RU2078249C1 - Wave-driven power plant - Google Patents
Wave-driven power plant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2078249C1 RU2078249C1 RU9393001839A RU93001839A RU2078249C1 RU 2078249 C1 RU2078249 C1 RU 2078249C1 RU 9393001839 A RU9393001839 A RU 9393001839A RU 93001839 A RU93001839 A RU 93001839A RU 2078249 C1 RU2078249 C1 RU 2078249C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- frame
- generator
- regulator
- inertial body
- suspension
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к гидроэнергетике и может быть использовано в волновых энергетических установках в качестве источника энергии для навигационных и океанографических буев, а также на морских яхтах для подзарядки аккумуляторов. The invention relates to hydropower and can be used in wave power plants as a source of energy for navigation and oceanographic buoys, as well as on marine yachts for recharging batteries.
Известна волновая энергетическая установка (а.св. СССР N 1596125, кл. F 03 B 13/12, 1987). Установка содержит неподвижную опору и поплавок, соединенный с преобразователем при помощи замкнутой тросовой петли, шкивов двух тросовых барабанов, установленных на горизонтальном валу, имеющем возможность одностороннего вращения. Один из шкивов выполнен подпружиненным. При волнении поплавок перемещает петлю, приводящую во вращение при помощи шкивов и барабанов горизонтальный вал, который установлен с возможностью одностороннего вращения и кинематически связан с преобразователем. Данная волновая установка выполнена стационарной и устанавливается на берегу моря или океана. Known wave power plant (A.S. USSR N 1596125, CL F 03 B 13/12, 1987). The installation comprises a fixed support and a float connected to the transducer by means of a closed cable loop, pulleys of two cable drums mounted on a horizontal shaft with the possibility of one-way rotation. One of the pulleys is spring loaded. When the excitement occurs, the float moves the loop, which rotates with the help of pulleys and drums a horizontal shaft, which is installed with the possibility of one-sided rotation and is kinematically connected to the converter. This wave installation is made stationary and is installed on the seashore or ocean.
Недостатками данной установки являются: принципиальная необходимость иметь жесткую опору, связанную с грунтом, сложность и громоздкость механизма преобразования, что не позволяет использовать его в качестве аналогичного элемента в источнике энергии в океанографических и навигационных буях. The disadvantages of this installation are: the fundamental need to have a rigid support associated with the soil, the complexity and cumbersomeness of the conversion mechanism, which does not allow using it as a similar element in the energy source in oceanographic and navigation buoys.
Известно также устройство для использования энергии волн (а.св. СССР N 1100418, F 03 B 13/12, 1983). Устройство содержит плавучий корпус, расположенные в нем опору в виде рамы с вертикальными направляющими, выходной вал и механический преобразователь, включающий инерционное тело и храповый механизм. Инерционное тело выполнено в виде груза, имеющего упругую подвеску, закрепленную на раме, соединено с выходным валом и контактирует с направляющими рамы. Вследствие чего инерционное тело имеет возможность вертикального возвратно-поступательного движения. A device is also known for using wave energy (A.S. USSR N 1100418, F 03 B 13/12, 1983). The device comprises a floating housing, a support located in it in the form of a frame with vertical guides, an output shaft and a mechanical transducer, including an inertial body and a ratchet mechanism. The inertial body is made in the form of a load having an elastic suspension fixed to the frame, connected to the output shaft and contacts the frame guides. As a result, the inertial body has the possibility of vertical reciprocating motion.
Данное устройство по назначению и совокупности существенных признаков наиболее близкое к заявляемому изобретению и является прототипом. This device for the purpose and combination of essential features closest to the claimed invention and is a prototype.
К недостаткам данного устройства можно отнести малую надежность и долговечность, сложность конструкции из-за наличия храпового механизма с колесом и собачками и двухзвенного кривошипно-шатунного механизма для кинематического соединения выходного вала и инерционного тела. The disadvantages of this device include low reliability and durability, design complexity due to the presence of a ratchet mechanism with a wheel and dogs and a two-link crank mechanism for kinematic connection of the output shaft and inertial body.
В основу изобретения положения задача создания волновой энергетической установки с более простой, надежной и долговечной схемой механического преобразователя энергии для навигационных и океанографических буев, которая одновременно обеспечивала бы бесперебойное питание потребителей как при наличии волнения на море, так и при отсутствии волнения. The basis of the invention of the situation is the task of creating a wave power installation with a simpler, more reliable and durable mechanical energy converter circuit for navigation and oceanographic buoys, which would simultaneously provide uninterrupted power to consumers both in the presence of sea waves and in the absence of waves.
Поставленная техническая задача решается тем, что в волновой энергетической установке, содержащей плавучий корпус и расположенные в нем опору в виде рамы с вертикальными направляющими, механический преобразователь, включающий инерционное тело в виде груза, имеющего упругую подвеску, закрепленную на раме, контактирующего с вертикальными направляющими и генератор переменного тока, упругая подвеска снабжена установленными на верхней части рамы блоками с охватывающей их гибкой тягой, посредством которой инерционное тело соединено с упругим элементом подвески, сам упругий элемент закреплен на основании рамы, установлен параллельно вертикальным направляющим со стороны обратной их контакта с инерционным телом, вал генератора переменного тока кинематически соединен с валом одного из блоков, причем установка дополнительно снабжена аккумулятором, трансформатором с изменяющимся коэффициентом трансформации, диодным выпрямителем, регулятором, нагрузочным устройством и устройством изменения коэффициента трансформации, при этом аккумулятор подключен к генератору переменного тока через диодный выпрямитель и трансформатор с изменяющимся коэффициентом трансформации, регулятор соединен с выходом генератора переменного тока и аккумулятором, а нагрузочное устройство и устройство изменения коэффициента трансформации подключены к регулятору. The stated technical problem is solved in that in a wave power plant containing a floating body and a support located therein in the form of a frame with vertical guides, a mechanical transducer comprising an inertial body in the form of a load having an elastic suspension mounted on a frame in contact with vertical guides and alternating current generator, elastic suspension is equipped with blocks mounted on the upper part of the frame with a flexible traction covering them, by means of which the inertial body is connected to the control gim suspension element, the elastic element itself is fixed on the base of the frame, mounted parallel to the vertical rails on the side of their inverse contact with the inertial body, the shaft of the alternator is kinematically connected to the shaft of one of the blocks, and the installation is additionally equipped with a battery, a transformer with a variable transformation ratio, a diode a rectifier, regulator, load device and device for changing the transformation coefficient, while the battery is connected to a generator th current through the diode rectifier and a transformer with a variable transformation ratio, the regulator connected to the output of the alternator and the battery, and the load device and the device changes the transformation ratio is connected to the controller.
На конце упругого элемента подвески со стороны его связи с инерционным телом, дополнительно установлен подвижный блок с огибающей его гибкой тягой, свободный конец которой прикреплен к верхней части рамы. At the end of the elastic suspension element from the side of its connection with the inertial body, an additional movable unit is installed with a flexible rod enveloping it, the free end of which is attached to the upper part of the frame.
Выполнение упругой подвески в виде установленных на верхней части рамы блоков с охватывающей их гибкой тягой, посредством которой инерционное тело соединено с упругим элементом; закрепление упругого элемента на основании рамы; установка упругого элемента параллельно вертикальным направляющим рамы со стороны обратной их контакта с инерционным телом; кинематическое соединение вала генератора переменного тока с валом одного из блоков, установленных на верхней части рамы позволило существенно упростить схему механического преобразователя энергии для навигационных и океанографических буев, улучшить условия работы преобразователя, повысить его надежность и долговечность, т. к. в преобразователе исключены такие элементы как храповой механизм и двухзвенный кривошипно-шатунный механизм для кинематического соединения выходного вала и инерционного тела. Волновая энергетическая установка дополнительно снабжена аккумулятором, трансформатором с изменяющимся коэффициентом трансформации, диодным выпрямителем, регулятором, нагрузочным устройством и устройством изменения коэффициента трансформации, причем аккумулятор подключен к генератору переменного тока через диодный выпрямитель и трансформатор с изменяющимся коэффициентом трансформации, регулятор соединен с выходом генератора переменного тока и аккумулятором, а нагрузочное устройство и устройство изменения коэффициента трансформации подключены к регулятору это позволило адаптировать установку к интенсивности морского волнения за счет согласования генератора с нагрузкой при наименьших потерях за счет того, что регулирование напряжения осуществляется с помощью трансформатора с переменным коэффициентом трансформации, накапливать энергию, защитить генератор от перегрузок при сильном волнении. Performing an elastic suspension in the form of blocks mounted on the upper part of the frame with a flexible traction covering them, by means of which the inertial body is connected to the elastic element; fixing the elastic element on the base of the frame; installation of the elastic element parallel to the vertical guides of the frame from the side of their reverse contact with the inertial body; the kinematic connection of the shaft of the alternator with the shaft of one of the blocks installed on the upper part of the frame made it possible to significantly simplify the mechanical energy converter circuit for navigation and oceanographic buoys, improve the operating conditions of the converter, increase its reliability and durability, since such elements are eliminated in the converter as a ratchet mechanism and a two-link crank mechanism for the kinematic connection of the output shaft and inertial body. The wave power plant is additionally equipped with a battery, a transformer with a variable transformation ratio, a diode rectifier, a regulator, a load device and a device for changing the transformation coefficient, the battery being connected to the alternator through a diode rectifier and a transformer with a variable transformation ratio, the regulator is connected to the output of the alternator and a battery, and a load device and a device for changing the transmission coefficient Rammations are connected to the regulator.This made it possible to adapt the installation to the intensity of sea waves due to matching the generator with the load at the lowest losses due to the fact that voltage regulation is carried out using a transformer with a variable transformation ratio, to accumulate energy, to protect the generator from overloads during strong waves.
Именно такая совокупность существенных признаков позволила достичь технического результата указанного в задаче, которую следовало решить, а именно: создана простая долговечная надежная волновая энергетическая установка, которая обеспечивает бесперебойное питание электрооборудование буев, как при наличии волнения на море, так и при отсутствии волнения. It is this combination of essential features that made it possible to achieve the technical result indicated in the task, which should be solved, namely: a simple, durable reliable wave power plant was created that provides uninterrupted power to the electrical equipment of the buoys, both in the presence of waves at sea and in the absence of waves.
Кроме того, на конце упругого элемента подвески со стороны его связи с инерционным телом, дополнительно установлен подвижный блок с огибающей его гибкой тягой, свободный конец которой прикреплен к верхней части рамы. Этот позволило значительно уменьшить габариты как преобразователя энергии, так и установки в целом. In addition, at the end of the elastic suspension element from the side of its connection with the inertial body, a movable unit is additionally installed with a flexible rod enveloping it, the free end of which is attached to the upper part of the frame. This made it possible to significantly reduce the dimensions of both the energy converter and the installation as a whole.
На основании изложенного можно заключить, что в целом вся указанная совокупность существенных признаков как известных так и отличительных имеет причинно-следственную связь с достигаемым техническим результатом, т.е. благодаря данной совокупности существенных признаков создана волновая энергетическая установка, которая обеспечивает электроэнергией океанографические и навигационные буи не только при наличии достаточного волнения, но и при его незначительной величине. Кроме того, она конструктивно проще, надежнее и долговечнее. Based on the foregoing, we can conclude that, on the whole, the entire indicated set of essential features, both known and distinctive, has a causal relationship with the achieved technical result, i.e. Owing to this combination of essential features, a wave power installation has been created that provides electric power to oceanographic and navigation buoys not only in the presence of sufficient excitement, but also with its insignificant value. In addition, it is structurally simpler, more reliable and more durable.
На чертеже схематически изображена волновая энергетическая установка. The drawing schematically shows a wave power plant.
Волновая энергетическая установка содержит плавучий корпус (на чертеже не показан), в котором расположены опора в виде рамы 1 с вертикальными направляющими 2, механический преобразователь, включающий инерционное тело 3 в виде груза, имеющего упругую подвеску. Упругая подвеска снабжена установленными на верхней части 4 рамы 1 двумя блоками 5 с охватывающими их гибкой тягой 6, посредством которой инерционное тело 3 соединено с упругим элементом (например, пружиной) 7 подвески. Сам упругий элемент 7 одним концом закреплен на основании 8 рамы 1 и установлен параллельно вертикальным направляющим 2 рамы 1 со стороны обратной их контакта с инерционным телом 3. На конце упругого элемента 7 со стороны гибкой тяги 6 установлен подвижный блок 9, который охватывается гибкой тягой 6, свободный конец которой прикреплен к верхней части 4 рамы 1. Для ограничения хода инерционного тела 3 на основании 8 и верхней части 4 рамы 1 с внутренней стороны встречно установлены дополнительные упругие элементы 10 (например, пружины). Один из блоков 5 кинематически соединен с генератором переменного тока 11. Установка содержит также трансформатор 12, диодный выпрямитель 13, аккумулятор 14, регулятор 15 и нагрузочное устройство 16 с контактами 17. Аккумулятор 14 подключен к генератору 11 через диодный выпрямитель 13 и трансформатор 12 с изменяющимся коэффициентом трансформации, а регулятор 15 соединен с выходом генератора 11 и аккумулятором 14. Нагрузочное устройство 16 и устройство изменения коэффициента трансформации подключены к регулятору 15 через контакты 17. The wave power plant comprises a floating casing (not shown in the drawing), in which a support is located in the form of a frame 1 with vertical guides 2, a mechanical transducer comprising an inertial body 3 in the form of a load having an elastic suspension. The elastic suspension is equipped with two blocks 5 mounted on the upper part 4 of the frame 1 with a flexible rod 6 covering them, by means of which the inertial body 3 is connected to the elastic element (for example, a spring) 7 of the suspension. The elastic element 7 itself is fixed at one end on the base 8 of the frame 1 and installed parallel to the vertical guides 2 of the frame 1 from the side of their inverse contact with the inertial body 3. At the end of the elastic element 7 from the side of the flexible rod 6, a movable block 9 is installed, which is covered by a flexible rod 6 , the free end of which is attached to the upper part 4 of the frame 1. To limit the stroke of the inertial body 3, additional elastic elements 10 (for example, springs) are installed on the inner side of the base 8 and the upper part 4 of the frame 1. One of the blocks 5 is kinematically connected to the alternator 11. The installation also includes a transformer 12, a diode rectifier 13, a battery 14, a regulator 15 and a load device 16 with contacts 17. The battery 14 is connected to the generator 11 through a diode rectifier 13 and a transformer 12 with a variable transformation coefficient, and the regulator 15 is connected to the output of the generator 11 and the battery 14. The load device 16 and the device for changing the transformation coefficient are connected to the regulator 15 through the contacts 17.
Так как установка преобразовывает вертикальные колебания волн, то упругий элемент 7 натянут силой равной силе тяжести инерционного тела 3. Ход инерционного тела 3 и ход упругого элемента 7 ограничены, причем ход последнего установлен в два раза меньше хода инерционного тела 3. Максимальные перемещения инерционного тела 3 ограничены упругими элементами 10. Кроме того, установка выполнена адаптируемой к интенсивности морского волнения за счет применения трансформатора с изменяемым коэффициентом трансформации. Since the installation converts the vertical vibrations of the waves, the elastic element 7 is tensioned by force equal to the gravity of the inertial body 3. The course of the inertial body 3 and the course of the elastic element 7 are limited, and the course of the latter is set two times less than the course of the inertial body 3. Maximum displacement of the inertial body 3 limited by elastic elements 10. In addition, the installation is made adaptable to the intensity of sea waves due to the use of a transformer with a variable transformation ratio.
Волновая энергетическая установка работает следующим образом. При вертикальных колебаниях плавучего корпуса под действием волн инерционное тело 3 перемещается вверх или вниз вдоль направляющих 2. Wave power plant operates as follows. With vertical vibrations of the floating body under the action of waves, the inertial body 3 moves up or down along the guides 2.
При движении инерционного тела 3 вниз оно тянет за собой гибкую тягу 6 и растягивает упругий элемент 7, при этом гибкая тяга 6, вращая блоки 5, приводит во вращение вал генератора 11. When the inertial body 3 moves down, it pulls the flexible rod 6 and stretches the elastic element 7, while the flexible rod 6, rotating the blocks 5, rotates the shaft of the generator 11.
При подъеме инерционного тела 3 упругий элемент 7 сжимается и тянет за собой гибкую тягу 6, которая вращая блоки 5, приводит во вращение вал генератора 11. Упругий элемент 7 обеспечивает постоянство натяжения гибкой тяги 6. Поскольку применен генератор переменного тока направление вращения генератора не имеет значения и не оказывает какого-либо влияния на работу подключенных к нему устройств. When lifting the inertial body 3, the elastic element 7 is compressed and pulls the flexible rod 6, which rotates the blocks 5, rotates the shaft of the generator 11. The elastic element 7 provides a constant tension of the flexible rod 6. Since the alternator is used, the direction of rotation of the generator does not matter and does not have any effect on the operation of devices connected to it.
Регулирование напряжения осуществляется с помощью трансформатора 12 с переменным коэффициентом трансформации, обеспечивая тем самым согласование генератора 11 с нагрузкой при наименьших потерях. После того как генератор 11 разовьет напряжение больше напряжения аккумулятора 14 начинается процесс накопления энергии в аккумуляторе 14. До тех пор пока аккумулятор 14 не зарядится полностью, регулятором 15 по данным об интенсивности колебаний инерционного тела 3 устанавливается такой коэффициент трансформации, который обеспечивает максимальный съем энергии. После полного заряда аккумулятора 14 подключается через контакты 17 нагрузочное устройство 16 (например, резистор), которое нагружает генератор 11. Это приводит к сильному демпфированию колебаний инерционного тела 3, вследствие чего съем энергии резко уменьшается и генератор 11 не перегружается. Voltage regulation is carried out using a transformer 12 with a variable transformation ratio, thereby ensuring the matching of the generator 11 with the load at the lowest loss. After the generator 11 develops a voltage higher than the voltage of the battery 14, the process of energy storage in the battery 14 starts. Until the battery 14 is fully charged, the regulator 15 sets the transformation coefficient according to the vibration intensity of the inertial body 3, which ensures maximum energy removal. After the battery 14 is fully charged, a load device 16 (for example, a resistor) is connected via contacts 17, which loads the generator 11. This leads to strong damping of the inertial body 3 oscillations, as a result of which the energy removal is sharply reduced and the generator 11 is not overloaded.
При отсутствии волнения электроснабжение буев осуществляется непосредственно от аккумулятора 14. In the absence of unrest, the power supply of the buoys is carried out directly from the battery 14.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU9393001839A RU2078249C1 (en) | 1993-01-11 | 1993-01-11 | Wave-driven power plant |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU9393001839A RU2078249C1 (en) | 1993-01-11 | 1993-01-11 | Wave-driven power plant |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU93001839A RU93001839A (en) | 1995-09-20 |
| RU2078249C1 true RU2078249C1 (en) | 1997-04-27 |
Family
ID=20135548
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU9393001839A RU2078249C1 (en) | 1993-01-11 | 1993-01-11 | Wave-driven power plant |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2078249C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2577924C1 (en) * | 2015-01-22 | 2016-03-20 | Акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор"(АО"Концерн "ЦНИИ"Электроприбор") | Installation for recovery of energy of sea buoys |
| CN109649596A (en) * | 2019-01-08 | 2019-04-19 | 山东大学 | Submersible device under a kind of wave capture unit |
-
1993
- 1993-01-11 RU RU9393001839A patent/RU2078249C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР N 1100416, кл. F 03 B 13/12, 1984. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2577924C1 (en) * | 2015-01-22 | 2016-03-20 | Акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор"(АО"Концерн "ЦНИИ"Электроприбор") | Installation for recovery of energy of sea buoys |
| CN109649596A (en) * | 2019-01-08 | 2019-04-19 | 山东大学 | Submersible device under a kind of wave capture unit |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2632158C (en) | Wave energy converter utilizing internal reaction mass and spring | |
| US4228360A (en) | Wave motion apparatus | |
| US20080272600A1 (en) | Lever operated pivoting float with generator | |
| US7557456B2 (en) | Wave powered generation using electroactive polymers | |
| US20090085357A1 (en) | Wave energy converter with internal mass on spring oscillator | |
| US7538445B2 (en) | Wave powered generation | |
| EP1196690B1 (en) | Sea wave to electrical energy conversion plant | |
| EP1691072A1 (en) | Wave power generator | |
| US20080053084A1 (en) | Method and Apparatus for Utilising Wave Energy | |
| JP2007512469A (en) | Energy generation system using ocean waves | |
| JP4291852B2 (en) | Marking buoy using wave power generation | |
| CN102959234B (en) | Wave power unit, it uses and produces the method for electric energy | |
| RU2078249C1 (en) | Wave-driven power plant | |
| US8810056B2 (en) | Ocean wave energy converter utilizing dual rotors | |
| CN205605353U (en) | Inertia oscillator wave energy power generation facility | |
| RU2513070C1 (en) | Float wave electric power plant | |
| KR20140093652A (en) | Power generating equipment using wave forces | |
| RU2715612C1 (en) | Modular unit for converting wave energy into electric energy | |
| KR101518785B1 (en) | Power generating equipment using wave forces | |
| CN102536608A (en) | Hydraulic engine | |
| US20040103658A1 (en) | Fluid wave electric generator system | |
| RU158924U1 (en) | WAVE ELECTRICAL INSTALLATION | |
| RU2082272C1 (en) | Device which converts waves to electric power | |
| RU93001839A (en) | WAVE ENERGY INSTALLATION | |
| CN117108434A (en) | Marine floating platform capable of obtaining electric power from wave energy |