RU2012125507A - Плавучая прибрежная гидроволновая электростанция - Google Patents

Abstract

1. Плавучая прибрежная гидроволновая электростанция, на которой установлены генераторы электрического тока, содержащие статоры и роторы с общей их продольной осью, расположенной горизонтально, у которых сердечники с катушками проводников и/или с иной системой возбуждения, обеспечивают выработку электрического тока при циклических поворотах-качаниях статоров волнами на угол ± α, а центры масс роторов смещены ниже оси их качания и обеспечивают постоянное направление их к центру Земли, отличающаяся тем, что при установке генераторов в плавающем средстве вдоль оси его корпуса, для увеличения скорости относительного движения секторов статора и секторов ротора, ось их качания совмещена с продольной осью корпуса плавающего средства, а секторы статора и связанные с ними секторы ротора максимально отведены к его бортам, при этом плавающее средство развернуто бортом к фронту подхода волн и закреплено якорями, и/или удерживается в таком положении иными средствами.2. Плавучая прибрежная гидроволновая электростанция по п.1, отличающаяся тем, что для улучшения остойчивости плавающего средства, генераторы в нем установлены фронтально к продольной оси его корпуса, с осью их качания по нормали к этой оси, а для увеличения относительной скорости движения дуговых секторов ротора и статора, они выполнены с максимально возможным радиусом и высотой, с учетом заполнения ими всего межпалубного пространства трюма в корпусе, при этом плавающее средство развернуто носом или кормой к фронту подхода волн и закреплено якорями, и/или удерживается в таком положении иными средствами.3. Плавучая прибрежная гидроволновая электростанц�

Claims (22)

1. Плавучая прибрежная гидроволновая электростанция, на которой установлены генераторы электрического тока, содержащие статоры и роторы с общей их продольной осью, расположенной горизонтально, у которых сердечники с катушками проводников и/или с иной системой возбуждения, обеспечивают выработку электрического тока при циклических поворотах-качаниях статоров волнами на угол ± α, а центры масс роторов смещены ниже оси их качания и обеспечивают постоянное направление их к центру Земли, отличающаяся тем, что при установке генераторов в плавающем средстве вдоль оси его корпуса, для увеличения скорости относительного движения секторов статора и секторов ротора, ось их качания совмещена с продольной осью корпуса плавающего средства, а секторы статора и связанные с ними секторы ротора максимально отведены к его бортам, при этом плавающее средство развернуто бортом к фронту подхода волн и закреплено якорями, и/или удерживается в таком положении иными средствами.

2. Плавучая прибрежная гидроволновая электростанция по п.1, отличающаяся тем, что для улучшения остойчивости плавающего средства, генераторы в нем установлены фронтально к продольной оси его корпуса, с осью их качания по нормали к этой оси, а для увеличения относительной скорости движения дуговых секторов ротора и статора, они выполнены с максимально возможным радиусом и высотой, с учетом заполнения ими всего межпалубного пространства трюма в корпусе, при этом плавающее средство развернуто носом или кормой к фронту подхода волн и закреплено якорями, и/или удерживается в таком положении иными средствами.

3. Плавучая прибрежная гидроволновая электростанция по п.1 или п.2, отличающаяся тем, что для улучшения синхронизации работы генераторов, они снабжены индивидуальной системой аккумуляторов или конденсаторов, разрядка которых выполнена дополнительными полупроводниковыми или иными устройствами подачи тока импульсами в заданном частотном режиме.

4. Плавучая прибрежная гидроволновая электростанция по п.1 или п.2, отличающаяся тем, что роторы генераторов выполнены в виде горизонтально установленных по нормали к оси их качания балок, плечи которых равны между собой, а на их концах, симметрично к продольной оси этих балок, установлены секторы дуговой формы, имеющие сердечники и катушки с проводниками, и/или постоянные магниты системы возбуждения магнитного поля, которые введены с двух сторон балок с минимальным дуговым зазором в адекватные им по форме и по размерам секторы статоров с сердечниками и катушками с проводниками системы возбуждения электрического тока, высота которых больше высоты сектора ротора на величину секторов±а его циклических качаний, величина которых ограничена упругими упорами, закрепленными ни палубе и на крышке трюма.

5. Плавучая прибрежная гидроволновая электростанция по п.1 или п.2, отличающаяся тем, что роторы генераторов выполнены в виде горизонтально установленных по нормали к оси их качания балок, плечи которых равны между собой, а на их концах, симметрично к продольной оси этих балок, установлены секторы дуговой формы, имеющие сердечники и катушки с проводниками, и/или постоянные магниты, которые введены с минимальным дуговым зазором в адекватные им по форме и по размерам секторы статоров, высота которых больше высоты сектора ротора на величину секторов ± α его циклических качаний, а смещение центра масс ротора выполнено за счет подвеса к балке дополнительного груза.

6. Плавучая прибрежная гидроволновая электростанция по п.1 или п.2, отличающаяся тем, что роторы генераторов выполнены в виде горизонтально установленных по нормали к оси их качания балок, плечи которых равны между собой, а на их концах, симметрично к продольной оси этих балок, установлены секторы дуговой формы, имеющие сердечники и катушки с проводниками, и/или постоянные магниты, которые введены с минимальным дуговым зазором в адекватные им по форме и по размерам секторы статоров, высота которых больше высоты сектора ротора на величину секторов ± α его циклических качании, а смещение центра масс ротора выполнено за счет подвеса к балке дополнительного груза, которым служат их аккумуляторы, и/или конденсаторы, с системой синхронизации частоты вырабатываемого электрического тока.

7. Плавучая прибрежная гидроволновая электростанция по п.1 или п.2, отличающаяся тем, что роторы генераторов выполнены в виде горизонтально установленных по нормали к оси их качания балок, плечи которых равны между собой, а на их концах, симметрично к продольной оси этих балок, установлены секторы дуговой формы, имеющие сердечники и катушки с проводниками, и/или постоянные магниты, которые введены с минимальным дуговым зазором в адекватные им по форме и по размерам секторы статоров, высота которых больше высоты сектора ротора на величину секторов ± α его циклических качаний, а смещение центра масс ротора выполнено за счет подвеса к балке дополнительного груза, которым служит дополнительный генератор, продольная ось которого параллельна оси качания балок, к низу которых прикреплен статор дополнительного генератора, а на концах оси его ротора могут быть закреплены перекладины, связанные с основанием трюма корпуса плавающего средства с помощью гибких пружин или иных упругих элементов.

8. Плавучая прибрежная гидроволновая электростанция по п.1 или п.2, отличающаяся тем, что роторы генераторов выполнены в виде горизонтально установленных по нормали к оси их качания балок, плечи которых равны между собой, а на их концах, симметрично к продольной оси этих балок, установлены секторы дуговой формы, имеющие сердечники и катушки с проводниками, и/или постоянные магниты, которые введены с минимальным дуговым зазором в адекватные им по форме и по размерам секторы статоров, высота которых больше высоты сектора ротора на величину секторов ± α его циклических качаний, а смещение центра масс ротора выполнено за счет системы стержней и/или ребер для повышения его жесткости.

9. Плавучая прибрежная гидроволновая электростанция по п.1 или п.2, отличающаяся тем, что для повышения чувствительности ротора к действию слабых волн, катушки системы возбуждения электромагнитного поля на концевых секторах ротора и системы их питания могут быть установлены раздельно в каждом ряду, и более, чем в один ряд, с возможностью их раздельного включения, в зависимости от силы действующих волн.

10. Плавучая прибрежная гидроволновая электростанция по п.1 или п.2, отличающаяся тем, что роторы генераторов выполнены в виде горизонтально установленных по нормали к оси их качания балок, плечи которых равны между собой, а для смещения центра их масс, на концах балок, асимметрично их продольной оси, установлены дуговой формы секторы роторов, имеющие сердечники и катушки с проводниками, и/или постоянные магниты, которые введены с минимальным дуговым зазором в адекватные им по форме и по размерам секторы статоров, высота которых больше высоты сектора ротора на величину секторов ± α его циклических качаний.

11. Плавучая прибрежная гидроволновая электростанция по п.1 или п.2, отличающаяся тем, что для увеличения ее общей мощности, генераторы установлены соосно друг за другом, а для уменьшения их общей длины, концы осей роторов могут быть установлены с возможностью качания на промежуточных опорах и соединены между собой хомутами или муфтами, или на торцах введенных в контакт осей, выполнены адекватные друг другу уступы, которые введены во втулки, зафиксированные в промежуточных опорах, а индивидуальные генераторы для возбуждения электромагнитного поля в роторе заменены одним общим, для чего в осях присоединенных роторов выполнены сквозные отверстия для укладки кабелей питания их систем возбуждения, или кабели могут быть уложены и закреплены снаружи этих осей.

12. Плавучая прибрежная гидроволновая электростанция по п.1 или п.2, отличающаяся тем, что роторы генераторов выполнены в виде горизонтально установленных по нормали к оси их качания балок, плечи которых равны между собой, а для увеличения мощности генератора, нижняя часть ротора выполнена в виде общего сектора дуговой формы, а сектор статора выполнен адекватной сектору ротора дуговой формы, величина которой больше сектора ротора на величину секторов ± α его циклических качаний.

13. Плавучая прибрежная гидроволновая электростанция по п.1 или п.2, отличающаяся тем, что для исключения опор и осей роторов генераторов, роторы выполнены в виде сектора дуговой формы и введены в адекватный им по форме и по размерам статор, с возможностью охвата им сектора ротора, с учетом секторов ± α его циклических качаний, а для обеспечения качения ротора по дуговому статору, в остов ротора, с двух его торцов, введены полуоси, на которые установлены с возможностью свободного вращения ролики, имеющие конический, или трапециидальный, или дуговой профиль, которые введены в адекватные им канавки, выполненные на защитных или на опорных щитах, закрепленных на торцах остова статора.

14. Плавучая прибрежная гидроволновая электростанция по п.1 или п.2, отличающаяся тем, что роторы генераторов выполнены в виде сектора дуговой формы и введены в адекватный им по форме и по размерам статор, с возможностью охвата сектора ротора с учетом секторов ± α а его циклических качаний, в остов ротора, с двух его торцов, введены полуоси, на которых установлены с возможностью свободного вращения ролики, или упорные подшипники, которые введены в адекватные им и сектору статора канавки, выполненные на защитных или на опорных щитах, закрепленных на торцах статора, а для исключения вылета ротора из канавок при сильной качке, их профиль выполнен замкнутым и имеет дуговой формы полки с их опорными элементами, дуговые боковые стенки и съемные верхние дуговые крышки.

15. Плавучая прибрежная гидроволновая электростанция по п.1 или п.2, отличающаяся тем, что роторы генераторов выполнены в виде сектора дуговой формы и введены в статор, адекватный им по форме и размерам, с возможностью охвата сектора ротора с учетом секторов ± α а его циклических качаний, на остове ротора, с двух его торцов, выполнены полуоси, на которые установлены с возможностью свободного вращения ролики, или упорные подшипники, которые введены в адекватные им и сектору статора канавки, выполненные на защитных или опорных щитах, закрепленных на торцах статора, а для повышения мощности, генераторы установлены в несколько ярусов, для чего в дуговое пространство остова ротора дополнительно введен адекватный ему по размерам и по форме сектор статора второго генератора со своим остовом, жестко подвешенным к перекрытию трюма на стержнях, а во второй статор введен, с возможностью свободного качания на угол ± α при наклонах корпуса плавающего средства, второй дуговой ротор с его остовом и введенными в него полуосями с роликами, которыми он введен в канавки на опорном или защитном щите, закрепленном на остове второго статора, с возможностью качания на угол ± α, а в дуговое пространство второго ротора аналогичным образом введен третий статор со своим ротором, и т.д.

16. Плавучая прибрежная гидроволновая электростанция по п.1 или п.2, отличающаяся тем, что роторы генераторов выполнены в виде сектора дуговой формы и введены в статор, адекватный им по форме и по размерам, с возможностью охвата сектора ротора с учетом секторов ± α его циклических качаний, и установлены в несколько ярусов, а для уменьшения количества движущихся частей, в дуговое пространство первого ротора дополнительно введен вогнутой формы ротор второго генератора, остов которого адекватен по размерам и форме остову первого ротора и связан с ним с возможностью их общего свободного качания при наклонах корпуса плавающего средства на угол ± α, на введенных между их остовами полуосях с установленными на них с возможностью свободного вращения роликами, которые введены в канавки на защитных или опорных щитах, закрепленных на торцах остова первого статора, а в дуговое пространство сектора второго ротора введен статор второго генератора, остов которого жестко связан с крышкой трюма стержнями и закрыт по торцам своим защитным щитом, во внутрь их может быть введен статор и ротор третьего генератора и т.д., а в центральной части вложенных друг в друга генераторов, в остове статора может быть установлен обычный (типовой) генератор, у которого ротор имеет эксцентриситет центра масс относительно оси его вращения за счет уменьшения количества катушек со стержнями, или за счет изменения иных элементов его конструкции.

17. Плавучая прибрежная гидроволновая электростанция по п.1 или п.2, отличающаяся тем, что роторы генераторов, для упрощения их производства и монтажа с постоянным зазором относительно статора, при неточностях изготовления их размеров и формы, и/или при их деформациях вместе с корпусом плавающего средства волнами, выполнены из отдельных сегментов, имеющих ряд катушек с проводниками и введенными в них стержнями, или ряд постоянных магнитов, а их остовы гибко соединены в гирлянды звеньями цепных передач, установленными своими отверстиями на полуосях, которые закреплены с противоположных торцов каждого сегмента и имеют свободно установленные ролики для обеспечения качения ротора по статору дуговой или иной криволинейной формы, которые введены в адекватные им канавки, выполненные на опорных или защитных щитах, закрепленных на торцах статора, сектор которого адекватен по форме и по размерам гирлянде из сегментов ротора и имеет возможность их охвата с учетом секторов ± α циклических качаний ротора.

18. Плавучая прибрежная гидроволновая электростанция по п.1 или п.2, отличающаяся тем, что роторы генераторов выполнены из соединенных в гирлянды отдельных сегментов, имеющих ряд катушек с проводниками или ряд постоянных магнитов, в остовы которых на их торцах введены полуоси с размещенными на них роликами для обеспечения качения сегментов ротора по статору, ролики введены в канавки, выполненные на закрепленных на торцах статора опорных или защитных щитах, а сектор статора адекватен по форме и размерам гирлянде из сегментов ротора и имеет возможность их охвата с учетом секторов ± α циклических качаний ротора, а для упрощения соединения сегментов ротора, в полуосях, введенных в их торцы, выполнены отверстия, в которые введены стальные или иные канаты, закрепленные внутри, или на крайних полуосях крепежными элементами или деформацией сжатием отверстий этих полуосей.

19. Плавучая прибрежная гидроволновая электростанция по п.1 или п.2, отличающаяся тем, что роторы генераторов выполнены из соединенных в гирлянды отдельных сегментов, имеющих ряд катушек с проводниками или ряд постоянных магнитов, в остовы которых на их торцах введены полуоси с отверстиями, в которые введены стальные или иные канаты, закрепленные внутри, или на крайних полуосях крепежными элементами или деформацией сжатием отверстий этих полуосей, на которых также размещены ролики которые введены в канавки, выполненные на опорных или защитных щитах, закрепленных на торцах статора, для обеспечения качения сегментов ротора по статору, сектор которого адекватен по форме и размерам гирлянде из сегментов ротора и имеет возможность их охвата с учетом секторов ± α циклических качаний ротора, а для обеспечения постоянства шага между всеми сегментами ротора, деформация отверстий, для зажима введенных в них канатов, выполнена в каждой полуоси.

20. Плавучая прибрежная гидроволновая электростанция по п.1 или п.2, отличающаяся тем, что роторы генераторов выполнены из соединенных в гирлянды канатами или цепными передачами отдельных сегментов, имеющих ряд катушек с проводниками или ряд постоянных магнитов, а в остовы на их торцах введены полуоси, с установленными на них с возможностью вращения роликами, введенными в канавки, выполненные на опорных или защитных щитах, закрепленных на торцах статора для обеспечения качения сегментов ротора по статору, который адекватен по форме и размерам гирлянде из сегментов ротора и имеет возможность их охвата с учетом секторов ± α циклических качаний ротора, а для улучшения заполнения объема трюма корпуса плавающего средства, в средней части дуги статора дополнительно выполнен прямолинейный участок.

21. Плавучая прибрежная гидроволновая электростанция по п.1 или п.2, отличающаяся тем, что роторы генераторов выполнены из соединенных в гирлянды канатами или цепными передачами отдельных сегментов, имеющих ряд катушек с проводниками или ряд постоянных магнитов, а в остовы на их торцах введены полуоси, с установленными на них с возможностью вращения роликами, введенными в канавки, выполненные на опорных или защитных щитах, закрепленных на торцах статора для обеспечения качения ротора по статору, который имеет боковые и дополнительный прямолинейный участок в его средней части и адекватен по размерам гирлянде из сегментов ротора и обеспечивает их охват с учетом секторов ± α циклических качаний ротора, а для исключения резкого изменения вектора движения и появления больших центробежных сил при переходе сегментов ротора с прямолинейного участка статора на дуговые радиуса r, его боковые и/или средние участки заменены криволинейными, с плавным изменением их кривизны от ∞ до r.

22. Плавучая прибрежная гидроволновая электростанция по п.1 или п.2, отличающаяся тем, что роторы генераторов выполнены из соединенных в гирлянды канатами или цепными передачами отдельных сегментов, имеющих ряд катушек с проводниками или ряд постоянных магнитов, а в остовы на их торцах введены полуоси, с установленными на них с возможностью вращения роликами, введенными в канавки, выполненные на опорных или защитных щитах, закрепленных на торцах статора для обеспечения качения ротора по статору, который имеет боковые и дополнительный прямолинейный участок в его средней части и адекватен по размерам гирлянде из отдельных секторов ротора и имеет возможность их охвата с учетом секторов ± α циклических качаний ротора, а для повышения общей мощности генератора, он выполнен с многоярусной компоновкой статоров и роторов, введенных в пустое дуговое пространство друг друга.