185270. lajstromszámú szabadalom • Vízerőgép
1 2-185270 dagály területen és folyón való alkalmazásához alkalmas szerkezeti megoldását bemutassa. A duzzasztógátnak érkező víz felőli 1 oldala és távozó víz felőli 2 oldala van, amelyek 3 munkakamrákat fognak közre. Víz révén hajtott, kettős működtetésű dugattyúszerű 6 szerkezetrész kerekes 7 kocsihoz van erősítve, amely kocsi a 2. és 3. ábrákon látható helyzetek között kerekeken mozgatható. A vizet a 3 munkakamrákba és ezekből kifelé 4 pillangószelepek tere- 10 lik, az áramlást ezek szabályozzák. A 4 pillangószelepek 5 tengelyekre elfordíthatóan vannak szerelve és 8 forgattyúk révén 9 kötőrúdhoz vannak erősítve, úgyhogy a 4 pillangószelepek egyidejűleg, együtt mozognak. A 7 kocsi egyik végéhez hidrauli- 15 kus 10 búvárdugattyús szivattyú van erősítve, amely búvárdugattyús szivattyú másik vége egy rögzített ponthoz van kötve úgy, hogy a kocsi az 1 és 2 oldalak tetején ide-oda tud mozogni, miközben a 10 búvárdugattyús szivattyúban hidraulikus 20 folyadék összenyomását váltja ki. A kocsi mozgásának hidraulikus energiává való átalakítására különböző más módok is választhatók. így például alkalmazható olyan karos szerkezet, amely a búvárdugattyús szivattyú löketét rövidítik és a kocsi 25 egy adott mozgásához a keltett nyomást növeli. A kocsira - ennek mozgásirányával nem párhuzamosan - szerelhető egy profilos sín is úgy, hogy a sín úgy kapcsolódik a búvárdugattyús szivattyúval, hogy a kocsi mozgásakor alacsony nyomás jön 30 létre. A túlnyomás alá helyezett hidraulikus folyadék előnyösen használható energiaforrásként a 4 pillangószelepek mozgatására is, tehát a víznek 3 munkakamrákba áramlása és ezekből való kiáramlása vezérlésére is. Használható továbbá hidraulikus motorok hajtására, vagy hidraulikus turbinákhoz villamosáram fejlesztésére is. A találmány szerinti vízerőgép működési ciklusa főként a 2., 3. és 4. ábrákon szemlélhető. A 2. ábrán a 7 kocsi mozgásújának jobb oldali szélső helyzeté- 40 ben van föltüntetve és a 4 pillangószelepek éppen ekkor jutottak el az ábrán látható helyzetükbe. Ekkor a víz a duzzasztógát érkező víz felőli 1 oldalától a 11 nyíl irányában a 3 munkakamrákba áramlik, a 3 munkakamrákat a dugattyúszerű 6 45 szerkezetrészektől jobbra kitölti, minek következtében a 6 szerkezetrészekel a 7 kocsival együtt balra hajtja és a munkakamrák ellentétes végeiből a vizet a 10a nyilak irányában kihajtja. Amikor a kocsi mozog, akkor az 1. ábrán látható, kettős működésű ^0 10 búvárdugattyús szivattyú hidraulikus folyadékot nyom össze. Amikor a 4 pillangószelepek a 3. ábrán látható helyzetbe fordulnak el, akkor mindegyik dugattyúszerű 6 szerkezetrész jobb oldaláról víz áramlik ki 55 a munkakamrákból a 10a nyilak irányában. A kiáramlást a duzzasztógát érkező víz felőli 1 oldala felől, a 11 nyilak irányában beáramló víz ereje váltja ki. A 4. pillangószelepek 4. ábrán látható helyzeté- 60 ben a víz közvetlenül keresztüláramolhat az 1 és 2 oldalak révén képzett duzzasztógáton, ami a vízerőgép könnyű és kényelmes leállítását teszi lehetővé. Ha a 7 kocsik mozgatásához a 4 pillangószelepe- 65 két nem a 2. és 3. ábrákon látható záró és nyitó helyzetben tartjuk és nem is a 4. ábrán látható teljesen áteresztő helyzetben, hanem e helyzetek között, akkor a duzzasztógáton különböző vízmennyiségek bocsáthatók át, igy különböző vízmennyiségek hasznosíthatók energia kinyerésére. Eljárhatunk úgy is, hogy a 4 pillangószelepeket középhelyzetük körül csak kismértékben mozgatjuk jobbra és balra a 7 kocsi mozgásának megfelelően, ha ez a kismértékű ide-oda fordítás elegendő ahhoz, hogy a dugattyúszerü 6 szerkezeteken, illetve szerkezetrészeken a kívánt erők létrejöjjenek. Ez a működtetési mód különösen használható apály-dagály jellegű vízoszlop-ingadozások esetében, ahol nagy vízmennyiségek energiáját lehet hasznosítani, azonban a vízoszlop magasságok aránylag kicsik és változók, amilyenek egy-egy adott helyen az apály-dagály ciklusban előfordulnak. Ha nagy vízoszlopmagasságok állnak rendelkezésre, akkor a 4 pillangószelepeket csak kismértékben kell mozgatni, elfordítani, mert már ez is lehetővé teszi nagy mennyiségű víznek duzzasztógátcn való keresztüláramlását, ha azonban csak kis vízoszlopmagasság áll rendelkezésre, akkor a pillangószelepeket a 2. és 3. ábrákon vázolt helyzetek között mozgatjuk és igy a duzzasztógáton átáramló víz energiájának nagyobb részét vonjuk ki. Olyan vízerőgépeknél, amelyeknél fontos a víz tárolása, mint például folyókon létesített berendezéseknél, a 4 pillangószelepeket úgy alakithatjuk ki és helyezzük el, hogy ezek a 2. és 3. ábrákon látható helyzetek között legyenek mozgathatók, tehát olyan közbenső helyzeteket tudjanak fölvenni, amelyekben a víz folyására többé-kevésbé keresztirányban vannak. Az ilyen kialakítás és üzemeltetés esetén csökken a vízveszteség. A 4 pillangószelepek lapátjai a műveleti ciklus folyamán folyamatosan forgathatók is lehetnek és részben vagy egészében a iuzzasztógáton átáramló víz révén hajthatók. Az 5A., 5B. és 5C. ábrák olyan szelepkialakítást szemléltetnek, amelynél a pillangószelepek a duzzasztógaton átáramló víz révén forgathatók. A 14 pillangoszelep 15 tengelyen van forgathatóan ágyazva és mindegyik oldalán 16, 16’ ívelt felület és 17, 17’ sík felület van. Az 5A. ábrán vázolt középhelyzetben az áramló víz úgy hat a pillangószelepre, hogy ezt az óramutató járásának irányában forgatja. Ennek eredményeként a jobb oldali 18 munkakamra töltési állapotról ürítési állapotra vált át, a bal oldali 19 munkakamra pedig ürítési állapotról töltési állapotra változik, mint az 5B. ábra mutatja. A 14 pillangószelep tovább forog és a vízerőgép működési állapota ismét változik, amint az 5C. ábra szemlélteti. Az alkalmazott pillangószelep alakjának nincs különösebb jelentősége és bármilyen ismert szelepforma használható, amely a kivánt vízmennyiséget át tudja bocsátani. A vázolt és ismertetett kialakítások előnyös tulajdonsága, hogy egyetlen pillangószelep két munkakamra kiszolgálására is képes. Az ismertetett kiviteli alakok előnyös tulajdonsága az is, hogy a kocsin létrehozott erő az egész munkaciklus alatt lényegében lineáris. Előnyös az is, hogy az ismertetett vízerőgép reverzálható, amennyiben az 1 és 2 oldalak bármelyi-3
