Спосіб перетворення потенціальної енергії потопаючої у воді маси, яка опускається на дно водойми, в механічну енергію

Номер патенту: 43477

Опубліковано: 25.08.2009

Автор: Дроздов Володимир Володимирович

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Спосіб перетворення потенціальної енергії потопаючої у воді маси, яка опускається на дно водойми, в механічну енергію, для реалізації якого у рідкому середовищі розташовують камеру з текучою сумішшю, густина якої більша, ніж густина рідкого середовища, який відрізняється тим, що текучу суміш або подають в занурену у воду камеру, у верхній частині котрої розташована турбіна, а до нижньої частини приєднана вертикальна труба великої довжини, через турбіну, або формують у камері із складових (через турбіну подають рідку складову); після цього текучу суміш опускають на дно водойми по вертикальній трубі.

2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як текучу суміш використовують концентрований соляний розчин, який одержують виморожуванням морської води на поверхні криги.

3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що текучу суміш формують із відходів, які подають у камеру з водної поверхні водойми, ґрунту, який розробляють на мілині та доставляють до камери без підняття на водну поверхню водойми, і води навколишнього середовища.

4. Спосіб за п. 1, п. 3, який відрізняється тим, що відходи подають у камеру по вертикальному каналу порціями: частину відходів пресують у блок такої форми, яка дозволяє використовувати його як поршень, котрим замикають у вертикальному каналі заданий об'єм повітря; в міру того, як блок опускається, на нього подають порцію суміші з води та відходів, а коли ця маса опускається і верхня частина каналу заповнюється повітрям, його замикають наступним блоком і процес повторюють; на виході з вертикального каналу стиснене повітря відводять у нагромаджувач.

Текст

1. Спосіб перетворення потенціальної енергії потопаючої у воді маси, яка опускається на дно водойми, в механічну енергію, для реалізації якого у рідкому середовищі розташовують камеру з текучою сумішшю, густина якої більша, ніж густина рідкого середовища, який відрізняється тим, що текучу суміш або подають в занурену у воду камеру, у верхній частині котрої розташована турбіна, а до нижньої частини приєднана вертикальна труба великої довжини, через турбіну, або формують у камері із складових (через турбіну подають рідку складову); після цього текучу суміш опускають на дно водойми по вертикальній трубі. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як текучу суміш використовують концентрований со U 1 3 Δℓ - втрати напору на тертя при русі текучої суміші по трубі; Із (2) маємо: ö ær l = ç см. - 1÷ × L - Dl (3) ÷ çr ø è ж. (4) ΔР=ρсм.·g×ℓ ΔР - перепад тиску на турбіні; Якщо текуча суміш формується усередині камери і через турбіну пропускається рідка складова (вода оточуючого середовища) ΔР=ρж.·q·ℓ (5) q - прискорення сили вави; У якості текучої суміші можна використовувати концентрований соляний розчин, який одержується виморожуванням морської води на поверхні криги [3] в умовах Арктики (Фіг.2). По периметру крижини великої площі (9) установлюють пересувні насоси (10) (основним джерелом живлення для них можливо використовувати вітрогенератори) для накачування на поверхню криги морської води (11), яка, частково замерзає, стікає до центру крижини (при цьому відбувається ріст концентрації солі). Під центром крижини на заданій глибині розташована камера (3), в яку по каналу (4), подають через турбіну (5) з крижини соляний розчин (12), котрий потім по трубі (7) стікає на дно водойми. Зробимо оціночні розрахунки на основі даних для хлористого натрію [4]: морська вода при солоності 35г/кг, температурі 2°С має густину 1028кг/м3, температуру замерзання -1,8°С; якщо довести солоність до 70г/кг, то густина розчину зростає до 1050кг/м3, температура замерзання до -4,4°С. Для L=3000м по формулі [3] маємо ℓ+Δℓ=60м. Прикладом застосування засобу з формуванням текучої суміші у підводної камері може служити поховання відходів на дні глибоководної водойми (Фіг.3). Спосіб реалізується за допомогою установки, яка складається із закріпленої на якорі (13), зануреної у воду, заповненої повітрям камери (3), яка через клапан (14) та повітропровід (2) з'єднана з атмосферою. У камері (3) розміщена турбіна (5), на яку у робочому режимі (клапан (14) відчинен) через водопровід (15) з водного середовища подають воду, яка по водоводу (16) стікає у вертикальну трубу (7), нижній кінець якої розташован у дна водойми. На водній поверхні водойми розташована платформа (17), до якої причалюють судна з відходами (18). Частину відходів пресують у блок такої форми, яка дозволяє використовувати його у якості поршня (19), котрим замикають у вертикальному каналі (20) (використовують для подачі відходів у трубу (7)) заданий об'єм повітря (21); в міру того як блок (19) опускається, на нього подасться порція суміші з води та відходів (22), а коли ця маса опускається і верхня частина каналу (20) заповнюється повітрям (21), його замикають наступним блоком (19) і процес повторюють. На виході з вертикального каналу (23) стиснене повітря відводять повітроводу (24) у нагромаджувач (31), який підвішують 43477 4 на тросах до розташованого на поверхні води понтону (25), а тросом (26) з’єднують з якорем (13). Стиснене повітря, при необхідності, подають на газову турбину. В потік у трубі (7) подають ґрунт через пристрій (27) з підвішеної на тросах до понтону (28) ємкості (29), яку заповнюють ґрунтом на мілині і без підняття на водну поверхню буксирують до установки разом з понтоном. У випадку, коли відходи подають в канал (20) без пресування, передбачено подавати воду із камери (3) в канал (20) через запірний пристрій (30). Аналогічно формулі (3) для каналу (20) маємо: r l 3 = l 1 - l 2 × ж. (6) r отх. ℓ1 - відстань від водної поверхні водойми до початку вертикальної труби (7); ℓ2 - відстань від водної поверхні у камері (3) до початку вертикальної труби (7); ℓ3 - сумарна довжина повітряних проміжків у каналі (20); ρотх. - середня густина відходів у каналі (20); Ратм. - атмосферний тиск; Розбиваючи ℓ3 на потрібну кількість проміжків, знаючи початковий (Ратм.) та кінцевий (Ратм.+ℓ2·ρж.·q) тиски, можна оцінити значення першого замикаємого у каналі (20) об'єму повітря. Застосування ґрунту доцільно, окрім вироблення електроенергії, тим, що технологія поховання передбачає покриття відходів шаром ґрунту; частки мулу зв'язують розчинені домішки та частину відходів, яка може спливти на водну поверхню. В Україні установка може бути використана у Криму: глибоководна зона Чорного моря розташована недалеко від берегу; проблема утилізації відходів актуальна; сезон роботи установки збігається з піком курортного сезону. У Чорному морі установку можна використовувати для підняття води з глибини, щоб виділяти із неї сірководень. На Фіг.1 показана схема реалізації способу; На Фіг.2 показана схема реалізації способу в умовах Арктики; На Фіг.3 показана установка для поховання відходів на дні глибоководної водойми, подовжній розріз. При реалізації запропонованих прикладів застосування способу можна спиратися на проект підводної платформи для океанської теплової електростанції [4, c. 346]: глибоководна якірна система; підводна платформа, яка має нульову плавучість; вертикальний водовід великого діаметра та великої довжини. У нашому випадку підводні конструкції мають на порядок менші розміри (окрім довжини труби (7)), тому і реалізувати його буде простіше. Література: 1. Статья "Гидроэлектрическая станция", БСЭ, т. 6. М: "Советская энциклопедия". 1971. 2. Дубровский И. М., Егоров Б. В., Рябошапка К. П., Справочник по физике. К.: «Наукова думка», 1986 5 3. Патент №3999, от 30.11.1927г. Способ вымораживания соляних растворов. 3. Гороновский И.Т., Назаренко Ю.П., Некряч Е.Ф. Краткий справочник по химии. К.: "Наукова думка", 1974. - 992с. 43477 6 4. Твайдел Дж., Уэйр А. Возобновляемые источники энергии. Пер. с англ. М.: Энергоатомиздат. 1990. - 392с. ил. 7 Комп’ютерна верстка Л. Купенко 43477 8 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, 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

Method for conversion of potential energy of mass sinking in water and lowering to bottom of water reservoir to mechanical energy

Автори англійською

Drozdov Volodymyr Volodymyrovych

Назва патенту російською

Способ преобразования потенциальной энергии тонущей в воде массы, которая опускается на дно водоема, в механическую энергию

Автори російською

Дроздов Владимир Владимирович

МПК / Мітки

МПК: F03G 7/00

Мітки: енергію, опускається, перетворення, потенціальної, механічну, води, водойми, потопаючої, спосіб, маси, дно, енергії, яка

Код посилання

<a href="http://uapatents.com/4-43477-sposib-peretvorennya-potencialno-energi-potopayucho-u-vodi-masi-yaka-opuskaehtsya-na-dno-vodojjmi-v-mekhanichnu-energiyu.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб перетворення потенціальної енергії потопаючої у воді маси, яка опускається на дно водойми, в механічну енергію</a>

Подібні патенти