<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE ep-patent-document SYSTEM "OpenDataPatent_cz.dtd">
<ep-patent-document lang="en" file="OpendataIPOCZ_PT_DIFF_PUV2023-41519.xml" country="CZ" doc-number="37710" kind="U1">
  <bibliographic-data country="CZ">
    <publication-reference>
      <document-id>
        <country>CZ</country>
        <doc-number>37710</doc-number>
        <kind>U1</kind>
        <date>2024-02-20</date>
      </document-id>
    </publication-reference>
    <classifications-ipcr>
      <classification-ipcr sequence="1">
        <section>F</section>
        <class>03</class>
        <subclass>B</subclass>
        <main-group>3</main-group>
        <subgroup>04</subgroup>
        <ipc-version-indicator>
          <date>20060101</date>
        </ipc-version-indicator>
        <classification-level>A</classification-level>
        <symbol-position>F</symbol-position>
        <classification-value>I</classification-value>
        <action-date>
          <date>20240212</date>
        </action-date>
        <classification-status>B</classification-status>
        <classification-data-source>H</classification-data-source>
        <generating-office>
          <country>CZ</country>
        </generating-office>
      </classification-ipcr>
      <classification-ipcr sequence="2">
        <section>F</section>
        <class>03</class>
        <subclass>B</subclass>
        <main-group>13</main-group>
        <subgroup>26</subgroup>
        <ipc-version-indicator>
          <date>20060101</date>
        </ipc-version-indicator>
        <classification-level>A</classification-level>
        <symbol-position>L</symbol-position>
        <classification-value>I</classification-value>
        <action-date>
          <date>20240212</date>
        </action-date>
        <classification-status>B</classification-status>
        <classification-data-source>H</classification-data-source>
        <generating-office>
          <country>CZ</country>
        </generating-office>
      </classification-ipcr>
    </classifications-ipcr>
    <classifications-cpc>
      <classification-cpc sequence="1">
        <cpc-version-indicator>
          <date>20130101</date>
        </cpc-version-indicator>
        <section>F</section>
        <class>03</class>
        <subclass>B</subclass>
        <main-group>3</main-group>
        <subgroup>04</subgroup>
        <symbol-position>F</symbol-position>
        <classification-value>I</classification-value>
        <action-date>
          <date>20240212</date>
        </action-date>
        <generating-office>
          <country>CZ</country>
        </generating-office>
        <classification-status>B</classification-status>
        <classification-data-source>H</classification-data-source>
      </classification-cpc>
      <classification-cpc sequence="2">
        <cpc-version-indicator>
          <date>20130101</date>
        </cpc-version-indicator>
        <section>F</section>
        <class>03</class>
        <subclass>B</subclass>
        <main-group>13</main-group>
        <subgroup>26</subgroup>
        <symbol-position>L</symbol-position>
        <classification-value>I</classification-value>
        <action-date>
          <date>20240212</date>
        </action-date>
        <generating-office>
          <country>CZ</country>
        </generating-office>
        <classification-status>B</classification-status>
        <classification-data-source>H</classification-data-source>
      </classification-cpc>
      <classification-cpc sequence="3">
        <cpc-version-indicator>
          <date>20130101</date>
        </cpc-version-indicator>
        <section>Y</section>
        <class>02</class>
        <subclass>E</subclass>
        <main-group>10</main-group>
        <subgroup>30</subgroup>
        <symbol-position>L</symbol-position>
        <classification-value>A</classification-value>
        <action-date>
          <date>20240304</date>
        </action-date>
        <generating-office>
          <country>EP</country>
        </generating-office>
        <classification-status>B</classification-status>
        <classification-data-source>G</classification-data-source>
      </classification-cpc>
    </classifications-cpc>
    <application-reference>
      <document-id>
        <country>CZ</country>
        <doc-number>2023-41519</doc-number>
        <date>2023-12-07</date>
      </document-id>
    </application-reference>
    <language-of-filing>cs</language-of-filing>
    <language-of-publication>cs</language-of-publication>
    <priority-claims>
      <priority-claim sequence="1" kind="national">
        <country>CZ</country>
        <date>2023-12-07</date>
      </priority-claim>
    </priority-claims>
    <invention-title lang="CS">Zařízení pro generování elektrické energie slapovým a říčním prouděním vody</invention-title>
    <invention-title lang="EN">Equipment to generate electric power using tidal streams and river flows of water</invention-title>
  </bibliographic-data>
  <description id="desc" lang="cs">
    <p num="1">
      <b>Zařízení pro generování elektrické energie slapovým a říčním prouděním vody</b>
    </p>
    <p num="2"> </p>
    <p num="3"> </p>
    <p num="4">Oblast techniky </p>
    <p num="5"> </p>
    <p num="6">Technické řešení se týká zařízení pro přeměnu pohybové energie proudící vody způsobené slapovými jevy nebo prouděním říční vody na energii mechanickou pro pohon generátorů elektrické energie. </p>
    <p num="7"> </p>
    <p num="8"> </p>
    <p num="9">Dosavadní stav techniky </p>
    <p num="10"> </p>
    <p num="11">V současné době jsou známy slapové elektrárny s horizontálními rotory s vertikálními vrtulemi v různém počtu na horizontální ose rotoru nebo rotorů. Toto uspořádání má nevýhodu v tom, že jednotlivé prvky rotoru jsou na úrovni osy rotoru, tzn. hluboko pod hladinou proudící vody, což komplikuje údržbu, rovněž tak i montáž, například spis č. DE 60315348 T2. </p>
    <p num="12"> </p>
    <p num="13">Jiným typem jsou vertikální rotory opatřené vertikálními listy, které pracují na principu rozdílu tlaku při obtékání proudící vodou. Jsou známa řešení například CN 219242103 U. Dalším typem jsou kombinované zdroje voda-vítr například CN 216916226 U. </p>
    <p num="14"> </p>
    <p num="15">Výše zmíněná technická řešení mohou být umísťována a ukotvována pouze v místech větší hloubky dna od hladiny, neboť délka listů vrtulí dosahuje až 10 metrů, průměr až 20 metrů, to znamená hloubkový profil proudu vody minimálně 25 až 30 metrů. </p>
    <p num="16"> </p>
    <p num="17">Tato řešení jsou konstrukčně a provozně náročná a výběr lokalit pro jejich umístění a provozování jsou vzhledem k požadované hloubce pro jejich umístění omezená. </p>
    <p num="18"> </p>
    <p num="19">Horizontální osa a vertikální poloha vrtule ohrožuje vodní faunu v celé ploše otáčející se vrtule. Možnost mechanických chráničů vodní fauny je nemožná nebo omezená. </p>
    <p num="20"> </p>
    <p num="21"> </p>
    <p num="22">Podstata technického řešení </p>
    <p num="23"> </p>
    <p num="24">Výše uvedené nedostatky do značné míry odstraňuje slapový a říční generátor podle technického řešení, jehož podstata spočívá v tom, že pohonná vrtule je situována horizontálně pod hladinou v proudu vody, na vertikálně nakloněné hřídeli s generátorem. </p>
    <p num="25"> </p>
    <p num="26">Horizontální poloha vrtule umožňuje využití slapových nebo říčních proudů vody i v malých hloubkách. </p>
    <p num="27"> </p>
    <p num="28">Hřídel dokonale vertikální a tím i vrtule dokonale horizontální v proudu vody nevytvoří silový a točivý moment. </p>
    <p num="29"> </p>
    <p num="30">Podstatou tohoto technického řešení je to, že požadovaný silový točivý moment je vytvořen nakloněním hřídele ve směru proudu vody tak, že proudící voda působí a tvoří energii na jedné polovině vrtule, zatímco druhá polovina vrtule se pohybuje proti proudu vody. </p>
    <p num="31"> </p>
    <p num="32">Listy vrtule se třemi i více listy jsou úhlově zalomené u hřídele, jsou ploché a směrem vně se mohou rozšiřovat a tím tvořit větší točivý moment listu přenášený na hřídel s generátorem. </p>
    <p num="33"> </p>
    <p num="34">Působení točivého momentu síly proudění vody tvoří list vrtule v úhlovém náklonu, který generuje energii, druhá polovina vrtule se pohybuje proti proudu vody pouze plochou tloušťky materiálu vrtulového listu v horizontální poloze proti směru slapového či říčního proudění vody. </p>
    <p num="35"> </p>
    <p num="36">Požadovaný silový moment na hřídel s generátorem je tvořen úhlovým nakloněním, kde úhel vertikální osy hřídele je nakloněna buď vzad či vpřed a vždy ve směru proudu vody tak, že generovaná energie pochází vždy z listů vrtule v ploše 180 úhlových stupňů od hřídele napravo či nalevo od proudu vody. Toto je silová část zařízení. </p>
    <p num="37"> </p>
    <p num="38">V ploše 180 úhlových stupňů od hřídele opačně nalevo či napravo vrtule proráží protisměrně proud vody pouze plochou tloušťky materiálu vrtule, náběžnou hranou. </p>
    <p num="39"> </p>
    <p num="40">Tuto část, kdy list vrtule je v pohybu proti proudu je vhodné osadit pevně uchyceným mechanickým chráničem jako zábranou poškozování vodní fauny protiproudým pohybem vrtule a také pro snížení energetické ztráty této části vrtule, kdy se její listy otáčejí proti směru proudu vody, a to narušením souvislého vodního proudu na proud vody turbulentní. </p>
    <p num="41"> </p>
    <p num="42">Úhel zakřivení listu vrtule je přibližně polovinou úhlu naklonění osy vrtule vpřed či vzad, a to rovnoběžně ke směru průtoku vody. </p>
    <p num="43"> </p>
    <p num="44">Rozdíl působení slapové nebo říční síly vody na obě strany vrtule od hřídele tvoří energii otáčející hřídelí s generátorem. </p>
    <p num="45"> </p>
    <p num="46">Zařízení může být stacionární v proudu vody nebo na kotvených plovoucích pontonech. </p>
    <p num="47"> </p>
    <p num="48">Pro praktické využití tohoto zařízení se jeví vhodnou instalace i více těchto celků tzn. vrtule, hřídel, generátor, pro i hlubší vody kombinaci těchto celků, například ve hlubších vodách instalace více vrtulí na společné hřídeli jako jeden celek s jedním generátorem. </p>
    <p num="49"> </p>
    <p num="50">Podstata technického řešení je v principu vysvětlena pro jednu vrtuli a hřídel s generátorem. Zařízení může být multiplikativní s více vrtulemi a hřídelí s generátory či jeden společný generátor poháněný všemi hřídeli. </p>
    <p num="51"> </p>
    <p num="52">Při pontonovém zavěšení více vrtulí jsou jejich náběžné strany střídavě otočené pro zamezení torzních sil působících na ukotvený nosný ponton. </p>
    <p num="53"> </p>
    <p num="54">Zařízení má nízké otáčky, ale vykazuje velký moment síly daný plochou lopatek. </p>
    <p num="55"> </p>
    <p num="56">Nevyžaduje hloubku ponoru průměru vrtule ale pouze hloubku horizontální polohy vrtule, je energeticky účinné i v malých hloubkách průtoku slapové nebo říční vody. </p>
    <p num="57"> </p>
    <p num="58">Zařízení podle technického řešení je jednoduché konstrukce a ekonomicky i provozně nenáročné. </p>
    <p num="59"> </p>
    <p num="60"> </p>
    <p num="61">Objasnění výkresů </p>
    <p num="62"> </p>
    <p num="63">Obr. 1 schematicky znázorňuje uspořádání zařízení jako celku a jeho jednotlivých částí. </p>
    <p num="64"> </p>
    <p num="65">Obr. 2 schematicky znázorňuje působení vodního proudu na horizontálně uloženou a ve směru proudu vody nakloněnou vrtuli a její vrtulové listy. </p>
    <p num="66"> </p>
    <p num="67"> </p>
    <p num="68">Příklad uskutečnění technického řešení </p>
    <p num="69"> </p>
    <p num="70">Zařízení pro generování elektrické energie slapovým a říčním prouděním vody je tvořeno vrtulí s plochými vrtulovými listy 1, hřídelí 2 pro pohon generátoru elektrické energie 3. Každý list 1 vrtule je natočen podle své podélné osy 4 radiálně tak, že osa 6 hřídele 2 je vůči vertikálnímu směru 7 nakloněna o úhel 9 pro její směrování rovnoběžně s proudem 8 vody. </p>
    <p num="71"> </p>
    <p num="72">Osa a úhel náklonu hřídele 2 pohonu svírá s vertikálním směrem 7 ve směru proudění 8 vody úhel 9, a to takový, že náběžná hrana listu vrtule 5 je celou plochou listu 1 vrtule rotující proti směru proudu vody 8 pro minimalizaci energetické ztráty výkonu zařízení. </p>
    <p num="73"> </p>
    <p num="74">V tomto uspořádání jsou listy vrtule 1 dle podélné osy 4 zalomené a jsou zdrojem energie pohonu hřídele 2 a generátoru 3. </p>
    <p num="75"> </p>
    <p num="76">Zařízení může obsahovat nerotační deflektor 10 proudu vody, pro usměrňování proudu vody dopadající na náběžné hrany 5 listů 1 vrtule, pro zvýšení účinnosti zařízení a pro ochranu vodní fauny. </p>
    <p num="77"> </p>
    <description-of-drawings>
      <p num="1">   </p>
      <p num="2">1     plochý vrtulový list</p>
      <p num="3">2     hřídel pohonu generátoru</p>
      <p num="4">3     generátor elektrické energie</p>
      <p num="5">4     podélná osa listu vrtule</p>
      <p num="6">5     náběžná hrana listu vrtule rotující proti proudu vody</p>
      <p num="7">6     osa hřídele</p>
      <p num="8">7     vertikální směr</p>
      <p num="9">8     směr proudu vody</p>
      <p num="10">9     úhel náklonu od vertikálního směru</p>
      <p num="11">10   nerotační deflektor proudu vody a chránič vodní fauny</p>
      <p num="12">11   směr otáčení listů vrtule</p>
    </description-of-drawings>
  </description>
  <claims id="claim">
    <claim num="1">
      <claim-text>Zařízení pro generování elektrické energie slapovým a říčním prouděním vody, 
   <b>vyznačující se tím</b>, že obsahuje vrtuli s plochými vrtulovými listy (1), kde každý list (1) je natočen podle své podélné osy (4), která je osou vedenou v radiálním směru, tj. paprskovitě, vzhledem k ose (6) hřídele (2) vrtule, přičemž na opačném konci hřídele (2), než je umístěna vrtule, je umístěn generátor elektrické energie (3).
  </claim-text>
    </claim>
    <claim num="2">
      <claim-text>Zařízení podle nároku 1, 
   <b>vyznačující se tím</b>, že vrtule s listy (1) je horizontální a osa (6) hřídele (2) je vůči vertikálnímu směru (7) nakloněna o úhel (9) pro její směrováni rovnoběžně s proudem (8) vody.
  </claim-text>
    </claim>
  </claims>
  <drawings id="draw">
    <figure num="1">
      <img file="2440410img0001.jpg" img-content="drawing" img-format="jpg" wi="500" he="767"/>
    </figure>
    <figure num="2">
      <img file="2440410img0002.jpg" img-content="drawing" img-format="jpg" wi="500" he="723"/>
    </figure>
  </drawings>
</ep-patent-document>
