Для чего нужен водяной двигатель

Содержание

Описание

Поскольку вода практически несжимаема, клапанный механизм водяных двигателей сложнее, чем тот, который используется в паровых двигателях, а некоторые водяные двигатели даже имели небольшой вторичный двигатель исключительно для обеспечения работы их клапанов. Слишком быстрое закрытие клапана может привести к очень большому давлению и взрыву трубопроводов (явление, подобное гидравлическому удару ), и в дополнение к клапанам, предназначенным для медленного закрывания, многие водяные двигатели использовали воздушные камеры для обеспечения некоторого поглощения силы за счет сжатия. воздух в них.

История

Неясно, когда и где были изобретены водяные двигатели, но возможно, что они впервые были использованы на рудниках в центральной Германии; Конечно, такое устройство было описано Робертом Фладдом после того, как он посетил Германию около 1600 года.

Приложения

В 19 веке в Лондоне широко использовались водяные двигатели, работающие на воде под высоким давлением, подаваемой Лондонской гидравлической энергетической компанией через обширную сеть трубопроводов. Даже когда практические электродвигатели начали использоваться, водяные двигатели оставались популярными в течение нескольких лет, поскольку обладали рядом преимуществ: они были тихими, надежными, дешевыми в эксплуатации, компактными, безопасными и могли надежно работать во влажных или заболоченных условиях, не подходящих для электрические устройства, такие как приводящие в действие водяные насосы в шахтах, где их способность продолжать работу даже в полностью погруженном состоянии была большим преимуществом.

Водяные двигатели

Наибольший возможный дизайн воды двигателя является непосредственно действующей водной колонки двигателя или водяного столба машина (немецкий: Wassersäulenmaschine ). Такие устройства использовались для перекачки в различных горнодобывающих районах с середины восемнадцатого века, а одно из них использовалось, например, Георгом Фридрихом фон Райхенбахом в 1810 году для перекачки рассола из Берхтесгадена в Райхенхалль.

Источник

Водяной двигатель

Полезная модель относится к гравитационным двигателям, принцип работы которых предусматривает преобразование потенциальной энергии рабочей среды, например воды, при падении ее или заполненных ею рабочих тел в механическую энергию, и может быть использована в различных отраслях народного хозяйства.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа является водяной двигатель по патенту на изобретение РФ №2224134 «Водяной двигатель». М. кл. F 03 C 1/02, опубл. бюл. №5 20.02.2004 г. [2].

Водяной двигатель включает питательную емкость, коленчатый вал с маховиком и опорами коренных подшипников, шатуны, поршень, рабочие камеры, гильзы цилиндров, расположенные ниже коленчатого вала. Между поршнем и гильзой цилиндра имеется зазор без уплотнения. Водяной

Недостаток известного двигателя заключается в том, что при «питании» его от подземного водоносного горизонта эффективность его использования ограничена определенными горными и гидрогеологическими условиями. При этом при глубоком положении водоносного горизонта и его статического и динамического уровней неэффективность двигателя объясняется большими геометрическими размерами стержня, длина которого должна достигать десятков метров, и, как следствие, элементов кривошипно-шатунного механизма. С большими геометрическими размерами связаны возникающие силы сопротивления его движению за счет характерных больших сил трения, момента инерции. Эти силы уменьшают силы инициирующие движение поршня при работе двигателя, и, как следствие, снижают (ухудшают) энергоэффективность, например развиваемую

мощность при идентичных других условиях. Практически, реализация таких размеров кривошипно-шатунного механизма технически и экономически нецелесообразна.

Кроме того, недостаток известного двигателя заключается в том, что при большой разнице в глубинах положения водоносного горизонта и проницаемого поглощающего интервала определяемый ею гравитационный потенциал «питающей» (водоносного горизонта) воды, используется не в полном объеме.

Разница в глубинах положения водоносной зоны и проницаемого поглощающего интервала может составлять десятки и более метров.

Теоретически, целесообразно использовать гравитационную составляющую рабочего хода (за счет силы тяжести) на всем интервале от водоносной зоны до проницаемого поглощающего интервала. Потенциальная энергия поршня наполненного водой может быть определена из выражения:

При этом рабочий ход двигателя может составлять до нескольких десятков метров и более. С учетом положений теории механизмов и машин, а также приведенных выше доводов о возрастающих силах сопротивления, противодействующих инициирующим движение силам, использование кривошипно-шатунного преобразователя при больших ходах движения поршня, на практике, как технически, так и экономически нецелесообразно и трудно осуществимо. Этим и объясняется невозможность реализации с использованием известного двигателя гравитационного энергетического потенциала «питающей» воды в указанных скважинных условиях.

Задачей предлагаемой полезной модели является повышение энергоэффективности двигателя в разных горногидрогеологотехнических условиях, в скважинах путем более полного использования гравитационного энергетического потенциала при большой разнице глубин положения водоносного горизонта и проницаемого поглощающего интервала.

Поставленная задача достигается следующим. Водяной двигатель, содержащий питательную емкость, преобразователь возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение выходного вала с установленным на нем маховиком, первую рабочую группу, включающую полый поршень с выпускным клапаном, срабатывающим в его нижнем положении, рабочую камеру-гильзу цилиндра, расположенную ниже преобразователя поступательного движения поршня во вращательное движение выходного вала. При этом между поршнем и гильзой цилиндра имеется зазор без уплотнения, а так же клапан с управляющим им устройством, например кулачком, установленным на поршне, подводящий и отводящий каналы причем детали расположенные ниже преобразователя поступательного движения поршня во вращательное движение выходного вала, установлены в горной выработке, например буровой скважине, пересекающей проницаемый поглощающий интервал, с установленными в ней двумя соосными колоннами обсадных труб большего и меньшего диаметра. Питательная емкость образована кольцевым объемом между обсадными колоннами и имеющим сообщение с источником воды, например с подземным водоносным горизонтом, а рабочая камера образована объемом обсадной колонны меньшего диаметра. При этом, пересекаемый скважиной проницаемый поглощающий интервал расположен ниже обсадной колонны меньшего диаметра. Дополнительно, двигатель снабжен второй рабочей группой аналогичной первой. Подводящие каналы выполнены с обеспечением условия сообщения питательной емкости с полостью поршней и их заполнения водой самотеком в их верхнем положении, а поршни между собой соединены канатом, охватывающим два шкива, установленные

посредством муфт одностороннего действия, например обгонных муфт, на входных валах преобразователя, например редуктора или мультипликатора, попеременного реверсивного вращения входных валов в одностороннее вращение выходного вала.

производится с помощью вспомогательного устройства в т.ч. ручного, которое на фиг.1 не показано). При этом соединенный с ним поршень 5′ устанавливается в своей нижней мертвой точке (НМТ). В таком состоянии двигателя поршень 5 установленным на нем кулачком 10 открывает впускной клапан 3 и вода из питательной емкости 1 поступает в полость поршня 5, а выпускной клапан 11′ поршня 5′ взаимодействует с упором 12′, открывается и вода из поршня 5′ вытекает в скважину 13′ и далее в проницаемый поглощающий интервал 14. Полость поршня 5 заполняется водой, а полость поршня 5′ освобождается от воды, при этом вес P 1 поршня 5 увеличивается, а вес Р 2 поршня 5′ уменьшается. После завершения процессов заполнения-истечения, за счет превышения P 1>Р 2 поршень 5 начинает движение вниз, при этом поршень 5′ перемещается вверх. При движении поршня 5 вниз, а поршня 5′ вверх перемещение каната 6 вызывает вращение шкивов 7 и 7′ в направлении против часовой стрелки. Шкивы 7 и 7′ сопряжены с валами посредством муфт одностороннего действия, например обгонных, установленных так, что при движении каната в каждом из направлений срабатывает одна из обгонных муфт. При движении поршня 5 вниз вращение передается от шкива 7 посредством обгонной муфты 8 на входной вал блока 7. Вращение входного вала шкива 7 посредством шестерен 15 и 17 (фиг.2), установленных в преобразователе попеременного реверсивного вращения входных валов во вращательное движение выходного вала 9, передается его выходному валу 19 на котором установлен маховик 18. При достижении поршнем 5 своей НМТ его выпускной клапан 11 взаимодействует с упором 12, установленным в скважине и открывается, а поршень 5′ достигает своей ВМТ, при этом установленным на нем кулачком 10′ открывается впускной клапан 3′. При таком положении поршней вода из полости поршня 5 вытекает, а полость поршня 5′ наполняется водой. После завершения процессов заполнения-истечения, за счет превышения веса P 2>P 1, поршень 5′ начинает двигаться вниз, при этом связанный с ним канатом 6 поршень 5 начинает перемещаться вверх. При движении поршня

5′ вниз, а поршня 5 вверх перемещение каната вызывает вращение шкивов 7 и 7′ в направлении по часовой стрелке. При таком направлении движения каната вращение шкива 7′ посредством обгонной муфты 8′ передается на входной вал шкива 7′. Вращение входного вала шкива 7′ посредством шестерен 15′ и 17 передается выходному валу 19. В последующем цикл работы двигателя повторяется.

В редукторе (мультипликаторе) преобразователя 9 дополнительно установлены выходные муфты одностороннего действия 16 и 16′. Применение в двигателе указанных муфт позволяет исключить холостое вращение шестерней 15 при передаче вращения от шкива 7′ выходной шестерне 17, а также исключить холостое вращение входного вала шкива 7′ при передаче вращения от шкива 7 посредством шестерней 15 выходной шестерне 17.

полость поршня 5′ при очередном достижении им ВМТ. Работа двигателя прекращается.

Гравитационный потенциал определяемый разницей глубин положения водоносного горизонта и поглощающего проницаемого интервала в предлагаемом водяном двигателе реализуется в полном объеме.

При этом, удельный расход воды, представляющий собой ее расход на совершение единицы работы и являющийся показателем энергоэффективности (энергоэкономичности) [3] у предлагаемого водяного двигателя существенно ниже (лучше) чем у прототипа, в условиях, большой разницы в глубинах положения водоносной зоны и проницаемого поглощающего горизонта.

Конструкцией и принципом работы предлагаемого водяного двигателя исключается неравномерность каждого из попеременных инициирующих

усилий, воздействующих на поршень. Объясняется это идентичностью условий их формирования.

Возможны и другие варианты питания скважинного водяного двигателя водой, например когда питательная емкость представлена расположенными выше устья скважины водоемами природного или искусственного происхождения, в т.ч. техническими гидросистемами.

Преимуществом предлагаемого нами технического решения по сравнению с водяным двигателем, принятым в качестве прототипа, являются более высокие показатели энергоэкономичности его работы в более широких горногидрогеологотехнических условиях, в т.ч. меньший удельный расход воды (расход воды на выполнение единицы работы), большая развиваемая мощность в разных гидрогеологотехнических условиях при прочих равных с прототипом условиях.

Двигатель может быть использован для обеспечения энергоснабжения в качестве преобразующего силового элемента в источнике электрической энергии при соединении его выходного вала (с маховиком) с электрогенератором.

При других вариантах питания двигателя водой от ее источников природного происхождения расположенных выше дневной поверхности (река, озеро и др.) использование двигателя позволяет реализовать возобновляемый нетрадиционный источник электроэнергии. При осуществлении питания двигателя от источников искусственного происхождения (технические гидросистемы), в т.ч. сточных вод, использование двигателя может реализовать их гравитационный потенциал путем выработки электроэнергии. При этом, выполнившая свои функции в технических гидросистемах вода является вторичным энергетическим ресурсом.

При использовании предлагаемого двигателя в качестве источника энергии достигается эффект энергоресурсосбережения в сравнении с применением традиционных источников энергии и схем энергоснабжения.

Источники информации, принятые во внимание

1. Шамшев Ф.А. и др. Технология и техника разведочного бурения. Изд. 3-е, М., Недра, 1983 г., стр.464-469).

3. ГОСТ Р 51541-99. Энергосбережение. Энергетическая эффективность. Состав показателей. Общие положения. М., «Издательство стандартов», 1998 г.

Водяной двигатель, содержащий питательную емкость, преобразователь возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение выходного вала с установленным на нем маховиком, первую рабочую группу, включающую полый поршень с выпускным клапаном, срабатывающим в его нижнем положении, рабочую камеру-гильзу цилиндра, расположенную ниже преобразователя движения поршня во вращательное движение выходного вала, при этом между поршнем и гильзой цилиндра имеется зазор без уплотнения, а также клапан с управляющим им устройством, например, кулачком, установленным на поршне, подводящий и отводящий каналы, причем детали, расположенные ниже преобразователя возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение выходного вала, установлены в горной выработке, например, буровой скважине, пересекающей проницаемый поглощающий интервал с установленными в ней двумя соосными колоннами обсадных труб большего и меньшего диаметра, при этом питательная емкость образована кольцевым объемом между обсадными колоннами и имеющим сообщение с источником воды, например, с подземным водоносным горизонтом, а рабочая камера образована объемом обсадной колонны меньшего диаметра, причем пересекаемый скважиной проницаемый поглощающий интервал расположен ниже обсадных колонн, отличающийся тем, что он снабжен второй рабочей группой аналогичной первой, подводящие каналы выполнены с обеспечением условия сообщения питательной емкости с полостью поршней и их заполнения водой самотеком в верхнем положении поршней, а поршни между собой соединены канатом, охватывающим два блока, установленные посредством муфт одностороннего действия, например, обгонных на входных валах преобразователя возвратно-поступательного перемещения поршней во вращательное движение выходного вала, представляющего собой двухвходовый реверсивный редуктор, либо мультипликатор.

Источник

Водяной мотор

Оглавление

Водяные колеса

Водяные турбины

Машины водяного столба

Водяной столб машина работает так же, как паровой двигатель, за исключением того, что вместо того, чтобы давление пара, использовало давление холодной воды из напорной трубы. Из-за того, что значительные массы находились в движении в форме воды с постоянным изменением направления, машинам водяного столба позволялось работать очень медленно.

Машина водяного столба Фрайберга (1900 г.)

Установка водяного столба Райхенбаха в музее Клаушойсля

Водяной двигатель Шмида

Водяные моторы в стиральных машинах

Основным преимуществом водяного двигателя было то, что оснащенная им машина работала даже без подключения к электросети. В то время, особенно в сельской местности, еще не было подключения к электросети в каждом доме, и даже если оно было, мощности часто было недостаточно для запуска электродвигателя.

Обязательным условием правильной работы водяного мотора было соответствующее давление в водопроводе. Во время повышенного расхода воды (до или после работы) напор воды часто был недостаточным. В суровые зимы, когда водопроводные трубы часто замерзали, водяной двигатель тоже приходил в негодность. По этим причинам в стиральных машинах всегда было устройство, которое двигало ими с помощью силы мышц.

С изобретением полностью автоматической стиральной машины Constructa и расширением распространения достаточно мощных подключений к электросети стиральные машины с водными двигателями исчезли с рынка.

Источник

ВОДЯНОЙ ДВИГАТЕЛЬ

машина, превращающая энергию напора воды (реки и др. водные потоки) в механическую силу. Простейший В. д.-водяное колесо с ковшами или лопатками, на к-рые вода действует своим весом и поворачивает колесо (водяные мельницы и др.) В настоящее время водяные колеса вытесняются более совершенной водяной турбиной. Рабочая часть водяной турбины-рабочее колесо с прикрепленными к нему металлическими лопатками и направляющее колесо с направляющими лопатками. Водяные турбины экономнее водяных колес и применяются на всех гидростанциях (Днепропетровская, Волховская и др.). В СССР сейчас строятся мощные водяные турбины.

Смотреть что такое «ВОДЯНОЙ ДВИГАТЕЛЬ» в других словарях:

Двигатель Вальтера — Эта статья или раздел нуждается в переработке. Пожалуйста, улучшите статью в соответствии с правилами написания статей … Википедия

Водяной народ — Эта статья является частью цикла статей о волшебном мире Гарри Поттера. Содержание 1 Магическая зоология … Википедия

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ — см. Водяной двигатель … Сельскохозяйственный словарь-справочник

Ядерный ракетный двигатель — (ЯРД) разновидность ракетного двигателя, которая использует энергию деления или синтеза ядер для создания реактивной тяги. Бывают реактивными (нагрев рабочего тела в ядерном реакторе и вывод газа через сопло) и импульсными (ядерные взрывы… … Википедия

ГАЗ-11 (двигатель) — ГАЗ 11 Производитель: ГАЗ Тип: Бензиновый, карбюраторный Объём: 3480 см3 Конфигурация: рядный, шестицилиндровый … Википедия

Паровой двигатель — Паровая машина тепловой двигатель внешнего сгорания, преобразующий энергию нагретого пара в механическую работу возвратно поступательного движения поршня, а затем во вращательное движение вала. В более широком смысле паровая машина любой… … Википедия

Газотурбинный двигатель — с одноступенчатым радиальным компрессором, турбиной, рекуператором, и воздушными подшипниками Газотурбинный двигатель (ГТД) тепловой двигатель, в котором газ сжимается и нагревается, а затем энергия сжатого и нагретого… … Википедия

Источник

marafonec

Марафонец

Бег на месте к горизонту

Двигатель на воде давно создан — он запрещён! Чем заменяют подобные изобретения.

Водяной автомобиль существует гипотетически, и никак иначе! Но, это — неправда, в своей сути уже существует подобное изобретение. Как только, появляются новые и передовые технологии, затрагивающие интересы монополистов, — предприятия, осмелившиеся начать производство революционных технологий – разоряются.

Прорывная технология

В далёком 2008 году, японская компания Genepax, представляет на автомобильной выставке в Осаке, автомобиль, работающий на воде. Своё изобретение, предприимчивые японцы, запатентовали в Европейском патентном ведомстве. Можно вдохнуть свободно: наконец-то, прорыв!

Но, не тут-то было. Ходу этому изобретению не дали. Наоборот, изобретение вызывает, в определённых кругах, досаду и негодование. Оно способно негативно повлиять на способ ведения устоявшегося бизнеса владельцев компаний в энергетической отрасли.

Что же осмелились создать японцы — расплата за смелость

Японские изобретатели создали автомобиль, работающий на обычной воде. Вода может быть из крана или любого источника. В пути — это может быть и бутылка с водой, купленная в ближайшем магазинчике.

Для того, чтобы он начал движение, — ему нужно всего один литр воды, и один час езды обеспечен. Скорость автомобиля до 80 километров в час.

Воду нужно залить в бак, соединённый с устройством, которое посредством электрического тока, расщепляет воду на кислород и водород.

Так генерируется топливо – перекись водорода. Также генератор производит необходимую электроэнергию, извлекая из воды водород, высвобождая электроны.

Такое топливо даёт в два раза больше энергии двигателю, чем бензин. Продуктом распада этой реакции является, всего лишь – водяной пар.

Как в народе говорят: не прошло и года. Через год компания странным образом разоряется и, — перестаёт существовать.

Почему все молчат и ничего не делают?

Конечно, эта идея не нова! По всему миру изобретатели создают подобные прототипы, усовершенствуя и внося коррективы в своё идеальное транспортное средство.

Весь казус состоит в том, что такие автомобили единично передвигаются по дорогам, а оплаченное общество «экспертов», продолжает кричать о мошенничестве.

Есть и другой выход в создавшейся неудобной ситуации для монополистов. Он подразумевает: запугивание, подкуп, выкуп лабораторий, которые занимаются альтернативными источниками энергии.

Какой выход для всех нас?

И вот, в 2017 году – «прорыв»! Предприимчивые монополисты решились на инновации. Появляется «новый» серийный автомобиль компании Mercedes-Benz, работающий на водородном топливе.

Следом, не отстаёт японская компания Mirai, заявляя о безостановочном ходе своего автомобиля на 480 километров, который также заправлен водородом.

Да, все они будут заправляться водородом на специальных заправках (ведь, нужно же, что-то продавать, вместо бензина).

Как говорят, эти автомобили мощнее и их ждёт будущее, несмотря на то, что они более взрывоопасны, чем бензиновые.

PS: Так напоминает историю с электромобилями.

Источник