2 wird für die weitere schwingen mit der anderen Seite der Strömungsrichtung mit einer Endkante nahe Null als erreicht signifikante Verringerung der aerodynamischen (hydrodynamischen) Widerstand gegen seine Verschiebung und einen hohen Wirkungsgrad der Kraftwerksanlage in einem Winkel zu seiner ursprünglichen Position zurückgeführt.
Das obige bezieht sich auf die n-te Anzahl von Paaren kinematisch über einen Sekundärenergiewandler 2 Empfänger verbunden 10.
Es sollte beachtet werden, dass, da die Drehkraft-Empfänger 10 erfolgt integral unter Druck gesetzten Strom gleichzeitig mit der Hin- und Herbewegung Punkte ihrer Befestigung an den Stangen 11 und 12, d.h. mit der Schaffung von auf der Welle der Nutzlast vom Maximum auf Null-Drehmoment ändert, kann das Kraftwerk mit einem Paar von einander gegenüberliegenden Energieempfänger 10, wenn die Bedingungen durch ihre Übergangsposition (Phase) 3 durch die Trägheit erzeugt wird betrieben werden, denn Theorie für die Rückkehr Eingangsenergieempfänger 10 zurück Position erfordert keine Energie zu beginnen.
Somit sollte in der kinematischen Kette zum Ausrichten des resultierenden Drehmoments an der Welle der Nutzlast enthalten zwei oder mehrere Paare von Primärgeräten werden, um die zuverlässige Übertragung von Energieempfänger 10 über den instabilen Gleichgewichtspunkt der Schultern und die Schaffung einer großen Einheitskapazität von Kraftwerken.
Der erwartete Wirkungsgrad des vorgeschlagenen Kraftwerk, wenn man die internen mechanischen und hydraulischen Verluste in den Programmen vernachlässigen wird auf dem Widerstand gegen die Bewegung der Arbeitskörper in dem Strom abhängen.
Zu reduzieren Widerstand auf die Bewegung des Energieempfänger 10 wieder in seine ursprüngliche Position stromauf Ebene Rotationsenergie Empfänger 10 mit der Stange 12 des Hydraulikzylinders 9 vorgesehen, so dass ihr Einfluss nicht Bewegungsebene gewährleistet und der Endkante.
Folglich ist der Wirkungsgrad eines idealen Kraftwerk mit Energieempfänger 10, bewegen gegen die Strömungs streng Endkante (Nullwinkelebene zur Strömungsrichtung) gleich eins ist, da, wie bereits erwähnt, selbstVerdrehungsKraftDetektorEbene 10 erfolgt unter der Wirkung der Strömung mit der Schaffung von Nutzdrehmoment auf die sekundäre Antriebswelle übertragen, wie in Fig kinematische Schema gezeigt. 2 ist die Rückleistungsverbrauch in jeder Position des Empfängers 10 Leistung möglich.
Die theoretische Effizienz eines idealisierten (ohne interne Verlust) Kraftwerk h kann durch die Formel abgeschätzt werden 
Leistungsfluss auf einer Ebene des Empfängers.
Im allgemeinen kann die Effizienz der Anlage durch die Beziehung ausgedrückt werden 
wobei k eine konstruktive Faktor, der den minimalen Luftwiderstand von Energie in der Strömung am Empfänger seine j = 0 charakterisiert;
h mech Koeffizient der inneren mechanischen Verluste zu charakterisieren;
h Hydraulikkoeffizient der inneren hydraulischen Verluste zu charakterisieren.
Somit wird , wenn der Drehwinkel Detektorebene Energie zur Strömungsrichtung der Bewegung 0-30 o Effizienz der vorgeschlagenen Anlage immer mehr Effizienz und Wasserturbinen Windräder ist bekannt seit Es liegt im Bereich von 1 g h = 0,5.
Die Vorteile der vorgeschlagenen Kraftwerk sollte die Möglichkeit eines einzelnen Leistungseinheiten aufgrund der Entfernung von Design und technischen Barrieren, die mit der bekannten Windturbinen umfassen; eine bessere Ausnutzung der Windkraft und Wasserstrom; Niederfrequenzabhängigkeit der Rotationswelle der Nutzlast und in Bezug auf einen Generator. Seite Anwendung N 4246840 volle Unabhängigkeit von der Windgeschwindigkeit; Wirkung von Umweltauflagen; geringere Anforderungen an Fertigungstechnologie.
FORDERUNGEN
Kraftwerk hauptsächlich für die Nutzung der Windenergie, Tiefland Flüsse und Gezeitenströmungen, auf einem oder mehreren Leistungs positioniert umfassend Achsen selbstausgerichtet in den sich bewegenden Strom der Energie Empfänger, Sender und einem Sendegenerator verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass es als Hydrauliksystem ausgebildet ist, drei Hydraulikzylinder des Primärvorrichtung enthält für jeden Energieempfänger, die drei großen und drei weitere Zylinder allgemeinen Sekundärwandler Hohlräume jeweils zwischen einer Ölleitung kommuniziert, wobei der primäre Wandler zentralen Hydraulikzylinder beweglich an dem Rahmen angebracht ist mit der Fähigkeit, um die Stromachse zu drehen, verbunden ist Stangenseite des Hydraulikzylinders auf der zentralen wirkende sowohl die Wippe Schaukel wird seine Stange beweglich mit dem Energie rechteckigen Empfänger Rotationswinkel Ebene verbunden ist, die in Bezug auf die Welle und auf die Strömungsrichtung wird unter dem Einfluß eines dritten Hydraulikzylinderstange geändert und sind beweglich auf einem gemeinsamen Rahmen montiert sind, und Sekundärwandler, die Kurbelwelle mit einem elektrischen Generator verbunden ist, stellt zwei vereinigte durch eine rutschfeste Übersetzungsverhältnis von 1: 2 Kolbenölpumpe mit zwei parallel zum Zylinder und senkrecht zu diesen dritten Zylinder, der mit den Hohlräumen von der Seite des Hydraulikzylinders der primären Vorrichtung kommuniziert Höhle und die Leistung des Empfängers Länge ausgewählt Größe angemessen perpendukulyarno seine Translationsbewegungsrichtung des bewegenden Strom, alle paarweise Energien Empfänger zunächst gleichmäßig verschobenen Phasenbewegung und zum anderen gegenüberliegend angeordnet und symmetrisch in Bezug auf die Bewegungsrichtung der Strömung.
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Erscheinungsdatum 02.04.2007gg
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