Urządzenia do przetwarzania energii słupa wody

Urządzenia do przetwarzania energii słupa wody, zawierające przekładnię połączoną z generatorem prądu lub innym urządzeniem mechanicznym, według wynalazku charakteryzuje się tym, że utworzone jest z co najmniej trzech segmentów, z których każdy ma obudowę w kształcie zbliżonym do wycinka walca, w której osadzona jest wahadłowo robocza płyta. Płyty robocze wszystkich segmentów ułożyskowane są na wspólnej, poziomo usytuowanej osi a ściana oporowa obudowy w dolnej części posiada kanał doprowadzający wodę. Kanał wyposażony jest w zawór sprzężony z mechanizmem odbioru mocy, korzystnie mechanizmem korbowym z którym współpracują prowadnice dźwigni umocowanych do roboczej płyty. Oś obrotu roboczej płyty jest tak usytuowana, że w krańcowym położeniu tworzy kąt ostry ze ścianą oporową obudowy segmentu. Korzystnie kanał doprowadzający wodę jest usytuowany na całej szerokości segmentu. Takie rozwiązanie pozwala na szybkie wypełnienie przestrzeni tworzącej słup wody napierającej na płytę roboczą. Dolna płyta obudowy jest wyprofilowana wzdłuż łuku zakreślonego przez dolną krawędź roboczej płyty. Robocza płyta, boki segmentu oraz dolna płyta tworzą szczelny układ do momentu, kiedy dolna krawędź płyty znajdzie się nad wybraniem dolnej płyty. Wartość kąta roboczej płyty ze ścianą oporową obudowy jest w granicach 2 do 10st.

Urządzenie według wynalazku posiada prostą i lekką budowę. Można je skutecznie wykorzystywać do pozyskiwania energii w strumieniach, w których nieopłacalne jest montowanie typowych turbin. Urządzenie może pracować przy poborze niewielkiej ilości wody. Jedyny warunek to praca na spadzie o wysokości co najmniej 0,5m. Aby urządzenie mogło generować prąd, natężenie przepływu winno wynosić minimum 0,05 m3/sek. Mogą więc być wykorzystane w terenach górzystych, na małych strumieniach a nawet w miastach na estakadach itp.

wynalazek

Urządzenie pozwala na skuteczne pozyskiwanie energii ze strumieni, w których nieopłacalne lub niemożliwe jest zastosowanie typowych turbin wodnych.
Porównajmy wielkość uzyskanej energii dla tradycyjnego sposobu pozyskiwania energii z cieków wodnych (przy użyciu turbin wodnych) i dla sposobu z wykorzystaniem naszego urządzenia, przy następujących założeniach:
-wysokość spadu 1m,
-przepływ 0,1 m3/s.
Pozyskiwanie energii z cieku wodnego w sposób tradycyjny:
Jeżeli cała różnica poziomów wody jest skoncentrowana na niewielkim obszarze, to można pominąć spadki ciśnienia na przewodach doprowadzających wodę do turbiny, prędkość wody przed i za spiętrzeniem są porównywalne, zatem maksymalna ilość energii do pozyskania z cieku wodnego przy założeniach jak wyżej jest wyrażona wzorem:
Emax=gqHV [J],
g-przyspieszenie ziemskie =9,81 m/s2,
q-gęstość wody =1000 kg/m3,
V-objętość przepływającej wody [m3],
H-wysokość spadu =1m
a uzyskana maksymalna moc to:
Pmax=Emax/t=(gHqV)/t=gHqQ [W],
Q-przepływ =0,1 m3/s
Pmax=9,81*1*1000*0,1=981W=0,98kW.

Pozyskiwanie energii z cieku wodnego przy użyciu naszego urządzenia:
Nasze urządzenie do działania wykorzystuje parcie hydrostatyczne. Dla łopaty roboczej o wymiarach 1x1m parcie hydrostatyczne wynosi:
P=gamma*h2*b/2=gq*h2*b/2
h-wysokość łopaty =1m,
b-szerokość łopaty =1m,
g-przyspieszenie ziemskie =9,81 m/s2,
q-gęstość wody =1000kg/m3.

P=9,81*1000*1/2=4905N
Głębokość zanurzenia punktu przyłożenia wypadkowej parcia:
r=2h/3
r=0,67m.
Moment obrotowy:
M=P*r
M=3270 Nm
Zatem maksymalna możliwa do uzyskania moc wynosi:
Pmax=(M*n)/9549,3 [W],
Pmax=5,13kW

Jak widać dla tego samego cieku wodnego nasze urządzenie pozyskuje około 5 razy więcej energii obliczeniowej.

- Twórca jest zainteresowany nawiązaniem współpracy w celu dalszych badań nad wynalazkiem
- Twórca jest zainteresowany wdrożeniem wynalazku
- Twórca wyraża zgodę na udział w Spotkaniu Brokerskim