SU1200856A3

SU1200856A3 - Двигатель,приводимый в действие волнами,создаваемыми ветром

Info

Publication number: SU1200856A3
Application number: SU792732252A
Authority: SU
Inventors: Спенсер Верт Лесли
Original assignee: Локхид Корпорейшн (Фирма)
Priority date: 1978-02-21
Filing date: 1979-02-20
Publication date: 1985-12-23
Also published as: IE790532L; IN150818B; NZ189367A; IE47926B1; CA1117847A; DE2906724A1; BE874304A; DK73679A; IT1111745B; AR221610A1; ES477841A1; MX145833A; JPS6220390B2; NL7900448A; US4152895A; IT7920365A0; AU522405B2; ZA79672B; GB2016089A; JPS54123637A

Abstract

ДВИГАТЕЛЬ, ПРИВОДИМЫЙ В ДЕЙСТВИЕ ВОЛНАМИ, СОЗДАВАЕМЫМИ ВЕТРОМ, содержащий вертикальную трубу с открытыми верхним и нижним торцами, устройство дл приема волн в верхней части трубы, устройство дл выпуска среды в ее нижней части и турбину, размещенную в трубе, о т л и ч а ю-щ и и с тем, что, с целью повыше- ни КПД путем обеспечени условий импедансного согласовани , труба снабжена укрепленной по периметру ее верхнего открытого торца импедайсно-согласующей полусферической оболочкой , обращенной выпуклостью вверх и размещенной симметрично относительно оси трубы, а устройство дл приема волн выполнено в виде укрепленных нэ оболочке направл ющих лопаток , размещенных вокруг открытого верхнего торца трубы, при этом устg ройство дл выпуска среды вьтолнено в виде щелевого диффузора, сообщенно (Л го с нижним открытым торцом трубы, и его нижн стенка расположена в плоскости горизонтального среза полус (ерической оболочки.

Description

t

Изобретение относитс к гидроэнергетике и может быть использовано в гидродвигател х.

Известен двигатель, приводимьш в действие волнами, создаваемыми ветром , содержащий наклонную изогнутую трубу с открытым верхним и нижним торцами, устройство дл приема волн в верхней части трубы, устройство дл вьтуска среды в нижней части трубы и т урбину, размещенную в трубе

Недостатком этого устройства вл етс низкий КПД, обусловленный неблагопри тными услови ми впуска и вьтуска среды из трубы и недостаточньм использованием веса рабочей жидкости в наклонной трубе.

Известен двигатель, приводимый в действие волнами, содержащий платформу , плавающую на поверхности воды вертикальную трубу с открытыми верхним и нижним торцами, устройство дл приема волн в нижней части трубы, устройство дл выпуска среды в ее верхней части и турбины, размещенные в трубе z .

Недостатком этой конструкции вл етс низкий КПД, обусловленный неблагопри тными услови ми вспука и вьтуска среды и вертикальным направлением перемещени рабочей среды снизу вверх таким образом, что вес рабочей жидкости не создает полезной работы.

Известен двигатель, приводимый в действие волнами, создаваемыми ветром , содержащий вертикальную трубу с открытыми верхним и нижним торцами , устройство дл приема волн в верхней части трубы, устройство дл выпуска среды в ее нижней части и турбину, размещенную в трубе з .

Недостатком известной конструкции вл етс низкий КПД, обусловленный неблагопри тными услови ми впуска и выпуска среды.

Цель изобретени - повышение КПД путем обеспечени условий импедансного согласовани .

Указанна цель достигаетс тем, что в двигателе, приводимом в действие волнами-, создаваемыми ветром, содержащем вертикальную трубу с открытыми верхним и нижним торцами, устройство дл приема волн в верхней части трубы,- устройство дл выпуска среды в ее нижней части и турбину, размец енную в трубе, последн снаб008562

жена укрепленной по периметру ее верхнего открытого торца импедансно-, согласующей полусферической оболочкой , обращенной выпуклостью вверх и

5 размещенной симметрично относительно оси трубы, а устройство дл приема волн выполнено в виде укрепленных на оболочке направл ющих лопаток, размещенных вокруг открытого верхнего

0 торца трубы, при этом устройство дл выпуска среды выполнено в виде щелевого диффузора, сообщенного с нижним открытым торцом трубы, и его нижн стенка расположена в плоскости горизонтального среза полусферической оболочки.

На фиг. 1 изображен схематически плавающий двигатель, приводимый в действие волнами, поперечное сечение;

20 на фиг. 2 - траектории лучей и фронты волн; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - график, на котором показан обычный энергетический спектр океанских волн и зыби; на

25 фиг. 5 - вид в перспективе двигател , установленного в рабочих услови х .

Двигатель, приводимый в действие волнами, создаваемыми ветром, содержит вертикальную трубу 1 с открытым верхним 2 и нижним 3 торцами, устройство 4 дл приема волн в верхней части трубы 1, устройство 5 дл выпуска среды в нижней части трубы 1

и турбину 6, размещенную внутри трубы 1, последн снабжена укрепленной по периметру ее верхнего открытого торца 2 импедансно-согласующей полусферической оболочкой 7, обращенной

выпуклостью вверх и размещенной симметрично относительно оси трубы 1, а устройство 4 дл приема волн выполнено в виде укрепленных на оболочке 7 направл юищх лопаток 8, размещенных вокруг открытого верхнего торца

2 трубы 1, при этом устройство 5 дл выпуска среды выполнено в виде щелевого диффузора 9, сообщенного с нижним открытым торцом 3 трубы, и его

нижн стенка 10 расположена в плоскости горизонтального среза 11 полусферической оболочки 7, а турбина 6 установлена на валу 12 отбора мощности .

Предлагаемый двигатель работает следующим образом.

Волны, создаваемые ветром, горизонтально перемеща сь, набегают на

оболочку 7 и попадают в устройство 4 дл приема волн, вьтолненное в виде направл ющих лопаток 8, укрепленных на оболочке, измен направление движени , рабочий поток поступает в вертикальную трубу Л и вращает турбину 6, передающую вращение валу 12 отбора мощности и выходит через щелевой диффузор 9.

Энерги находитс в форме распростран ющихс колебательных волн, отражение или неотражение энергии зависит от того, существует ли на границе раздела импедансное согласовани или импедансное рассогласование. В изобретении используетс конструкци котора по поверхностным волнам эквивалентна акустическому рожку, который предназначен дл сбора и концентрировани энергии распростран ннцихс поверхностных волн. Дл любой данной волны с максимальным периодом может быть созадана форма рожка, котора обеспечивает необходимое импедансное согласование между входом и горловиной рожка. Форма внешней поверхности оболочки 7 представл ет собой импедаисный преобразователь, который можно рассматривать в качестве аналога акустического рожка. Это можно видеть, если посмотреть на форму поперечного разреза, ограниченную нейтральным уровнем воды, и радиальное сечение через оболочку 7.

Скорость поверхностных волн измен етс в обратной зависимости от местной глубины. В результате этого поверхностные волны преломл ютс , а это означает, что их направление распространени всегда имеет сильную тенденцию к более мелким местам. Поскольку оболочка 7 имеет соответствую1дую форму, выполненную в соответствии с услови ми импедансного согласовани , то она может полностью захватывать приближающийс фронт волчы , равный ее собственному диаметру.

и преобразовывать весь этот фронт волны в волну с гребн ми, котора располагаетс вокруг всей оболочки 7. Таким образом, последн выполн ет как концентрирующую функцию, так и бурунообразующую функцию.

Геометри предлагаемого устройства такова, что обеспечивает некоторое сглаживание входного импульса.

Большие первичные волны перемещени текут радиально внутрь. При помощи направл ющих лопаток 8 эти волны превращаютс в тангенциальный поток, текущий в вертикальную трубу 1.Турбина 6, работающа на осевом потоке, расположецна внутри вертикальной трубы, сконструирована таким образом, что из завихренного по тока воды извлекаетс не вс энерги Небольшое остаточное количество завихрени идет на активацию выпускного устройства - щелевого диффузора.

Выпускной щелевой диффузор 9 вл етс безлопаточным и расположен радиально у нижнего торца 3 вертикальной трубы 1 . Остаточное завихре- ние в том или ином направлении создает радиальное истечение, и этот поток создает пониженное давление у нижнего торца 3 вертикальной трубы 1. Тем самым диффузор 9 фактически имеет тенденцию откачивать воду из вертикальной трубы I и снижать в ней уровень воды. Оптимизаци системы достигаетс тогда, когда уровень в вертикальной трубе понижаетс как раз настолько, чтобы полностью прин ть впускной объем. При такой конструкции уровень работы жидкости у верхнего торца 2 вертикальной трубы 1 может располагатьс как раз на. ней ,тральном уровне океанской поверхности .

Использование изобретени позволит повысить КПД, а также надежность и долговечность работы двигател за счет улучщени гидродинамики рабочего потока.

ФигМ

Claims

ДВИГАТЕЛЬ, ПРИВОДИМЫЙ В ДЕЙСТВИЕ ВОЛНАМИ, СОЗДАВАЕМЫМИ ВЕТРОМ, содержащий вертикальную трубу с открытыми верхним и нижним торцами, устройство для приема волн в верхней части трубы, устройство для выпуска среды в ее нижней части и турбину, размещенную в трубе, о т л и ч а тощий с я тем, что, с целью повышения КПД путем обеспечения условий импедансного согласования, труба снабжена укрепленной по периметру ее верхнего открытого торца импеданс но-согласующей полусферической оболочкой, обращенной выпуклостью вверх и размещенной симметрично относительно оси трубы, а устройство для приема волн выполнено в виде укрепленных на оболочке направляющих лопаток, размещенных вокруг открытого верхнего торца трубы, при этом устройство для выпуска среды выполнено в виде щелевого диффузора, сообщенного с нижним открытым торцом трубы, и его нижняя стенка расположена в плоскости горизонтального среза полусферической оболочки.

1-200856