195867. lajstromszámú szabadalom • Hidropneumatikus víz-erőgép
1 195 867 2 A találmány tárgya egy hidropneumatikus víz-erőgép, amelynek valamely felszíni víz mederfenekén helytállóan rögzített duzzasztóműben kialakított, a mederfenék közelében egy-egy elzárószervvel vezérelt módon nyitható átömlőnyílás útján a felvízoldallal és az alvízoldallal váltakozva összeköthető függőleges legalalább egy aknája, és az aknában függőleges irányban szabadon elmozdulóan megvezetett úszóteste van. Évezredek óta ismeretesek olyan gépek, amelyek az áramló vagy magasból lezúduló felszíni vizek energiáját hasznosítják pl. malmok, vízemelő berendezések és hasonlók működtetésére. Ismeretesek olyan berendezések is, amelyek a tenger ár-apály okozta periodikus vízmozgását vagy a vízhullamok mozgási energiáját igyekeznek hasznosítani. Ezek többsége azonban csak olyan helyeken hasznosítható, ahol igen jelentős az ár-apály szintkülönbség vagy állandó, lényegében egyirányú hullámmozgás az uralkodó. A modern víz-erőgépek legismertebb változatai a különbéle vízturbinák. Ezek nagy víznyomást, illetve ennek megfelelően nagy vízáramlási sebességet igényelnek. Ismeretesek pl. olyan vízerőművek, ahol a vízszintkülönbség 200 métert is meghalad. A kellő vízszint biztosítására duzzasztógátakat, igen gyakran völgyzárógátakat építenek. Ezek a megoldások jó műszaki eredményt biztosítanak, de hátrányuk az igen magas beruházási költség és az újabban egyre inkább felismert — sokszor katasztrofálisnak mondható — környezetkárosító hatás. A DE OS 2 307 859 sz. nyilvánosságrahozatali iratból ismertté vált egy javaslat olyan víz-erőgép kialakítására, amely egy felvízoldalról periodikusan feltölthető és az alvízoldal felé feltöltést követően leereszthető aknában megvezetett vízzel töltött úszótestet alkalmaz, amely az aknában ily módon létrehozott periodikus vízszintingadozást követő függőleges irányú alternáló löketmozgást végez. Egy szabadonfutó tengelykapcsolós ellensúlyos kötélszerkezettel a vízszintsüllyedéskor bekövetkező süllyedő úszótest-elmozdulással szabaddá váló mozgási energiát forgó nyomatékenergiává alakítják át és a vízenergiát ily módon javasolják hasznosítani. A javasolt megoldás hiányossága, hogy az alkalmazott mechanikus energiaátalakító szerkezet jellege és kialakítása következtében az energiaátalakítás határfoka várhatóan igen csekély, és a szerkezet nem teszi lehetővé mindkét irányú löketelmozdulás energiatartalmának hasznosítását. A találmány célja olyan berendezés kaialakítása, amely fokozott hatásfokú és lehetőleg pulzálásmcntes energiahasznosítást tesz lehetővé egyszerű és ezzel rendkívül üzembiztos szerkezeti kialakítás mellett. A kitűzött célt olyan tárgyi víz-erőgép kialakításával és alkalmazásával érjük el, amelynél a találmány szerint az úszótest egy hosszváltoztatható rudazat útján egy nyomóoldalán egy nyomástároló hidraulikus nyomóközeget tartalmazó folyadékterével összekötött nyomásfokozó szivattyúval, előnyösen egy kettősműködésű dugattyús szivattyúként kialakított munkahenger dugattyújával van erő- és mozgásátvivő kinematikai kapcsolatban, és a nyomástároló folyadéktere egy nyomóvezetéken keresztül egy a hidraulikus nyomóközeggel hajtott áramlási gép, különösen turbina vagy hidromotor expanziós munkaterével van összekötve. A találmány szerinti víz-erőgép célszerű és előnyös kiviteli alakjának célszerűen a felvízoldal és az alvízoldal mindenkori vízszintjének érzékelésére alkalmas szintérzékelőkkel is ellátott, az elzárószerveket a duzzasztómű két oldalán mért mindenkori vízszintmagasság és az úszótest lökethelyzetének függvényében automatikusan vezérlő szerkezeti egysége is van. Előnyösnek bizonyultak a találmány szerinti víz-erőgép olyan továbbfejlesztett kivitelei, amelyeknél a célszerűen kettősműködésű dugattyús szivattyúként kialakított munkahenger szívóoldala egy szívóvezeték útján a hidraulikus nyomóközeg számára zárt keringetőrendszert adó módon az áramlási gép, különösen turbina vagy hidromotor expanziós teréhez hozzárendelt, az expandált nyomóközeg felfogására és összegyűjtésére alkalmas kiképzésű pufferedénnyel van összekötve. A találmány szerinti víz-erőgép igen előnyösen teszi lehetővé különösen lassú mozgású, de nagy víztömegekben rejlő energia mechanikus munkává történő átalakítását, így pl. egy hajtótengelyen meghatározott forgatónyomatékú forgómozgás előállítását. A találmány szerinti víz-erőgép előnyös kivitelei esetében a forgómozgást előállító áramlási gép, különösen turbina vagy hidromotor villamos energiafejlesztő generátorral lehet hajtókapcsolatban. Hidraulikus nyomóközegként gyakorlatilag az öszszes önmagában ismert hidraulikaolaj jól alkalmazható. Adott esetben azonban megfelelő adalékok hozzáadásával kenőképessé tett és habzásmentesített víz is használható hidraulikus nyomóközegként. Az utóbbi esetben természetszerűleg az adalékolásnál a szerkezeti elemek korrózió elleni védelméről is gondoskodni kell. A találmány szerinti megoldás fentiekben körülírt jellemzőiből következik, hogy a tárgyi víz-erőgépet már 1—2 m-es vízszintkülönbség esetében is üzemeltetni lehet, és az erőátvitelre alkalmazott folyadék nyomása minden nehézség nélkül a víz-erőgépeknél már ideálisnak mondható 6-10 bar állandó értéken biztosítható. A találmányi megoldásból logikusan következik, hogy a jó kenőképességű — koptató szennyeződést nem tartalmazó — hidraulikus nyomóközeggel a turbináknál többszörösen jobb hatásfokkal működő hidromotorok is alkalmazhatók az áramfejlesztéshez célszerű forgómozgás biztosítására. A találmány szerinti víz-erőgép különösen előnyös alkalmazási lehetőségei elsősorban az alábbi jellemző tulajdonságokból és előnyökből fakadnak: A víz-erőgép folyók árvíz-szintje alatti duzzasztási értékek mellett üzemeltethető. Nem kell különleges védőgát-rendszereket építeni és ezzel a folyók természetes környezetét megváltoztatni. Fentiek következ-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
