EA008203B1 - Система подводной выработки электроэнергии - Google Patents

Система подводной выработки электроэнергии Download PDF

Info

Publication number
EA008203B1
EA008203B1 EA200600435A EA200600435A EA008203B1 EA 008203 B1 EA008203 B1 EA 008203B1 EA 200600435 A EA200600435 A EA 200600435A EA 200600435 A EA200600435 A EA 200600435A EA 008203 B1 EA008203 B1 EA 008203B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
power generation
wing
underwater power
generation according
linear element
Prior art date
Application number
EA200600435A
Other languages
English (en)
Other versions
EA200600435A1 (ru
Inventor
Майкл Дэвид Перри
Дункан Барлетт Гилмор
Рэймонд Линдсэй Хоуп
Гэри Джеймс Кэмпбелл
Мелисса Луиза Крюгер
Гармен Патриция Китинг
Original Assignee
Атлантис Ресорсес Корпорэйшн Пте. Лимитед
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from AU2003905107A external-priority patent/AU2003905107A0/en
Application filed by Атлантис Ресорсес Корпорэйшн Пте. Лимитед filed Critical Атлантис Ресорсес Корпорэйшн Пте. Лимитед
Publication of EA200600435A1 publication Critical patent/EA200600435A1/ru
Publication of EA008203B1 publication Critical patent/EA008203B1/ru

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B17/00—Other machines or engines
    • F03B17/06—Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head"
    • F03B17/062—Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head" with rotation axis substantially at right angle to flow direction
    • F03B17/065—Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head" with rotation axis substantially at right angle to flow direction the flow engaging parts having a cyclic movement relative to the rotor during its rotation
    • F03B17/066—Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head" with rotation axis substantially at right angle to flow direction the flow engaging parts having a cyclic movement relative to the rotor during its rotation and a rotor of the endless-chain type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B9/00—Endless-chain machines or engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/10—Submerged units incorporating electric generators or motors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/12—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/90—Mounting on supporting structures or systems
    • F05B2240/97—Mounting on supporting structures or systems on a submerged structure
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20—Hydro energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient

Abstract

Система (10) подводной выработки электроэнергии, которая имеет линейный элемент (30), движущийся по заданной траектории. Ряд крыловидных конструкций (40) приводит в движение линейный элемент, используя поток течения воды. Заданная траектория лежит в плоскости, которая практически перпендикулярна потоку течения воды. Для выработки электроэнергии к линейному элементу присоединён механизм (114, 124) отбора мощности.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к системе подводной выработки электроэнергии. В частности, хотя и не исключительно, изобретение относится к системе преобразования кинетической энергии движущейся воды в электрическую энергию.
Уровень техники
Из-за глобального потепления большой интерес вызывает экологически чистая выработка электроэнергии. Разработаны системы экологически чистой выработки электроэнергии от возобновляемых источников с использованием солнечных батарей, ветряных турбин и турбин, использующих энергию волн. Однако до сих пор не была разработана эффективная система выработки электроэнергии от возобновляемых источников, использующая энергию океанических течений.
В патенте США № 4383182 раскрыто устройство для выработки электроэнергии от океанических течений. Устройство снабжено крыльями и прикреплено к дну океана. К крылу прикреплён ряд пропеллеров, которые вращаются под действием океанического течения. Вращающиеся пропеллеры заставляют вращаться генератор, который вырабатывает электроэнергию. Недостаток этого устройства заключается в том, что устройству нелегко изменять ориентацию в зависимости от изменений в направлении океанических течений. Кроме того, выработка электроэнергии зависит от размеров и количества пропеллеров, перекрывающих определённую площадь океанического потока.
В патенте США № 4163904 раскрыта подводная турбинная установка, предназначенная для выработки электроэнергии с использованием океанических течений. Турбина приводится в движение в результате воздействия потока воды на лопасти турбины. И в этом случае величина производимой электроэнергии пропорциональна площади воды, которую перекрывает турбинная установка.
В патенте США № 4335319 раскрыто устройство для выработки гидроэлектрической энергии, которое включает в себя содержащее электрогенератор здание электростанции, расположенное над поверхностью воды. Гидравлическую турбину опускают из здания электростанции, когда сила океанического течения достаточна, чтобы привести турбину в действие. Недостатком этого устройства является то, что для опускания и подъёма турбины требуются затраты энергии. Кроме того, используемая площадь океанического течения эквивалентна площади впускного отверстия турбины.
В патенте США № 5440176 раскрыта установка по выработке гидроэлектроэнергии, аналогичная описанной в патенте США № 4335319, отличающаяся тем, что выдвигают и убирают несколько турбин в зависимости от скорости океанического течения. Энергетической установке, раскрытой в патенте США № 5440176, свойственны те же недостатки, что и устройству, раскрытому в патенте США №4335319.
В патенте США № 6109863 раскрыта установка полного погружения, предназначенная для выработки электроэнергии. Устройство включает в себя плавучую конструкцию, на которой установлен двигатель. К двигателю присоединён ряд лопастей. Лопасти вращаются под действием океанического течения, что приводит к выработке электроэнергии. Недостаток этого устройства в том, что выработка электроэнергии зависит от площади течения, которая может быть перекрыта лопастями.
В патенте США № 4313059 раскрыта система выработки электроэнергии от океанических течений. В системе используются два тянущих элемента, которые присоединены к противоположным сторонам троса. Середина кабеля обвивает генератор. Тянущие элементы опускают в море и переводят из рабочего положения в нерабочее, чтобы вызвать возвратно-поступательное движение троса. Недостаток этой системы в том, что генератор должен уметь вырабатывать электроэнергию, вращаясь в обоих направлениях. Кроме того, подача энергии не является постоянной, поскольку генератор постоянно меняет направление движения.
Заявка на получение патента Великобритании 2214239 А раскрывает устройство использования энергии естественных потоков жидкости и газа. Устройство включает в себя непрерывный ремень, на котором имеется несколько лопастей. Непрерывный ремень опоясывает пару цилиндров, которые функционально связаны с приводом генератора. Непрерывный ремень ориентирован таким образом, что вода течёт через лопасти, приводя ремень в движение и тем самым вращая цилиндры. Недостаток этого устройства в том, что вода сначала протекает через передний ряд лопастей, а затем через задний ряд лопастей на непрерывном ремне. Это создаёт завихрения в воде, проходящей через задний ряд лопастей, и потому эффективность устройства снижается.
Цель изобретения
Цель изобретения заключается в том, чтобы преодолеть или ослабить по меньшей мере один или несколько вышеперечисленных недостатков или предоставить потребителю практически полезное и экономически выгодное решение.
Сущность изобретения
В одном варианте реализации, хотя это не обязательно единственный или самый широкий вариант реализации, изобретение представляет собой систему подводной выработки электроэнергии, содержащую по меньшей мере один линейный элемент, выполненный с возможностью перемещения по заданной траектории;
множество крыловидных конструкций, прикреплённых к линейному элементу; и
- 1 008203 по меньшей мере один механизм отбора мощности, функционально соединённый с линейным элементом, причём крыловидные конструкции под действием потока течения воды приводят линейный элемент в движение по заданной траектории, при этом заданная траектория лежит в плоскости, практически перпендикулярной потоку течения воды.
Заданная траектория может быть задана при помощи транспортёра, пары колёс, множества шкивов и т. п.
Линейный элемент может представлять собой трос, ремень, цепь или аналогичный непрерывный элемент.
Механизм отбора мощности может быть соединён с насосом, или с генератором, или с другим подобным устройством.
Другие особенности настоящего изобретения будут ясны из приведённого ниже подробного описания.
Краткое описание чертежей
Чтобы было проще понять изобретение и дать возможности специалисту в данной области техники практически реализовать варианты осуществления изобретения, ниже только в качестве примера описан вариант осуществления изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, в том числе:
фиг. 1 представляет вид сверху системы подводной выработки электроэнергии в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения;
фиг. 2 - вид спереди двух приводных блоков, образующих часть системы подводной выработки электроэнергии, изображённой на фиг. 1;
фиг. 3 - вид сбоку в разрезе системы подводной выработки электроэнергии, изображённой на фиг. 1;
фиг. 4 - вид сбоку в разрезе системы подводной выработки электроэнергии, изображённой на фиг. 1; фиг. 5 - вид сверху транспортёра, изображённого на фиг. 1;
фиг. 6 - вид транспортёра в разрезе по линии А-А;
фиг. 7 - вид транспортёра в разрезе по линии В-В;
фиг. 8 - вид сверху усиливающей пластины крыла и соединительной штанги;
фиг. 9 - вид спереди усиливающей пластины крыла и соединительной штанги, изображённых на фиг. 8;
фиг. 10 - вид сбоку соединительной штанги, изображённой на фиг. 8;
фиг. 11 - вид спереди узла тележки крыловидных конструкций;
фиг. 12 - вид сверху узла тележки крыловидных конструкций, изображённого на фиг. 11;
фиг. 13 - вид сбоку узла тележки крыловидных конструкций, изображённого на фиг. 11;
фиг. 14 - вид снизу узла тележки крыловидных конструкций, изображённого на фиг. 11;
фиг. 15 - подробный вид спереди механизма отбора мощности системы подводной выработки электроэнергии;
фиг. 16 - подробный вид в разрезе механизма отбора мощности системы подводной выработки электроэнергии; и фиг. 17 - подробный вид сбоку системы подводной выработки электроэнергии;
фиг. 18 - вид в перспективе системы подводной выработки электроэнергии в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения;
фиг. 19 - укрупнённый частный вид в перспективе двух приводных блоков, образующих часть системы подводной выработки электроэнергии, изображённой на фиг. 18;
фиг. 20 представляет вид сбоку системы подводной выработки электроэнергии, изображённой на фиг. 18;
фиг. 21 - горизонтальную проекцию приводного блока системы подводной выработки электроэнергии в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения;
фиг. 22 - вид сбоку системы подводной выработки электроэнергии в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения;
фиг. 23 - горизонтальную проекцию системы подводной выработки электроэнергии, изображённой на фиг. 23;
фиг. 24 - вид спереди двух приводных блоков, образующих часть системы подводной выработки электроэнергии, изображённой на фиг. 23;
фиг. 25 представляет крыловидную конструкцию, образующую часть системы подводной выработки электроэнергии, изображённой на фиг. 23; и фиг. 26 - вид сбоку системы подводной выработки электроэнергии, изображённой на фиг. 23, у которой имеется задний раструб и передний раструб; и фиг. 27 - горизонтальную проекцию системы подводной выработки электроэнергии, изображённой на фиг. 27;
фиг. 28 - вид в перспективе ещё одного варианта осуществления крыловидной конструкции, изображённой на фиг. 26;
- 2 008203 фиг. 29 представляет вид сверху в перспективе крыловидной конструкции, изображённой на фиг. 26; фиг. 30 - ещё один вид в перспективе крыловидной конструкции, изображённой на фиг. 26;
фиг. 31 - вид в перспективе крепёжного элемента, образующего часть крыловидной конструкции, изображённой на фиг. 26; и фиг. 32 - вид сверху в разрезе крепёжного элемента, изображённого на фиг. 32.
Подробное описание изобретения
На фиг. 1-4 изображена система 10 подводной выработки электроэнергии, которая использует течение воды для выработки электроэнергии. Система 10 подводной выработки электроэнергии включает в себя раму 20, транспортёр 30, множество крыловидных конструкций 40 и механизм 50 отбора мощности.
Рама 20 образована основным цилиндрическим телом 21 с двумя дугообразными крепёжными плечами 22. Основное цилиндрическое тело 21 является полым и имеет центральный стабилизатор 23, выступающий назад из основного цилиндрического тела 21. По бокам основного цилиндрического тела 21 расположены боковые стабилизаторы 24.
Дугообразные плечи 22 предназначены для крепления системы 10 подводной выработки электроэнергии. К концам каждого дугообразного плеча прикреплены тросы (не показаны), которые закреплены на дне океана или реки, чтобы удерживать на месте систему подводной выработки электроэнергии. В альтернативном варианте тросы прикреплены к мосту, судну или другой аналогичной конструкции.
К основному цилиндрическому телу 21 прикреплены и из него выступают опорные элементы 25 транспортёра. Каждый опорный элемент 25 транспортёра служит для крепления транспортёра 30. Каждый опорный элемент 25 транспортёра состоит из кронштейна 26 транспортёра и опоры 27 транспортёра, подробные изображения которых приведены на фиг. 17. В опоре имеется два отверстия под болты, которые служат для крепления транспортёра к опоре 27.
Транспортёр 30, изображённый более подробно на фиг. 5-7, имеет овальную форму. Транспортёр 30 образован двумя боковыми пластинами 31 транспортёра, нижней пластиной 32 транспортёра и двумя Ьобразными соединительными пластинами 33. В поперечном сечении транспортёр 30 имеет вид прямоугольного канала.
Каждая крыловидная конструкция 40 образована двумя крыльями 41, изображёнными на фиг. 17, и соединительной штангой 42. Два крыла 41 расположены под углом друг к другу со скосом назад и наклонены вниз по отношению к соединительной штанге 42. Крылья 41 выполнены из стекловолокна и в поперечном сечении имеют каплевидную форму.
Каждое крыло имеет усиливающую пластину 43, изображённую на фиг. 8 и 9, которая проходит по центру крыла 41. Соединительная штанга 42 крыловидной конструкции, изображённой на фиг. 8, 9 и 10, образована соединительной пластиной 44 крыловидной конструкции и двумя наклонными пластинами 45 крыльев. Соединительные пластины 45 крыльев предназначены для крепления соответствующих укрепляющих пластин 43. Вокруг укрепляющих пластин 43, соединительных пластин 45 крыльев и верхней части соединительной пластины 44 крыловидной конструкции формуют стекловолокно с тем, чтобы образовать крыловидную конструкцию и относящиеся к ней крылья. В соединительной пластине 44 крыловидной конструкции имеется ряд отверстий 46. Отверстия 46 предназначены для крепления крыловидной конструкции под требуемым углом по отношению к узлу 60 тележки крыловидной конструкции.
Узел 60 тележки крыловидной конструкции, подробно изображённый на фиг. 11-14, состоит из опорного элемента 70 цепи, двух верхних колёс 80 в сборе и двух нижних колёс 90 в сборе. Опорный элемент 70 цепи состоит из С-образного жёлоба. К опорному элементу 70 цепи прикреплена и выступает вверх из него соединительная пластина 71 тележки.
Каждое из верхних колёс 80 в сборе состоит из верхнего вала 81, с двумя верхними колёсами 82, установленными с возможностью вращения вблизи противоположных концов верхнего вала 81. Каждое из верхних колёс 82 имеет колёсный жёлоб 83, расположенный на верхнем колесе. Между верхними колёсами 82 и верхним валом 81 расположены шайбы 84. Соединительная пластина 71 тележки предназначена для крепления каждого верхнего вала. Каждый верхний вал шарнирно прикреплён к соединительной пластине 71 тележки посредством крепёжного штифта 85.
Каждое из нижних колёс 90 в сборе состоит из нижнего вала 91, имеющего нижнее колесо, установленное с возможностью вращения вблизи конца нижнего вала. Нижнее колесо 92 является колесом с ползуном. Опорный элемент 70 цепи предназначен для крепления нижнего вала 92. Между нижними колёсами 92 и нижним валом 91 и между нижним валом 92 и опорным элементом 70 цепи расположены шайбы 93.
С опорным элементом 70 цепи соединён элемент 73 крепления цепи. Опорный элемент 70 цепи соединён с приводной цепью 74. Приводная цепь 74 проходит по периметру транспортёра 30.
В процессе применения колёсные выемки верхних колёс помещают на верхнюю часть боковых пластин 31 транспортёра, чтобы обеспечить перемещение узла 60 тележки крыловидных конструкций вдоль верхней части выемки 30. Нижние колеса 92 плавно движутся вдоль внутренней стороны выемки. Нижние колеса 92 удерживаются в выемке при помощи смазывающей полоски 75 и не позволяют верхним колёсам выскакивать из выемки 30. Верхние валы 81 вращаются, когда узел 60 тележки крыловидной конструкции движется по дугообразному отрезку транспортёра 30. На фиг. 18 изображены валы 81, ко
- 3 008203 торые вращаются, когда узел 60 тележки крыловидной конструкции движется по дугообразным отрезкам транспортёра 30.
Механизм 50 отбора мощности, изображённый на фиг. 15 и 16, включает в себя главную шестерню 51, установленную на валу 52 главной шестерни. Вал 52 главной шестерни удерживается транспортёром 30 и основным цилиндрическим телом 21. Вал 52 главной шестерни установлен вблизи середины дугообразного отрезка транспортёра. Главная шестерня сцеплена с приводной цепью 74 и приводится в движение приводной цепью 74, когда узел 60 тележки крыловидной конструкции движется по транспортёру 30. Механизм 50 отбора мощности включает в себя также нижнюю шестерню 53, которая закреплена на противоположном конце вала 52 главной шестерни по отношению к концу, где закреплена главная шестерня 51. Нижняя шестерня 53 находится в центральном стабилизаторе 23.
Рядом с механизмом отбора мощности расположен узел 100 повышения скорости. Узел 100 повышения скорости включает в себя большую шестерню 101 повышения скорости и малую шестерню 102 повышения скорости. Вал 103 повышения скорости установлен в основном цилиндрическом теле 21 с возможностью вращения. Шестерни 101 и 102 повышения скорости расположены в центральном стабилизаторе 23. Малая шестерня 102 повышения скорости существенно меньше нижней шестерни 53. Малая шестерня 102 повышения скорости соединена с нижней шестерней 53 посредством цепи 104. Большая шестерня 101 повышения скорости имеет тот же размер, что и нижняя шестерня.
Рядом с узлом 100 повышения скорости расположены два насосных узла 110 и 120. Каждый насосный узел включает в себя соответствующую насосную шестерню 111 и 121, установленную на соответствующем насосном валу 112 и 122. Каждый соответствующий насосный вал 112 и 122 соединён с насосами 114 и 124 и приводит их в движение. Первый насосный узел 110 содержит также передаточную шестерню 113, которая установлена на насосном валу 112. Большая шестерня 101 повышения скорости соединена с первой насосной шестерней 111 посредством цепи 115. Передаточная шестерня 113 соединена со второй насосной шестерней посредством цепи 125. Каждый насос соединён с турбиной (не показана).
Крыловидная конструкция 40 прикреплена к узлу 60 тележки крыловидной конструкции посредством двух крепёжных пластин 47 крыловидной конструкции. Крепёжные пластины 47 крыловидной конструкции соединены с соединительной пластиной 44 крыловидной конструкции и соединительной пластиной 71 тележки. Угол крыловидной конструкции 40 можно регулировать при помощи ряда отверстий, расположенных в соединительной пластине 44 крыловидной конструкции. Угол крыловидных конструкций выбирают в зависимости от различных факторов, таких как скорость воды и направление течения воды.
В процессе применения систему 10 подводной выработки электроэнергии помещают в поток воды таким образом, чтобы транспортёр 30 был практически перпендикулярен приводной цепи 74, идущей вдоль транспортёра 30. В свою очередь приводная цепь 74 приводит в движение главную шестерню 51, главный вал 52 и нижнюю шестерню. Нижняя шестерня 53 приводит в движение большую шестерню 101 повышения скорости, малую шестерню 102 повышения скорости и вал 103 повышения скорости. Скорость вращения большой шестерни 101 повышения скорости, малой шестерни 102 повышения скорости и вала 103 повышения скорости существенно выше скорости вращения главной шестерни 51, главного вала 52 и нижней шестерни 53.
Большая шестерня 101 повышения скорости приводит в действие шестерню 111 первого насоса, вал 112 первого насоса и передаточную шестерню 113. Скорость вращения шестерни 111 первого насоса, передаточной шестерни 113 и вала 112 первого насоса существенно выше скорости вращения большой шестерни 101 повышения скорости, малой шестерни 102 повышения скорости и вала 103 повышения скорости. Передаточная шестерня приводит в действие шестерню 121 второго насоса и вал 122 второго насоса. Насосные валы 112 и 122 приводят в действие соответствующие насосы 114 и 124, которые обеспечивают подачу воды под давлением, которая приводит в действие турбины, вырабатывающие электроэнергию.
Боковые стабилизаторы 24 можно отрегулировать таким образом, чтобы вращение транспортёра под действием крыловидной конструкции не приводило к нарушению устойчивости.
На фиг. 18 изображена система 201 выработки электроэнергии согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения. Система 201 выработки электроэнергии имеет якорь 202, четыре троса 203, несущую раму 204, четыре стабилизатора 205, нижний приводной блок 207 и верхний приводной блок 208.
Якорь 202 надёжно закреплён на дне 206 моря. Якорь 202 предпочтительно представляет собой анкерное крепление, известное из уровня техники, и таким образом, якорь 202 надёжно прикреплён ко дну 206 моря. Дополнительно якорь 202 может быть выполнен из бетона или тяжёлого металла, так чтобы вес якоря 202 обеспечивал надёжный контакт якоря с дном 206 моря.
Одним концом к якорю 202 надёжно прикреплены четыре троса 203, как показано на фиг. 18. Тросы 203 имеют возможность свободно вращаться вокруг якоря 202. Дальний от якоря 202 конец каждого троса 203 прикреплён к раме 204.
- 4 008203
Рама 204 включает в себя два горизонтальных элемента 209 и два вертикальных элемента 210. Каждый трос 203 закреплён в месте пересечения горизонтальных элементов 209 и вертикальных элементов 210 рамы 204.
К раме 204 прикреплены верхний приводной блок 208 и нижний приводной блок 207, как показано на чертеже. К обоим концам верхнего приводного блока 208 прикреплены стабилизаторы 205. Аналогично, к обоим концам нижнего приводного блока 207 прикреплены стабилизаторы 205, как показано на чертеже. Их назначение более подробно описано ниже.
Опционально, рама 204, верхний приводной блок 208 и нижний приводной блок 207 могут быть прикреплены к тросам, находящимся на судне, или прикреплены к морскому дну без помощи тросов, прикреплённых к якорю. В альтернативном варианте, тросы 203 могут быть прикреплены одним концом к раме 204, верхнему приводному устройству 208 и нижнему приводному устройству 207, а другим концом - к какой-нибудь неподвижной конструкции, например, к опорам моста или пирса.
На фиг. 19 изображён укрупнённый частичный вид в перспективе верхнего приводного устройства 208 и нижнего приводного устройства 207. Верхнее приводное устройство 208 и нижнее приводное устройство 207 имеют по два механизма отбора мощности в виде круговых конструкций 211, внутреннего направляющего троса 212, внешнего направляющего троса 213 и множества тянущих элементов в виде крыловидных конструкций.
Каждая круговая конструкция 211 выполнена с возможностью вращения и имеет конический корпус 215, генератор (не показан), внутреннее колесо (не показано), внешнее колесо 216 и множество спиц 217. Внутреннее колесо (не показано) имеет центральную ось, проходящую через ось (не показана) круговой конструкции 211 и выполнено с возможностью вращения. Внешнее колесо 216 выполнено с возможностью вращения и прикреплено к центральной оси круговой конструкции 211 при помощи множества спиц 217. Внешнее колесо 216 и внутреннее колесо (не показано) вращаются вокруг центральной оси (не показана). С центральной осью (не показана) круговой структуры 211 функционально соединён генератор. Генератор преобразует энергию вращения круговой конструкции 211 в электрическую энергию, и следует иметь в виду, что у генератора имеется присоединённый к нему выходной электрический кабель для передачи выработанной электроэнергии от системы 201 выработки электроэнергии к месту её использования, например к нефтяной буровой установке или в промышленную электрическую сеть.
Конический корпус 215 защищает от повреждений генератор и последующие электрические и (или) механические элементы. Как можно видеть на фиг. 19, внешний край конического корпуса 215 каждой круговой конструкции надёжно прикреплён к раме 204. Кроме того, рама 204 обеспечивает взаиморасположение круговых конструкций 211, изображённое на чертеже, и при этом расстояния между круговыми конструкциями 211 остаются неизменными.
Что касается верхнего приводного блока 208, то пару круговых конструкций 211, которые образуют часть верхнего приводного блока 208, окружает внешний направляющий трос 213. Внешний направляющий трос 213 соприкасается с внешним колесом 216 каждой круговой конструкции 211, как показано на чертеже. Кроме того, внутренний направляющий кабель 212 окружает внутренние колеса (не показаны) каждой пары круговых конструкций 211, которые образуют часть верхнего приводного блока 208.
Множество крыловидных конструкций 214 образуют часть верхнего приводного блока 208 и прикреплены одним концом к внешнему направляющему тросу 213, а другим концом - к внутреннему направляющему тросу 212 с возможностью отсоединения.
Крыловидные конструкции 214 расположены на равном расстоянии друг от друга вдоль внешнего направляющего троса 213 и внутреннего направляющего троса 212 и могут вращать внешние колёса 216 и внутренние колёса (не показаны) каждой круговой конструкции 211, которые образуют часть верхнего приводного блока 208.
Следует иметь в виду, что конструктивно нижний приводной блок 207 не отличается от верхнего приводного блока 208.
Крыловидные конструкции 214 выполнены предпочтительно из нейлона и имеют жёсткий изогнутый стержень (не показан), который обеспечивает правильную ориентацию каждой крыловидной конструкции, о чём будет сказано ниже. Опционально, крыловидные конструкции могут быть изготовлены не из нейлона, а из другого эластичного материала, например из эластичного пластика и т.п. В альтернативном варианте, крыловидные конструкции 214 могут быть изготовлены из более жёсткого материала, такого как стекловолокно, пластик, волокнистый композит и т. п.
На фиг. 20 изображён вид сбоку системы 201 выработки электроэнергии. Как можно видеть, крыловидные конструкции 214 выступают из верхнего приводного блока 208 и нижнего приводного блока 207 под воздействием давления, создаваемого потоком воды в направлении, перпендикулярном поперечному сечению приводных устройств. На фиг. 18 и 20 изображены не все крыловидные конструкции, но следует иметь в виду, что имеется четыре ряда крыловидных конструкций, по два для каждого приводного устройства, как показано на фиг. 19.
В процессе применения систему 201 выработки электроэнергии размещают на участке океана, где имеется сильное постоянное течение. Опционально, система 201 выработки электроэнергии может быть прикреплена ко дну реки или другому аналогичному месту с текущей водой.
- 5 008203
Систему 201 выработки электроэнергии располагают таким образом, чтобы поток воды был приблизительно перпендикулярен поперечному сечению каждого верхнего приводного блока 208 и нижнего приводного блока 207, как показано на фиг. 18.
Крыловидные конструкции 214 играют роль парусов, и движение воды, перпендикулярное поперечному сечению каждого приводного устройства, заставляет крыловидные конструкции двигаться вокруг каждого приводного блока по круговой траектории. Таким образом, круговое движение крыловидных конструкций вокруг каждого верхнего приводного блока 208 и нижнего приводного блока 207 приводит к тому, что внешний направляющий трос 213 и внутренний направляющий трос 212 каждого приводного устройства вращают каждую круговую конструкцию 211. Кроме того, это создаёт подъёмную силу на верхней приводной конструкции 208, нижней приводной конструкции 207 и раме 208.
Важно отметить, что направление вращения крыловидных конструкций 214 в верхнем приводном устройстве 208 противоположно направлению вращения крыловидных конструкций 214 в нижнем приводном устройстве 207. Например, если крыловидные конструкции 214 вращаются по часовой стрелке вокруг верхнего приводного устройства 208, то крыловидные конструкции 214 в нижнем приводном устройстве 207 вращаются против часовой стрелки. Это вращательное движение в противоположном направлении крыловидных конструкций 214 верхнего приводного устройства 208 по отношению к крыловидным конструкциям 214 нижнего приводного устройства 207 уравновешивает вращающие усилия, приложенные к системе 201 выработки электроэнергии в целом, и обеспечивает сохранение правильной ориентации системы 201 выработки электроэнергии, как показано на чертеже. Кроме того, стабилизаторы 205 способствуют сохранению устойчивости верхнего приводного блока 208, нижнего приводного блока 207 и рамы 204. Более того, стабилизаторы 205 способствуют возникновению подъёмной силы, приложенной к верхнему приводному блоку 208, нижнему приводному блоку 207 и раме 204.
Если, например, крыловидные конструкции 214 и на верхнем приводном блоке 208, и на нижнем приводном блоке 207 вращались бы по часовой стрелке, то существовало бы результирующее вращающее усилие, направленное по часовой стрелке, которое было бы приложено к системе 201 выработки электроэнергии, что приводило бы к вращению системы в целом. Поэтому каждая крыловидная конструкция 214 имеет стержень (не показан), который обеспечивает правильную ориентацию крыловидных конструкций, при которой они движутся вокруг приводных устройств в требуемом направлении. Этот стержень действует во многом аналогично гику на парусном судне.
Как уже говорилось, крыловидные конструкции 214 могут быть выполнены из более жёсткого материала, и потому их можно ориентировать таким образом, чтобы верхнее приводное устройство 208 и нижнее приводное устройство 207 вращались в правильном направлении.
Когда концы крыловидных конструкций 214, присоединённые с возможностью отсоединения к внутреннему направляющему тросу 212, входят в контакт с внутренним колесом (не показано) круговой конструкции 211, крыловидные конструкции отсоединяются от внутреннего направляющего троса 212. Важно отметить, что конец каждой крыловидной конструкции 214, надёжно прикреплённый к внешнему направляющему тросу 213, остаётся закреплённым. Таким образом, когда каждая крыловидная конструкция вращается вокруг круговой конструкции 211, конец крыловидной конструкции 214, прикреплённый к внешнему направляющему тросу 213, остается прикреплённым, а конец, прикреплённый к внутреннему направляющему кабелю 212, отсоединяется и вновь присоединяется незадолго до того, как крыловидная конструкция 214 сходит с каждой круговой конструкции 211.
Предпочтительно, чтобы отсоединение и повторное присоединение каждой крыловидной конструкции 214 облегчалось механическим цепным приводным устройством, которое перемещает отсоединённый конец крыловидной конструкции 214 от места отсоединения к месту повторного присоединения.
Как уже говорилось, внутри каждого конического корпуса 215 каждой круговой конструкции 211 расположен генератор (не показан), который функционально соединён с внешним колесом 216 и внутренним колесом (не показано). Каждый генератор преобразует энергию вращения каждой круговой конструкции 211 в электрическую энергию способом, известным из уровня техники. Таким образом, движение крыловидных конструкций 214 по действием потока воды, перпендикулярного поперечному сечению каждого верхнего приводного устройства 208 и нижнего приводного устройства 207, вызывает вращение внутреннего колеса (не показано) и внешнего колеса 216 каждой круговой конструкции 211, и генератор (не показан), расположенный в каждой круговой конструкции 211, преобразует энергию вращения в электрическую энергию.
Следует иметь в виду, что каждый электрогенератор имеет вывод и электрически соединён с местом использования электрической энергии, созданной системой 201 выработки электроэнергии. К таким местам могут относиться удалённые буровые установки и промышленные электрические сети.
В состав системы 201 выработки электроэнергии может дополнительно входить ещё одна пара приводных устройств, надёжно закреплённых к якорю 202 посредством дополнительных тросов 203. Эта пара устройств может быть расположена над, под или по бокам от двух описанных приводных устройств.
Следует иметь в виду, что множество систем 201 выработки электроэнергии может объединяться с каждой системой 201 выработки электроэнергии, расположенной в непосредственной близости. Допол
- 6 008203 нительные системы 201 выработки электроэнергии могут подключаться в случае роста потребления электроэнергии.
На фиг. 21 изображён приводной блок 218, являющийся альтернативой описанным выше верхнему приводному блоку 208 и нижнему приводному блоку 207. Приводной блок 218 имеет множество крыловидных конструкций 214, раму 220, внутренние направляющие 222 и внешние направляющие 223.
Рама 220 представляет собой ферменную раму, состоящую из множества элементов. Назначение рамы - служить опорой для приводного блока 218 и обеспечивать структурное единство конструкции. А потому специалисту в данной области техники ясно, что рама 220 может иметь различные варианты конструкции, которые служат той же цели.
К раме 220 прикреплены два несущих кабеля, которые обеспечивают дополнительную опору для приводного устройства 218.
На каждом конце рамы 220 имеется внутренняя направляющая 222 и внешняя направляющая 223. Эти направляющие представляют собой полукруглую конструкцию и расположены таким образом, что внутренняя направляющая 222 и внешняя направляющая 223 имеют общий центр. На каждой внутренней направляющей 222 и внешней направляющей 223 расположено транспортное устройство (не показано), которое описывает полукруг по каждой направляющей.
Часть приводного устройства 218 составляет множество механизмов отбора мощности в виде шкивов 225, установленных с возможностью вращения на раме 220. Хотя на фиг. 21 не показан способ их монтажа, специалисту в данной области техники должно быть ясно, что шкивы 225 могут монтироваться при помощи кронштейна, фермы, выступа или других аналогичных элементов на раме 220.
Каждый приводной шкив 225 соединён с генератором (не показан), и каждый генератор способен преобразовать энергию вращения в электрическую энергию. Следует иметь в виду, что каждый генератор электрически соединён с электрической сетью.
Вокруг шкивов 225 протянут по определённому непрерывному пути направляющий трос, который может перемещаться по этому пути. Направляющий трос 219 контактирует с каждый шкивом 225 и удерживается силой, возникающей в результате натяжения кабеля 219 и приложенной к наружной поверхности шкивов 225. Шкивы 226 установлены с возможностью перемещения на раме 220 и смещены таким образом, чтобы поддерживать постоянное натяжение направляющего кабеля 219.
С направляющим кабелем 219 контактируют три промежуточных направляющих шкива, которые расположены на раме 220 между шкивом 233 и шкивом 226. Направляющие шкивы 224 смещают направляющий кабель 219 таким образом, чтобы он мог проходить над приводным шкивом 230, а затем вновь опускаться, чтобы вступить в контакт с приводным шкивом 226.
К направляющему кабелю 219 присоединены с возможностью отсоединения оба конца каждого из множества крыловидных конструкций 214. На обоих концах каждой крыловидной конструкции 214 расположено крепёжное устройство.
Приводной блок 218 выполняет ту же функцию, что и описанные выше верхний приводной блок 208 и нижний приводной блок 207, и эта функция заключается в том, что движение воды через крыловидные конструкции 214 приводит крыловидные конструкции 214 в движение, что вызывает движение направляющего троса 219 по установленному пути.
Между внутренними и внешними направляющими, расположенными на противоположных концах приводного блока 218 крыловидные конструкции 214 движутся прямолинейно. Когда крыловидные конструкции 214 выходят на прямолинейный участок, они прикрепляются к направляющему тросу 219 посредством крепёжного устройства (не показано). Однако крепёжное устройство (не показано), расположенное на каждом конце каждой крыловидной конструкции 214, отсоединяется от направляющего троса 219 перед тем, как крыловидные конструкции 214 выходят на полукруглый участок пути, задаваемый внутренними и внешними направляющими, расположенными на обоих концах приводного блока 218.
Когда крыловидная конструкция 214 движется по полукруглому участку пути вокруг внутренних или внешних направляющих на одном из двух концов приводного блока 218, крепёжное устройство (не показано) перемещает транспортное устройство (не показано), расположенное на каждой внутренней направляющей 222 и каждой внешней направляющей 223. По прохождении этого полукруглого участка пути крепёжное устройство (не показано) отсоединяется от транспортного устройства и вновь прикрепляется к направляющему тросу 219. Таким образом, оба конца крыловидной конструкции 214 вновь надёжно прикреплены к направляющему тросу 219. Тем самым крыловидные конструкции 214 перемещаются по овальной траектории вокруг приводного блока 218.
Следует иметь в виду, что транспортное устройство (не показано) может быть механическим устройством с цепной передачей, которое перемещает крепёжные устройства и, следовательно, крыловидные конструкции 214, вокруг внутренних и внешних направляющих, когда крыловидные конструкции отсоединяются от направляющего троса 219. В альтернативном варианте, транспортное устройство может состоять из набора колёс или может представлять устройство с конвейерной лентой.
Крепёжное устройство (не показано), расположенное на каждом конце крыловидной конструкции 214, имеет конструкцию, аналогичную конструкции, используемой в горнолыжных подъемниках. Устройство содержит отсоединяемое средство фиксации, предназначенное для присоединения и отсоедине
- 7 008203 ния от направляющего троса 219, и существует способ перехода между положением фиксации, предназначенным для присоединения к направляющему тросу, и открытым положением, предназначенным для отсоединения крепёжного средства и, следовательно, крыловидной конструкции 214 от направляющего троса 219.
Аналогично описанным выше нижнему приводному блоку 207 и верхнему приводному блоку 208, крыловидные конструкции 214 приводного блока 218 ориентированы таким образом, чтобы использовать энергию движущейся воды, предпочтительно океанического течения. Движущаяся вода заставляет крыловидные конструкции 214 приводить в движение направляющий трос 219. Движение направляющего троса вызывает вращение шкивов 225, и это вращение преобразуется в электрическую энергию генераторами (не показаны), соединёнными с этими шкивами.
Следует иметь в виду, что приводной блок 218 может заменить нижний приводной блок 207 и верхний приводной блок 208 в системе 201 выработки электроэнергии, и потому может быть аналогичным образом прикреплён к морскому дну или опоре моста. Кроме того, множество приводных блоков 218 может быть аналогичным образом объединено в комплекс.
На фиг. 22 и 23 изображена система 233 подводной выработки электроэнергии в соответствии с ещё одним вариантом осуществления настоящего изобретения. На фиг. 23 изображён верхний приводной блок 234 и нижний приводной блок 235, которые совместно составляют часть системы 233 выработки электроэнергии.
Аналогично предыдущим вариантам осуществления, система 233 выработки электроэнергии имеет якорь 202, надёжно закреплённый на океанском дне. Система 233 выработки электроэнергии содержит также четыре троса 203, раму 204, верхний приводной блок 234 и нижний приводной блок 235. Одним концом тросы 203 прикреплены к якорю 202, а противоположный конец каждого кабеля 203 функционально соединён с рамой 204. Верхний приводной блок 234 и нижний приводной блок 235 установлены на раме 204. Кроме того, на каждом конце рамы 204 установлен стабилизатор 236, как показано на чертеже, который способствует стабилизации рамы 204 и приводных блоков 232 и 235.
На каждом конце верхнего приводного блока 234 расположен механизм отбора мощности в виде вращающегося приводного шкива 237. Из центральной части каждого приводного шкива 237 выступает приводной вал 238, причём каждый приводной вал 238 вращается вместе с приводным шкивом 237. На каждом конце рамы 203 рядом с каждым приводным шкивом 237 расположено регулировочное устройство, которое функционально соединяет каждый приводной шкив 237 с рамой 204. Регулировочное устройство предпочтительно выполнено в виде двух раздвижных плеч 239. Один конец каждого раздвижного плеча 239 надёжно прикреплён к раме 204, а другой конец каждого плеча 239 присоединён к приводному валу 238 таким образом, что вал 238 сохраняет возможность вращения.
Раздвижные плечи 239 имеют телескопическую конструкцию, так что они могут изменять угол каждого приводного вала 238 по отношению к раме 204 и, следовательно, оперативно изменять угол приводных шкивов 237.
На одном приводном валу 238 между приводным шкивом 237 и рамой 202 закреплено цепное колесо 240. Цепное колесо 240 вращается вместе с приводным валом 238 и находится в механической связи с насосом 241 посредством приводной цепи 242 и насосного вала 246. Насос 241 имеет открытое впускное отверстие, которое позволяет воде затекать внутрь насоса 241. В то же время у насоса 241 имеется водовыпуск высокого давления. К водовыпуску насоса 241 присоединён шланг (не показан) для отвода воды, находящейся под давлением, от системы 233 выработки электроэнергии, о чём более подробно будет сказано ниже.
Опционально, описанная выше конструкция из цепного колеса и насоса может присутствовать на обоих приводных шкивах 237 верхнего приводного блока 234.
Приводные шкивы 237 верхнего приводного блока 234 окружает приводной трос 243. Вдоль всей длины приводного троса 243 на определённом расстоянии друг от друга функционально закреплено множество тянущих элементов в виде крыловидных конструкций 244.
На фиг. 25 изображён вид в перспективе крыловидной конструкции 244, которая входит в состав системы 233 выработки энергии. Крыловидная конструкция 244 представляет собой прямоугольный элемент, свёрнутый полукругом. Крыловидная конструкция 244 выполнена из жёсткого материала, такого как алюминий, стекловолокно и т. п. Для соединения крыловидной конструкции 244 с приводным тросом 243 используется множество крепёжных штанг 245. Одним концом каждая крепёжная штанга надёжно прикреплена к концу крыловидной конструкции 244, а другой конец штанги 245 надёжно прикреплён к приводному тросу 243. На фиг. 25 крыловидная конструкция 244 имеет две крепёжные штанги, прикреплённые к крыловидной конструкции 244. Однако, как следует из фиг. 23, каждая крыловидная конструкция может иметь четыре прикреплённые к нему крепёжных штанги 245.
Крыловидные конструкции 244 предпочтительно жёстко прикреплены к крепёжным штангам 245. Опционально, крыловидные конструкции 244 могут быть шарнирно прикреплены к опорным штангам 244, чтобы обеспечить их оптимальную ориентацию.
Нижний приводной блок 235 имеет аналогичные признаки, что и вышеописанный верхний приводной блок 234. Однако, как показано на фиг. 23, насос и цепное колесо на нижнем приводном блоке 235
- 8 008203 расположены на приводном шкиве 237, который находится на противоположной стороне рамы 204 по отношению к насосу и цепному колесу на приводном шкиве 237 верхнего приводного блока 234. Опционально, цепное колесо и насос могут быть установлены на обоих приводных шкивах 237 на верхнем приводном блоке 234 и нижнем приводном блоке 235.
В процессе использования, как и в предыдущих вариантах осуществления, описанных выше, систему 233 выработки электроэнергии погружают в месте протекания воды, например, в реку или в постоянное океаническое течение. Поток воды приводит в движение крыловидные конструкции 244, что в свою очередь приводит к вращению приводного троса по заданному пути вокруг соответствующих приводных блоков. Движение приводных тросов 243 приводит к вращению приводных шкивов 237 и, следовательно, к вращению каждого приводного вала 238. Таким образом, каждое цепное колесо 240 вращается и посредством функциональной связи приводит в действие каждый насос 241, который засасывает воду, находящуюся вблизи впускного отверстия насосов. Насос 241 нагнетает воду, и вода подаётся под давлением через присоединённую трубку к выпускному отверстию насосов.
Вода под давлением передаётся на наземную электростанцию, которая преобразует механическую энергию воды под давлением в электрическую энергию способами, известными из уровня техники. Опционально, вода под давлением для преобразования в электрическую энергию подаётся к нефтяной буровой установке, на судно или в герметизированный корпус, установленный на морском дне вблизи системы 233 выработки электроэнергии.
На фиг. 26 изображён вид сбоку системы 233 выработки электроэнергии, на которой установлены передний раструб 247 и задний раструб 248. На фиг. 27 изображена горизонтальная проекция системы 233 выработки электроэнергии, на которой установлены передний раструб 247 и задний раструб 248. Передний раструб 247 установлен на стороне рамы 2, расположенной вверх по течению. Задний раструб 248 расположен на стороне рамы 2, расположенной вниз по течению. Задний раструб 248 и передний раструб 247 предпочтительно установлены на раме 2.
Совместное действие переднего раструба 247 и заднего раструба 248 позволяет захватить поток воды и увеличить скорость воды вблизи приводных блоков.
Это увеличение скорости воды приводит к повышению эффективности работы системы выработки электроэнергии.
В системе 233 выработки электроэнергии создание электроэнергии происходит в точке, удалённой от системы 233 выработки электроэнергии. А потому затраты на техническое обслуживание системы 233 выработки электроэнергии будут невелики, поскольку преобразователи электрической энергии, например, генераторы, расположены не под водой.
Как и в предыдущих вариантах осуществления, множество приводных блоков может быть объединено в комплекс с целью повышения эффективности выработки электрической энергии.
На фиг. 28-30 изображены различные виды в перспективе второго варианта осуществления крыловидных конструкций 244 в виде крыловидной конструкции 250. Крыловидная конструкция 250 входит в состав системы 233 выработки электроэнергии в качестве тянущего элемента. Крыловидная конструкция 240 имеет пару крыльев 251А и 251В, стабилизатор 252 и крепёжный элемент 253.
Крылья 251А и 251В расположены под углом друг к другу, как показано на чертеже. Стабилизатор 252 отходит от точки пересечения крыльев 251А и 251В, с которыми стабилизатор 252 образует единое целое. В альтернативном варианте крылья 251А и 251В и стабилизатор 252 являются отдельными частями, причём стабилизатор 252 надёжно закреплён в точке пересечения крыльев 251А и 251В.
Крылья 251А и 251В и стабилизатор 252 выполнены из лёгкого жёсткого материала, например, из стекловолокна, пластика и т. п.
Как можно видеть, в частности, на фиг. 28 и 29, каждое из крыльев 251А и 251В имеет клиновидное сечение. Крыло 251А имеет ведущий передний край 254А, заднюю кромку 255А, грушевидную часть 256А и тонкую хвостовую часть 257А. Площадь поперечного сечения крыла 251А максимальна в грушевидной части 256А и сужается при движении вдоль хвостовой части 257А, становясь минимальной на задней кромке 255А. Поперечное сечение крыла 251В идентично описанному выше поперечному сечению крыла 251 А.
Крепёжный элемент 253 отходит от конца стабилизатора 252, дальнего от крыльев 251А и 251В. Как показано на чертеже, крепёжный элемент 253 надёжно прикрепляет крыловидную конструкцию 250 к приводному тросу 243 системы 233 выработки электроэнергии.
На фиг. 31 и 32 крепёжный элемент 253 изображён более подробно. Крепёжный элемент 243 включает в себя прямолинейный участок 258 и И-образный участок 259. На одном конце прямолинейного участка 258 имеется рифлёная часть 260. Рифлёная часть 260 входит внутрь стабилизатора 252 и способствует надёжному соединению прямолинейного участка со стабилизатором. Стабилизатор 252 предпочтительно изготавливают вокруг рифлёной части 260 прямолинейного участка 258. В альтернативном варианте, рифлёную часть 260 прямолинейного участка 258 помещают внутрь стабилизатора 252 после изготовления стабилизатора 252.
и-образный участок 259 отходит от конца прямолинейного участка 258, дальнего от рифлёной части 260. И-образный участок 259 приварен к прямолинейному участку. Опционально, И-образный участок
- 9 008203
259 может быть прикреплён к прямолинейному участку 258 химическими соединителями, такими как клей, или при помощи механических соединителей, таких как заклепки, болты и т. п. В альтернативном варианте И-образный участок 259 составляет единое целое с прямолинейным участком 258.
Как показано на фиг. 32, прямолинейный участок 258 расположен под углом к И-образному участку 59, так что эти два участка не параллельны.
На конце ϋ-образного участка 259, дальнего от прямолинейного участка 258, расположено отверстие. Приводной трос 243 системы 233 выработки электроэнергии проходит через отверстие 261, так что крепёжный элемент 253 неподвижен относительно приводного троса 243. Таким образом, часть приводного троса 243 закреплена внутри отверстия 261 крепёжного элемента 253 без возможности скольжения.
Как было описано выше, вдоль каждого приводного троса 243 нижнего приводного блока 235 и верхнего приводного блока 234 системы 233 подводной выработки электроэнергии расположено множество крыловидных конструкций 250 с определёнными промежутками. Крыловидные конструкции 250 расположены под таким углом, чтобы использовать кинетическую энергию движущейся воды.
Крыловидные конструкции 250 движутся вокруг приводных блоков в направлении, указанном на фиг. 29 стрелками. Профилированное поперечное сечение крыльев обеспечивает эффективное использование крыловидными конструкциями 250 кинетической энергии движущейся воды.
Следует иметь в виду, что крыловидная конструкция 250 может использоваться в качестве тянущего элемента в любой системе подводной выработки электроэнергии, которая использует кинетическую энергию движущейся воды.
Системы подводной выработки электроэнергии, подробно описанные выше, являются экологически чистыми, поскольку в них для получения электроэнергии используется естественное течение воды, и при этом отсутствует какое-либо загрязнение окружающей среды. Произведенная электроэнергия получена от такого часто встречающегося возобновляемого источника энергии, как течение воды, которое можно найти в реках, в океане или которое создается приливами.
Все системы подводной выработки электроэнергии имеют по меньшей мере один линейный элемент, который движется по заданному пути. Этот путь расположен в одной плоскости. Систему подводной выработки электроэнергии располагают таким образом, чтобы плоскость, а следовательно, и путь были расположены перпендикулярно потоку воды. Таким образом образуется меньше турбулентных завихрений, когда крыловидные конструкции движутся под действием воды, и в то же время это ведет к росту эффективности. Ещё одно преимущество расположения пути перпендикулярно потоку воды заключается в том, что крыловидные конструкции постоянно толкают линейный элемент, когда тот проходит по всему пути.
Следует иметь в виду, что в описанные варианты осуществления могут быть внесены разнообразные изменения и модификации без отклонения от духа и объёма изобретения.

Claims (17)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Система подводной выработки электроэнергии, содержащая по меньшей мере один линейный элемент, выполненный с возможностью перемещения по заданной траектории;
    множество крыловидных конструкций, прикреплённых к линейному элементу; и по меньшей мере один механизм отбора мощности, функционально соединённый с линейным элементом;
    причём крыловидные конструкции под действием потока течения воды приводят линейный элемент в движение по заданной траектории;
    при этом заданная траектория лежит в плоскости, практически перпендикулярной потоку течения воды.
  2. 2. Система подводной выработки электроэнергии по п.1, отличающаяся тем, что линейным элементом является трос.
  3. 3. Система подводной выработки электроэнергии по п.1, отличающаяся тем, что линейным элементом является ремень.
  4. 4. Система подводной выработки электроэнергии по п.1, отличающаяся тем, что линейным элементом является цепь.
  5. 5. Система подводной выработки электроэнергии по п.1, отличающаяся тем, что траектория задаётся транспортёром.
  6. 6. Система подводной выработки электроэнергии по п.1, отличающаяся тем, что заданная траектория задаётся множеством колёс.
  7. 7. Система подводной выработки электроэнергии по п.1, отличающаяся тем, что заданная траектория задаётся множеством шкивов.
  8. 8. Система подводной выработки электроэнергии по п.1, отличающаяся тем, что механизм отбора мощности функционально соединён с насосом.
    - 10 008203
    п.1, отличающаяся тем, что механизм отбора
    п.1, отличающаяся тем, что крыловидная конп.1, отличающаяся тем, что крыловидная кон-
  9. 9. Система подводной выработки электроэнергии по мощности функционально соединён с генератором.
  10. 10. Система подводной выработки электроэнергии по струкция является жёсткой.
  11. 11. Система подводной выработки электроэнергии по струкция является гибкой.
  12. 12. Система подводной выработки электроэнергии по п.1, отличающаяся конструкции прикреплены к линейному элементу с возможностью отсоединения.
  13. 13. Система подводной выработки электроэнергии по п.1, отличающаяся конструкции неразъёмно прикреплены к линейному элементу.
  14. 14. Система подводной выработки электроэнергии по п.1, отличающаяся тем, тем, тем, что что что крыловидные крыловидные крыловидные конструкции содержат два крыла.
  15. 15. Система подводной выработки электроэнергии по п.14, отличающаяся тем, что крылья наклонены друг относительно друга.
  16. 16. Система подводной выработки электроэнергии по п.1, отличающаяся тем, что имеется единственный линейный элемент.
  17. 17. Система подводной выработки электроэнергии по п.1, отличающаяся тем, что имеется два линейных элемента.
EA200600435A 2003-09-19 2004-09-20 Система подводной выработки электроэнергии EA008203B1 (ru)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AU2003905107A AU2003905107A0 (en) 2003-09-19 A system of underwater power generation
AU2003906557A AU2003906557A0 (en) 2003-11-27 A system of underwater power generation
AU2004901628A AU2004901628A0 (en) 2004-03-26 A system of underwater power generation
AU2004902885A AU2004902885A0 (en) 2004-06-01 A system of underwater power generation
PCT/AU2004/001281 WO2005028857A1 (en) 2003-09-19 2004-09-20 A system of underwater power generation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200600435A1 EA200600435A1 (ru) 2006-08-25
EA008203B1 true EA008203B1 (ru) 2007-04-27

Family

ID=34382048

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200600435A EA008203B1 (ru) 2003-09-19 2004-09-20 Система подводной выработки электроэнергии

Country Status (19)

Country Link
US (1) US7654082B2 (ru)
EP (1) EP1676028A4 (ru)
JP (1) JP2007506018A (ru)
KR (1) KR20060090832A (ru)
AP (1) AP2093A (ru)
AU (1) AU2004274515B2 (ru)
BR (1) BRPI0414552A (ru)
CA (1) CA2540574C (ru)
CR (1) CR8298A (ru)
EA (1) EA008203B1 (ru)
EC (1) ECSP066508A (ru)
EG (1) EG24488A (ru)
GE (1) GEP20084418B (ru)
IL (1) IL174328A0 (ru)
MA (1) MA28139A1 (ru)
NO (1) NO333746B1 (ru)
NZ (1) NZ546276A (ru)
OA (1) OA13311A (ru)
WO (1) WO2005028857A1 (ru)

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0501837D0 (en) * 2005-01-28 2005-03-09 Omer Bndean A A system for production of electrical energy from sea wave and river fluid flow
PE20070841A1 (es) * 2005-12-19 2007-09-28 Atlantis Resources Corp Pte Un sistema de generacion de energia debajo del agua
US7453166B2 (en) * 2006-06-06 2008-11-18 Oceana Energy Company System for generating electricity from fluid currents
US8432057B2 (en) * 2007-05-01 2013-04-30 Pliant Energy Systems Llc Pliant or compliant elements for harnessing the forces of moving fluid to transport fluid or generate electricity
US7696634B2 (en) * 2007-05-01 2010-04-13 Pliant Energy Systems Llc Pliant mechanisms for extracting power from moving fluid
US9145875B2 (en) 2007-05-01 2015-09-29 Pliant Energy Systems Llc Ribbon transducer and pump apparatuses, methods and systems
US20090224552A1 (en) * 2007-06-22 2009-09-10 Sulentic Joseph N Multiple Turbine Energy Collector and System
WO2009026620A1 (en) * 2007-08-24 2009-03-05 Fourivers Power Engineering Pty Ltd Marine power generation apparatus using ocean currents
JP2011504559A (ja) 2007-11-23 2011-02-10 アトランティス リソーセズ コーポレーション ピーティーイー リミテッド 水流からエネルギーを抽出するための制御システム
US8120195B2 (en) * 2008-07-23 2012-02-21 Single Buoy Moorings, Inc. Wave energy converter
CN102483030B (zh) * 2009-07-21 2015-02-25 顺从能源系统有限责任公司 用于从运动流体中获取动力的顺从机构
EP2494187A4 (en) 2009-10-29 2013-07-10 Oceana Energy Co SYSTEMS AND METHODS FOR ENERGY CONVERSION
US8994203B2 (en) 2009-11-12 2015-03-31 Nostrum Energy Pte. Ltd. Hydrokinetic energy conversion system
JP5521228B2 (ja) * 2010-03-16 2014-06-11 株式会社山崎 流水利用式水力発電装置
ES2377790B1 (es) * 2010-09-06 2013-06-05 Ideas Proyectos E Innovaciones S.L. Dispositivo para aprovechar la energía de las corrientes de agua superficiales y subacuáticas.
WO2012058761A1 (en) 2010-11-03 2012-05-10 National Research Council Of Canada Oscillating foil turbine
WO2012097005A1 (en) 2011-01-10 2012-07-19 Benjamin Pietro Filardo Mechanisms for creating undulating motion. such as for propulsion. and for harnessing the energy of moving fluid
CA2750048A1 (fr) * 2011-08-19 2013-02-19 Normand Beaudoin Turbinolienne energetique
US9777709B2 (en) 2015-01-08 2017-10-03 Hans Dysarsz Translating foil system for harvesting kinetic energy from wind and flowing water
CA2886731A1 (en) * 2015-03-31 2016-09-30 Harvard M. Farrant Multiple blade wind turbine
US11209022B2 (en) 2016-06-30 2021-12-28 Pliant Energy Systems Llc Vehicle with traveling wave thrust module apparatuses, methods and systems
US10190570B1 (en) 2016-06-30 2019-01-29 Pliant Energy Systems Llc Traveling wave propeller, pump and generator apparatuses, methods and systems
US10519926B2 (en) 2016-06-30 2019-12-31 Pliant Energy Systems Llc Traveling wave propeller, pump and generator apparatuses, methods and systems
US11795900B2 (en) 2016-06-30 2023-10-24 Pliant Energy Systems Llc Vehicle with traveling wave thrust module apparatuses, methods and systems
CN107161295A (zh) * 2017-05-18 2017-09-15 合肥工业大学 用于洋流发电平台的动态仿生自平衡调节装置与所述平台
US11560873B1 (en) * 2019-12-04 2023-01-24 Brent Gregory Wind energy device and related methods
CN112814824A (zh) * 2020-12-31 2021-05-18 潍坊新力蒙水产技术有限公司 一种全水下双向转动式发电装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2474106A1 (fr) * 1980-01-21 1981-07-24 Garidel Denis Roue a aubes marine
GB2214239A (en) * 1988-01-25 1989-08-31 Robert Lewis Morgan Apparatus for harnessing power from natural fluid flows
DE20312364U1 (de) * 2003-08-11 2003-10-09 Iwanek Guenter Vorrichtung zur Umwandlung von Unterwasserströmungen in elektrische Energie

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US742529A (en) * 1903-01-13 1903-10-27 William H Trenchard Current water-motor.
US1237868A (en) * 1916-06-19 1917-08-21 Internat Stream Flow Turbine Company Ltd Hydraulic current-motor.
US4383182A (en) 1975-06-11 1983-05-10 Bowley Wallace W Underwater power generator
US4163904A (en) 1976-03-04 1979-08-07 Lawrence Skendrovic Understream turbine plant
JPS5720563A (en) * 1980-07-14 1982-02-03 Sumitomo Heavy Ind Ltd Runner
US4335319A (en) 1980-08-27 1982-06-15 Charles B. Cannon Hydro-electric power apparatus utilizing ocean currents
US4313059A (en) 1980-10-20 1982-01-26 Howard Gerald T Sea current energy system
FR2534966A1 (fr) * 1982-10-20 1984-04-27 Durand Gabriel Dispositif generateur d'energie exploitant le deplacement a faibles vitesses de fluides
US4589344A (en) * 1982-12-27 1986-05-20 Davison Fred E Monorail conveyance system for wind or water powered generator apparatus
JPS61155674U (ru) * 1985-03-19 1986-09-26
GB8703602D0 (en) 1987-02-17 1987-03-25 Baker K G Energy conversion apparatus
US5440176A (en) 1994-10-18 1995-08-08 Haining Michael L Ocean current power generator
US6109863A (en) 1998-11-16 2000-08-29 Milliken; Larry D. Submersible appartus for generating electricity and associated method
US7075191B2 (en) * 2000-07-05 2006-07-11 Environmental Energy Systems, Inc. Wind and water power generation device using a rail system
JP2002155849A (ja) * 2000-11-24 2002-05-31 Mitsubishi Electric Corp 回転型発電装置
JP2003013841A (ja) * 2001-06-27 2003-01-15 Chuzaburo Ichiyoshi 無限鎖輪型風力発電装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2474106A1 (fr) * 1980-01-21 1981-07-24 Garidel Denis Roue a aubes marine
GB2214239A (en) * 1988-01-25 1989-08-31 Robert Lewis Morgan Apparatus for harnessing power from natural fluid flows
DE20312364U1 (de) * 2003-08-11 2003-10-09 Iwanek Guenter Vorrichtung zur Umwandlung von Unterwasserströmungen in elektrische Energie

Also Published As

Publication number Publication date
EA200600435A1 (ru) 2006-08-25
NO333746B1 (no) 2013-09-09
EP1676028A1 (en) 2006-07-05
NZ546276A (en) 2008-04-30
AU2004274515A1 (en) 2005-03-31
MA28139A1 (fr) 2006-09-01
GEP20084418B (en) 2008-07-10
ECSP066508A (es) 2006-10-10
US7654082B2 (en) 2010-02-02
KR20060090832A (ko) 2006-08-16
IL174328A0 (en) 2006-08-01
AU2004274515B2 (en) 2008-07-10
AP2093A (en) 2010-01-20
CA2540574C (en) 2013-07-02
JP2007506018A (ja) 2007-03-15
AP2006003561A0 (en) 2006-04-30
US20060192389A1 (en) 2006-08-31
CA2540574A1 (en) 2005-03-31
OA13311A (en) 2007-04-13
NO20061676L (no) 2006-06-13
EG24488A (en) 2009-08-12
WO2005028857A1 (en) 2005-03-31
BRPI0414552A (pt) 2006-11-07
CR8298A (es) 2006-11-29
EP1676028A4 (en) 2012-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA008203B1 (ru) Система подводной выработки электроэнергии
US9719483B2 (en) Method and apparatus for generating energy from a flowing water current
US20100283250A1 (en) Fluid-based power generation system
KR20080032187A (ko) 조수, 강 등과 같은 수류를 이용한 발전 장치
US20080303285A1 (en) Method and apparatus for hydroelectric power generation
US8400002B2 (en) Ocean current electrical generating system
KR101138377B1 (ko) 풍?조력 발전선
AU2005250508B2 (en) A system of underwater power generation
RU2359148C2 (ru) Устройство для приливной электростанции
US20240011460A1 (en) Water-driven elongated-conveyor turbine and method of using a water-driven elongated-conveyor turbine
AU2006326924B2 (en) A system of underwater power generation
US11549480B2 (en) Floating drum turbine for electricity generation
US8851837B2 (en) Apparatus and method for energy extraction
KR20160039387A (ko) 조류발전장치
ZA200602177B (en) A system of underwater power generation
RU2388931C1 (ru) Устройство отбора энергии текучей среды
JP2009222047A (ja) 水流発電用動力装置
US20140097620A1 (en) Fluid power conversion device
RU2166124C2 (ru) Волновая модульная гидроэлектростанция
MXPA06003047A (en) A system of underwater power generation
GB2601721A (en) Fluid turbine

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM RU