устройство для аккумулирования потенциальной энергии твердого тела

Формула изобретения

Устройство для аккумулирования потенциальной энергии твердого тела, включающее механизм подъема рабочих твердых тел с положительной плавучестью, использующих энергию приливов морей или океанов, накопители для размещения рабочих твердых тел с верхним и нижним желобами, имеющими наклон в противоположные стороны, отличающееся тем, что механизм подъема выполнен в виде камеры, свободно сообщающейся с акваторией, причем верхний желоб установлен с возможностью его подъема и закрепления с наклоном.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям и используется для преобразования энергии приливов в гравитационную потенциальную энергию поднятых твердых тел.

Известно устройство для накопления энергии, неиспользованной электрическими машинами во время сокращения ее потребления в ночное время и в выходные дни, или энергии приливов, включающее рабочее твердое тело, механизм подъема рабочего твердого тела, содержащий барабан с тросом и блоками для закрепления и подъема на высоту рабочего твердого тела, источник энергии для вращения барабана (электродвигатель с редуктором или приливной гидрогенератор) (см. а.с., RU, 1300189, МКИ⁴ F 03 G 3/00).

Недостатками известного устройства являются ограничение мощности, низкий КПД, обусловленные сложностью и многоступенчатостью механизма подъема рабочих твердых тел для преобразования энергии источников электродвигателя или приливного гидрогенератора в потенциальную энергию твердого тела, включающего редуктор, барабан, трособлочную систему.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является система для аккумулирования потенциальной энергии твердого тела, включающая верхний и нижний накопители рабочего твердого тела с желобами, выполненными с наклоном в противоположные стороны, механизм подъема рабочего твердого тела, состоящий из ножничной цепи с приемниками для размещения рабочего твердого тела (шаров), привода ножничной цепи, обеспечивающего ее перемещение и доставку рабочего твердого тела из нижнего накопителя в верхний, выполненного в виде поршневой насосной установки, приводимой в действие с использованием возобновляемого вида энергии - энергии прилива (см. п., US, 4538415, МКИ⁴ F 03 G 3/04).

Недостатками известного устройства являются низкий КПД, ограничение мощности, высокая стоимость энергии, обусловленные сложностью и многоступенчатостью механизма подъема рабочих твердых тел для преобразования энергии прилива в потенциальную энергию твердого тела, включающего ножничную цепь с приемниками для рабочих твердых тел, привода ножничной цепи в виде поршневой насосной установки.

Техническим результатом заявленного технического решения является повышение КПД, расширение диапазона мощности устройств для аккумулирования потенциальной энергии твердого тела с использованием энергии приливов морей и океанов при упрощении конструкции и удешевлении получаемой энергии.

Технический результат достигается тем, что устройство для аккумулирования потенциальной энергии твердого тела, включающее механизм подъема рабочего твердого тела с источником энергии в виде энергии приливов морей и океанов, рабочее твердое тело, верхний и нижний накопители рабочего твердого тела с желобами, выполненными с наклоном в противоположные стороны, механизм подъема рабочего твердого тела выполнен в виде камеры для размещения рабочего твердого тела, свободно сообщающейся с акваторией моря или океана, при этом рабочее твердое тело выполнено с положительной плавучестью (<1).

Анализ заявленного устройства и прототипа позволил установить отличительные от прототипа признаки, а именно: механизм подъема рабочего твердого тела выполнен в виде камеры для размещения рабочего твердого тела, свободно сообщающейся с акваторией моря или океана, при этом рабочее твердое тело выполнено с положительной плавучестью (<1), поэтому заявленное техническое решение соответствует критерию изобретения "НОВИЗНА".

Из уровня техники неизвестны устройства, преобразующие кинетическую энергию приливов морей и океанов в потенциальную энергию рабочего твердого тела, с максимальным КПД и возможностями использования больших масс твердого тела, то есть устройств большой мощности, при максимальном упрощении конструкции, а именно: камера, непосредственно сообщающаяся с акваторией моря или океана, частично заполненная рабочими твердыми телами, в которой энергия приливов преобразуется в потенциальную энергию твердого тела без промежуточных преобразований, то есть без потерь.

Следовательно, заявленное техническое решение соответствует критерию "ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКИЙ УРОВЕНЬ".

Выполнение устройства простой конструкций в виде камеры, частично заполненной рабочими твердыми телами с положительной плавучестью, позволяет без потерь, то есть при высоком КПД, преобразовать кинетическую энергию приливов в потенциальную энергию поднятого твердого тела.

Кроме того, использование энергии прилива в заявленном устройстве позволяет во время прилива поднять на высоту любые массы рабочего твердого тела, то есть позволяет аккумулировать неограниченное количество энергии, что расширяет диапазон мощности устройства.

Кроме того, заявленное устройство может использоваться в районах действующих гидроэлектростанций или гидроаккумулирующих станций с использованием запасов воды для осуществления искусственных "приливов" и "отливов".

Все вышесказанное доказывает, что заявленное техническое решение найдет применение в промышленности и, следовательно, соответствует критерию "ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ".

Устройство состоит из камеры 1, установленной в акватории моря или океана и снабженной отверстиями (не показаны) для заполнения ее водой 2 во время прилива, верхнего желоба 3 и нижнего желоба 4 накопителей, выполненных с наклоном в противоположные стороны. Камера 1 частично заполнена рабочими твердыми телами 5 с положительной плавучестью (<1), например, в форме шаров. Количество рабочих твердых тел 5, помещаемых в камеру 1, и размеры камеры 1 рассчитываются известным способом в зависимости от мощности изготавливаемого устройства и периода прилива и отлива. Камера 1 располагается, например, (как показано на чертеже) совмещенной с помещением для геодинамического двигателя 6, вращающего ротор генератора для выработки электроэнергии или с другим помещением, например, для дробления материала с использованием энергии поднятых рабочих твердых тел (не показано).

Устройство работает следующим образом.

В период отлива рабочие твердые тела 5, например, шары, совершившие работу, из нижнего желоба 4 накопителя поступают в камеру 1, при этом уровень воды имеет низкую отметку. Во время прилива вода 2 поступает в камеру 1, и рабочие твердые тела 5, например, шары с положительной плавучестью вместе с водой 2 поднимаются до верхнего уровня воды. Верхний желоб 3 накопителя во время прилива опущен и находится у внутренней стенки камеры 1. После окончания прилива желоб 3 накопителя поднимается и закрепляется с наклоном, в нем во время отлива размещаются рабочие твердые тела 5, которые, совершив работу, опускаются в нижний желоб 4 накопителя. Цикл повторяется.

В заявленном устройстве энергия прилива используется для подъема рабочих твердых тел 5 до верхней отметки воды 2, в них аккумулируется потенциальная энергия, которую в дальнейшем используют для выработки электроэнергии или выполнения другой работы.