ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ АГРЕГАТ

Техническое решение относится к гидроэнергетике, в частности, к агрегатам, преобразующим выталкивающую силу жидкости в механическую энергию вращения вала машины для получения электричества.
Известна энергетическая установка, содержащая плавучий понтон, соединенный с электрогенератором при помощи расположенных на опоре и кинематически связанных между собой храпового барабана, редуктора и маховика с муфтой и огибающего барабан троса. Один конец троса связан с понтоном, а другой - с механизмом натяжения в виде полиспаста и резервуара с поплавком. Кроме того, установка содержит механизм возврата понтона, расположенного на опоре и выполненного в виде емкости и последовательно соединенных между собой при помощи гибкой связи поплавка, размещенного в емкости, двуплечей качалки, реверсивной лебедки и зажимной каретки, установленной на тросе (см. а.с, SU, №.1377444, МПК - 4, F03B 13/12).
Недостатком известной установки является сложность конструкции, включающей две емкости с жидкостью, два поплавка и большое количество единиц тросо-блочной системы.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является энергетическая установка, содержащая понтон и механизм преобразования возвратно-поступательного перемещения понтона во вращение вала электрогенератора, включающий гибкую связь, выполненную в виде двух обратных полиспастов, неподвижные блоки которых закреплены на опорах, размещенных над и под понтоном, а подвижные - сверху и снизу на понтонах, а сбегающие концы тросов полиспастов намотаны на барабан, связанный с валом электрогенератора. (см. а.с., SU, №1273635, МПК - 4 F03B 13/00, 13/12).
Недостатками известной установки являются: низкая стабильность в работе, обусловленная двукратной остановкой понтона при смене направления его перемещения (возвратно-поступательное движение), вызывающей прерывистость работы генератора; сложность конструкции, обусловленная необходимостью создания постоянного потока воды для стабильного перемещения рабочего тела.
Техническим результатом заявленного технического решения является повышение стабильности в работе.
Технический результат достигается тем, что в энергетическом агрегате, содержащем генератор, емкость с жидкой средой, рабочее тело, помещенное в жидкую среду, механизм привода рабочего тела, механизм передачи движения от рабочего тела на вал генератора, механизм привода рабочего тела состоит из компрессора, нагнетательного и всасывающего
воздуховодов, рабочее тело выполнено в виде ротора, состоящего, как минимум, из восьми пустотелых цилиндрических рабочих камер, диаметрально установленных относительно друг друга и параллельно оси ротора, при этом внутренняя полость каждой рабочей камеры разделена подвижной перегородкой на две полости, одна из которых сообщается воздуховодами с компрессором, а вторая - с жидкой средой, причем воздуховоды компрессора установлены с возможностью поочередного соединения полостей рабочих камер, располагающихся с одной стороны от оси ротора с всасывающим воздуховодом, а полостей рабочих камер, располагающихся с другой стороны от оси ротора с нагнетающим воздуховодом для перекачки воздуха из одних полостей рабочих камер в другие и соответственно заполнения или освобождения сопряженных с ними полостей рабочих камер жидкой средой.
Кроме того, в энергетическом агрегате подвижная перегородка каждой рабочей камеры выполнена в виде плавающей диаметрально установленной по всей длине цилиндра резино-тканевой манжеты.
Выполнение механизма привода рабочего тела в виде компрессора, нагнетающего и всасывающего воздуховодов и рабочего тела в виде ротора с цилиндрическими полыми рабочими камерами, снабженными подвижными перегородками, разделяющими рабочую камеру на две полости, одна из которых с помощью воздуховодов сообщается с компрессором, а вторая полость - с жидкой средой, позволяет компрессору поочередно откачивать воздух из одних полостей рабочих камер и подавать его в другие полости рабочих камер и одновременно соответственно заполнять или удалять жидкость из сопряженных с ними полостей рабочих камер, при этом, с одной стороны от оси ротора рабочие камеры всплывают, а с другой - погружаются, создавая крутящий момент на оси ротора и равномерное вращение ротора, повышающего стабильность работы агрегата.
Фиг.1 - Общий вид энергетического агрегата.
Фиг.2 - Разрез по А-А на фиг.1. Схематичное изображение рабочего тела в виде ротора.
Фиг.3 - Рабочая камера с подвижной перегородкой в виде плавающей резино-тканевой манжеты (поперечный разрез).
Фиг.4 - Распределитель в разрезе.
Фиг.5 - Разрез по А-А на фиг.4.
Энергетический агрегат содержит генератор 1, емкость 2 с жидкой средой, рабочее тело, размещенное в емкости, механизм привода рабочего тела и механизм передачи движения от рабочего тела к генератору. Механизм привода рабочего тела содержит компрессор 3, распределитель 4, нагнетательный 5 и всасывающий 6 воздуховоды. Рабочее
тело выполнено в виде ротора, содержащего вал 7, установленный с помощью подшипников в корпусе емкости 2 и, по меньшей мере, восемь рабочих камер 8 в виде полых цилиндров, диаметрально установленных относительно друг друга на одинаковом расстоянии от вала ротора и параллельно валу 7 ротора. Полые цилиндры 8 закреплены с двух сторон на валу ротора, соединенного через муфту 9, редуктор 10 и ременную передачу 11 с ротором генератора 1, вырабатывающего электроэнергию. Внутренняя полость каждой рабочей камеры 8 разделена подвижной перегородкой, например, в виде плавающей диаметрально установленной по всей длине цилиндра резино-тканевой манжеты 12 на две полости, одна из которых сообщается воздуховодами через распределитель 4 с компрессором 3, а вторая через прорези в корпусе - с жидкой средой.
Энергетический агрегат работает следующим образом.
Перед началом работы полые цилиндры рабочих камер 8 заполнены жидкой средой. При включении компрессора 3 от постороннего источника (условно не показан) воздух по воздуховодам через распределитель 4 последовательно забирается из рабочих камер 8, расположенных с одной стороны от оси ротора и нагнетается в рабочие камеры 8, расположенные с другой стороны от оси ротора. Удаление воздуха из полости рабочей камеры приводит к перемещению перегородки внутри нее и заполнению ее жидкой средой через щели в корпусе. Из тех рабочих камер, куда подается воздух перемещением перегородки, удаляется жидкость, они облегчаются и всплывают, создавая крутящий момент на оси ротора. Рабочее колесо начинает вращаться. Вращение от рабочего тела через муфту 9, редуктор 10, ременную передачу 11 передается на ротор генератора 1, вырабатывающего электроэнергию. Часть этой электроэнергии используют для работы компрессора 3.
Агрегат, обеспечивающий получение электроэнергии при стабильной работе его механизмов, найдет промышленное применение.