RU2085759C1 - Wave hydroelectric station - Google Patents

Wave hydroelectric station Download PDF

Info

Publication number
RU2085759C1
RU2085759C1 RU9292015055A RU92015055A RU2085759C1 RU 2085759 C1 RU2085759 C1 RU 2085759C1 RU 9292015055 A RU9292015055 A RU 9292015055A RU 92015055 A RU92015055 A RU 92015055A RU 2085759 C1 RU2085759 C1 RU 2085759C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wave
floats
lever
cylinder
piston
Prior art date
Application number
RU9292015055A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU92015055A (en
Inventor
Анатолий Георгиевич Судиловский
Original Assignee
Анатолий Георгиевич Судиловский
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
Application filed by Анатолий Георгиевич Судиловский filed Critical Анатолий Георгиевич Судиловский
Priority to RU9292015055A priority Critical patent/RU2085759C1/en
Publication of RU92015055A publication Critical patent/RU92015055A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2085759C1 publication Critical patent/RU2085759C1/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/30Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient

Landscapes

  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)

Abstract

FIELD: hydraulic power engineering; wave hydroelectric stations. SUBSTANCE: wave hydroelectric station has equal arm lever with floats at ends rocking about horizontal axle placed in its middle, and electric generator coupled with lever through connecting members. Level is made of variable length by means of power hydraulic cylinder on axle of which at least two different length levers can be installed. EFFECT: enlarged operating capabilities. 2 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к гидроэнергетике, в частности к гидроэлектростанциям, использующих энергию волн, возникающих на поверхности морей, океанов и других крупных водохранилищ естественного или искусственного происхождения. The invention relates to hydropower, in particular to hydropower plants using the energy of waves that occur on the surface of the seas, oceans and other large reservoirs of natural or artificial origin.

Известны гидроэлектростанции, использующие энергию волн. Hydroelectric power plants using wave energy are known.

Известная волновая гидроэлектростанция (патент СССР N 4950, кл. F 03 B 13/12, 1928) имеет сферической формы поплавки, которые шарнирно присоединены к кронштейнам, закрепленным на перемещаемой по плотине раме. Поплавки приводят в движение подпружиненные поршни, перемещающиеся в цилиндрах также присоединенных к раме и снабженных отверстиями для заполнения их водой и телескопическими нагнетательными трубами для подачи воды под давлением к гидротурбине. Последняя установлена на гребне плотины, а рама на ее стене, обращенной к открытому морю. В исходном положении цилиндры заполнены водой, а поршни и связанные с ними шарнирно с помощью рычагов поплавки находятся в крайнем левом положении. Под действием набегающей волны поплавки приближаются к стене плотины и, сжимая поршнями воду в цилиндрах, нагнетают ее по телескопическим трубам наверх к гидротурбине, которая, вращаясь, приводит в действие электрогенератор. The well-known wave hydroelectric power station (USSR patent N 4950, class F 03 B 13/12, 1928) has spherical-shaped floats that are pivotally attached to brackets mounted on a frame moved along the dam. The floats set in motion spring-loaded pistons moving in cylinders also connected to the frame and equipped with holes for filling them with water and telescopic discharge pipes for supplying pressure water to the turbine. The latter is mounted on the crest of the dam, and the frame on its wall facing the open sea. In the initial position, the cylinders are filled with water, and the pistons and the floats connected with them pivotally using the levers are in the leftmost position. Under the influence of the incident wave, the floats approach the dam wall and, compressing the water in the cylinders with the pistons, pump it upward through the telescopic tubes to the turbine, which, rotating, drives the electric generator.

Преобразователь энергии волн крепится на специальной плотине, которая служит также для установки гидротурбины и связанного с ней электрогенератора, что приводит к сложности конструкции. The wave energy converter is mounted on a special dam, which also serves to install a hydraulic turbine and an associated electric generator, which leads to design complexity.

Указанный недостаток устранен в волновых гидроэлектростанциях, не имеющих плотин. The specified disadvantage is eliminated in wave hydroelectric power plants without dams.

Известная волновая гидроэлектростанция (патент Японии N 55-46510, кл. E 03 B 13/12, 1980) состоит из поплавка, плавающего на поверхности воды, соединенного с ним одноцилиндрового поршневого компрессора и турбины, установленных над водой на стационарной платформе. The well-known wave hydroelectric power station (Japanese patent N 55-46510, class E 03 B 13/12, 1980) consists of a float floating on the surface of the water, a single-cylinder reciprocating compressor and a turbine connected to it, mounted above the water on a stationary platform.

Поплавок снабжен вертикальным штоком, перемещающимся в направляющих, верхний конец которого шарнирно соединен с качающимся неравноплечим рычагом, ось которого в виде сферического шарнира, в свою очередь, может перемещаться в горизонтальных направляющих. The float is equipped with a vertical rod moving in guides, the upper end of which is pivotally connected to a swinging unequal arm, whose axis in the form of a spherical hinge, in turn, can move in horizontal guides.

Второй конец неравноплечего рычага шарнирно соединен со штоком поршня, перемещающегося возвратно-поступательно в цилиндре компрессора. Вертикальный шток поршня также снабжен направляющими. The second end of the unequal lever is pivotally connected to the piston rod moving reciprocatingly in the compressor cylinder. The vertical piston rod is also provided with guides.

Сжатый воздух из компрессора направляется в турбину, которая приводит во вращение рабочую машину, например электрогенератор. Compressed air from the compressor is directed to a turbine, which drives a working machine, such as an electric generator.

Сложность кинематической связи между поплавком и установленным на платформе компрессором приводит к сложности конструкции. The complexity of the kinematic connection between the float and the compressor installed on the platform leads to the complexity of the design.

Ненадежность работы возникает в результате возможности заклинивания штока в направляющих на волнении. Unreliability of work arises as a result of the possibility of jamming of the rod in the guides on a wave.

Наиболее близким к изобретению является волновая электростанция, описанная в заявке Франции N 2467999, кл. F 03 B 13/12, 1981 г и содержащая рычаг с поплавками на концах, качающийся вокруг установленной посередине горизонтальной оси и связанный с ним через соединительные элементы электрогенератор. Closest to the invention is a wave power station described in the application of France N 2467999, CL. F 03 B 13/12, 1981, and comprising a lever with floats at the ends, swinging around a horizontal axis mounted in the middle of the axis and connected to it through the connecting elements by an electric generator.

При изменении длины волны не всегда обеспечивается наибольший КПД волновой гидроэлектростанции, когда один из поплавков рычага находится на гребне волны, а другой во впадине. When changing the wavelength, the greatest efficiency of the wave hydroelectric power station is not always ensured when one of the lever floats is on the wave crest and the other in the cavity.

Задача изобретения возможность получения максимального КПД в широком диапазоне длин используемых волн. The objective of the invention is the ability to obtain maximum efficiency in a wide range of wavelengths used.

Это достигается за счет того, что рычаг выполнен переменной длины с помощью силового гидроцилиндра, при этом на оси рычага могут быть установлены по меньшей мере два рычага разной длины. This is achieved due to the fact that the lever is made of variable length using a power hydraulic cylinder, while at least two levers of different lengths can be installed on the axis of the lever.

На фиг. 1 изображен общий вид волновой гидроэлектростанции в исходном положении спереди; на фиг. 2 план на фиг. 1; на фиг. 3 вид А на фиг. 2; на фиг. 4 общий вид поршневого насоса в разрезе; на фиг. 5 вид Б на фиг. 4. In FIG. 1 shows a general view of a wave hydroelectric power station in a starting position in front; in FIG. 2, the plan of FIG. one; in FIG. 3, view A in FIG. 2; in FIG. 4 is a perspective view of a piston pump; in FIG. 5 view B in FIG. 4.

Волновая гидроэлектростанция состоит из двух укрепленных в зоне волнения на некотором расстоянии друг от друга вертикальных опор 1 частично выступающих над поверхностью воды с горизонтальной установленной между ними в верхней части опор осью 2, вокруг которой могут качаться с частотой волнения два равноплечих рычага 3 и 4 разной длины с поплавками 5 на концах и силовыми гидроцилиндрами 6 и 7 в центре. The wave hydroelectric power station consists of two vertical supports 1, which are mounted in the wave zone at a certain distance from each other and partially protrude above the water surface with a horizontal axis 2 installed between them in the upper part of the supports, around which two equal-arm levers 3 and 4 of different lengths can swing with floats 5 at the ends and power cylinders 6 and 7 in the center.

На площадке выше уровня воды на рамах 8 установлены поршневые насосы 9, которые с одной стороны с помощью штоков, а также хомутов 10 и цапф 11, имеющихся на поплавках 5, соединены с последними, а другой с помощью компенсаторов 12, всасывающего коллектора 13 и напорного коллектора 14 соединены с морем и гидротурбиной 15, которая в свою очередь, связана с электрогенератором 16. On the platform above the water level, piston pumps 9 are installed on the frames 8, which, on the one hand, are connected to the latter with the help of rods, as well as clamps 10 and trunnions 11, located on the floats 5, and with the help of compensators 12, an intake manifold 13 and a pressure head the collector 14 is connected to the sea and a hydraulic turbine 15, which, in turn, is connected to an electric generator 16.

Направление створа, в котором находятся обе опоры, перпендикулярно направлению движения волн, преобладающему в месте установки гидроэлектростанции. The direction of the alignment in which both supports are located is perpendicular to the direction of wave movement prevailing at the installation site of the hydroelectric power station.

Вертикальные опоры 1 предназначены для крепления оси 2 и представляют собой сваи произвольного поперечного сечения, например квадратного, в верхней части которых имеются по одному сквозному отверстию для пропуска оси. Vertical supports 1 are designed for mounting the axis 2 and are piles of arbitrary cross-section, for example square, in the upper part of which there is one through hole for the axis to pass.

Ось 2 служит для возможности качения равноплечих рычагов 3 и 4 с поплавками 5 и силовыми гидроцилиндрами 6 и 7 в соответствии с периодичностью волнения и закреплена горизонтально в верхней части расположенных по концам оси опор 1 с помощью крепежных деталей. Axis 2 is used for the possibility of rolling equal-arm levers 3 and 4 with floats 5 and power hydraulic cylinders 6 and 7 in accordance with the frequency of the waves and is fixed horizontally in the upper part of the supports 1 located at the ends of the axis using fasteners.

Высота оси 2 от уровня спокойной поверхности моря (в штиль) равна разности между радиусом поплавков и высотой их ватерлинии. The height of the axis 2 from the level of the calm surface of the sea (in calm) is equal to the difference between the radius of the floats and the height of their waterline.

Равноплечие рычаги 3 и 4 предназначены для неподвижного регулируемого соединения поплавков 5 между собой и их независимого качения вокруг оси 2 с частотой волнения. The equal-arm levers 3 and 4 are designed for fixed adjustable connection of the floats 5 to each other and their independent rolling around axis 2 with a wave frequency.

Длина каждого рычага определяется длиной расчетной волны синусоидального профиля, при которой один из его поплавков находится на вершине гребня волны, другой в середине впадины, а ход поршней соответствующих поршневых насосов максимальный. The length of each lever is determined by the length of the calculated wave of the sinusoidal profile, in which one of its floats is on top of the wave crest, the other in the middle of the cavity, and the piston stroke of the corresponding piston pumps is maximum.

Рычаги имеют телескопическую конструкцию и состоят из трубчатой центральной части с отверстием посередине для пропуска оси 2 и двух входящих в нее с торцов симметрично расположенных боковых стержней, на наружных концах которых установлены поплавки 5. The levers have a telescopic design and consist of a tubular central part with an opening in the middle for passing the axis 2 and two symmetrically located side rods entering it from the ends, on the outer ends of which floats 5 are installed.

Сверху на центральных частях равноплечих рычагов 3 и 4 имеются кронштейны для крепления силовых гидроцилиндров 6 и 7, штоки которых, в свою очередь, крепятся к боковым стержням. Above, on the central parts of equal arms levers 3 and 4, there are brackets for fastening the power hydraulic cylinders 6 and 7, the rods of which, in turn, are attached to the side rods.

Поплавки 5 служат для создания выталкивающей силы и сил сцепления с жидкостью. Кроме того, при качении равноплечих рычагов 3 и 4 поплавки перемещаются возвратно-поступательно в горизонтальном направлении. The floats 5 are used to create buoyancy forces and adhesion forces with the liquid. In addition, when rolling equal arms levers 3 and 4, the floats move reciprocating in the horizontal direction.

Поплавки 5 представляют собой закрытые полые емкости произвольной, например сферической, формы, которые крепятся на концах рычагов. The floats 5 are closed hollow containers of arbitrary, for example spherical, shape, which are attached to the ends of the levers.

Для передачи возникающих усилий штокам поршневых насосов 9 на каждом поплавке имеются по две горизонтально расположенные цапфы 11, шарнирно соединенные с хомутом 10 дугообразной формы. To transfer the arising forces to the piston pump rods 9, each float has two horizontally arranged trunnions 11 pivotally connected to an arc-shaped clamp 10.

Силовые гидроцилиндры 6 и 7 с двумя поршнями и штоками каждый предназначены для изменения длины равноплечих рычагов 3 и 4 путем одновременного симметричного продольного перемещения боковых стержней в трубчатых центральных частях рычагов, что позволяет стабилизировать нагрузку волновой гидроэлектростанции при изменении силы волнения. Power hydraulic cylinders 6 and 7 with two pistons and rods each are designed to change the length of the equal-arm levers 3 and 4 by simultaneous symmetrical longitudinal movement of the side rods in the tubular central parts of the levers, which makes it possible to stabilize the load of the wave hydroelectric power station when the wave force changes.

Корпуса гидроцилиндров неподвижно крепятся сверху на центральных частях рычагов с помощью кронштейнов, а концы штоков с поршнями к боковым стержням. Cases of hydraulic cylinders are fixedly mounted from above on the central parts of the levers using brackets, and the ends of the rods with pistons to the side rods.

Габариты силовых гидроцилиндров 6 и 7 определяются длиной равноплечих рычагов и степенью ее регулирования. The dimensions of the power hydraulic cylinders 6 and 7 are determined by the length of the equal-arm levers and the degree of its regulation.

Рамы 8 служат для подвижного крепления поршневых насосов 9 на площадке выше уровня воды с целью компенсации возвратно-поступательного перемещения в горизонтальном направлении поплавков 5 при качании их на рычагах 3 и 4 вокруг оси 2 во время работы волновой гидроэлектростанции и представляют собой каждая две П-образные конструкции, обращенные поперечинами к площадке и соединенные между собой в верхней части с боков пластинами с двумя горизонтальными пазами для прохода цапф поршневых насосов. Frames 8 are used for movable mounting of piston pumps 9 at a site above the water level in order to compensate for the reciprocating movement in the horizontal direction of the floats 5 when they swing on the levers 3 and 4 around axis 2 during the operation of the wave hydroelectric station and are each two U-shaped structures facing the platform with cross members and interconnected in the upper part with lateral plates with two horizontal grooves for the passage of the trunnions of piston pumps.

Поршневые насосы установлены между П-образными конструкциями, а в площадке под ними имеются пазы для проходов штоков, соединяющих насосы с поплавками. Piston pumps are installed between the U-shaped structures, and in the area below them there are grooves for the passage of the rods connecting the pumps to the floats.

Поршневые насосы 9 подвижно крепятся на цапфах между П-образными конструкциями рам 8 с возможностью возвратно-поступательного перемещения в горизонтальном направлении и состоят каждый из цилиндра 17 с цапфами18 и крышкой 19, поршня 20 со штоком 21, корпусов 22 и 23 клапанных коробок с крышками 24 и 25, трубопроводов 26 29, тарельчатых всасывающих клапанов 30 и 31 и нагнетательных клапанов 32 и 33, пружин 34 и 35, всасывающего коллектора 36 и напорного коллектора 37. Piston pumps 9 are movably mounted on pins between the U-shaped structures of the frames 8 with the possibility of reciprocating movement in the horizontal direction and consist of each cylinder 17 with pins 18 and a cover 19, a piston 20 with a rod 21, bodies 22 and 23 of valve boxes with covers 24 and 25, pipelines 26 29, poppet suction valves 30 and 31, and pressure valves 32 and 33, springs 34 and 35, a suction manifold 36, and a pressure manifold 37.

В вертикально расположенном цилиндре 17 нижний торец открыт и снабжен фланцем для крепления крышки 19, а на боковой поверхности снаружи посередине имеются две горизонтально расположенные цапфы 18 для подвижного крепления цилиндра в пазах рамы 8. In the vertically located cylinder 17, the bottom end is open and provided with a flange for attaching the cover 19, and on the lateral surface outside in the middle there are two horizontally spaced axles 18 for movable mounting of the cylinder in the grooves of the frame 8.

Под углом 90o в плане на боковой поверхности выполнены два окна для соединения его внутренней полости с корпусами 22 и 23 клапанных коробок, а с противоположной стороны имеются кронштейны для крепления всасывающего коллектора 36 и напорного коллектора 37.At an angle of 90 o in plan, two windows are made on the side surface for connecting its inner cavity to the valve box bodies 22 and 23, and on the opposite side there are brackets for mounting the suction manifold 36 and the pressure manifold 37.

Для монтажа поршня 20 со штоком 21 на цилиндре имеется фланцевая крышка 19. Пропуск штока в цилиндр 17 осуществляется через отверстие с сальником, расположенное в центре крышки. For mounting the piston 20 with the stem 21 on the cylinder there is a flange cover 19. The stem is passed into the cylinder 17 through an opening with an oil seal located in the center of the cover.

Цилиндр для попеременного соединения со всасывающим коллектором 36 и отвода воды под давлением в напорный коллектор 37 снабжен двумя клапанными коробками, расположенными в зоне окон. The cylinder for alternating connection with the suction manifold 36 and the discharge of pressurized water into the pressure manifold 37 is equipped with two valve boxes located in the window area.

Корпуса 22 и 23 клапанных коробок выполнены в виде вертикально расположенных прямоугольных призм, которые со стороны окон имеют дно, и с противоположной стороны открыты и разделены на две равные части горизонтальными перегородками. Cases 22 and 23 of the valve boxes are made in the form of vertically arranged rectangular prisms, which have a bottom on the side of the windows, and on the opposite side are open and divided into two equal parts by horizontal partitions.

Открытые и закрытые торцы корпусов снабжены фланцами для крепления крышек 24 и 25 и присоединения к цилиндру 17. The open and closed ends of the housings are provided with flanges for attaching the covers 24 and 25 and connecting to the cylinder 17.

Для монтажа всасывающих клапанов 30 и 31, нагнетательных клапанов 32 и 33 и пружин 34 и 35 в корпусах 22 и 23 имеются фланцевые крышки 24 и 25. For mounting the suction valves 30 and 31, the discharge valves 32 and 33 and the springs 34 and 35 in the bodies 22 and 23 there are flange covers 24 and 25.

Все фланцевые соединения по периметру примыкания и горизонтальные перегородки со стороны крышек уплотнены эластичными прокладками. All flange connections along the perimeter of the abutment and horizontal partitions from the side of the covers are sealed with elastic gaskets.

В передних боковых стенках корпусов 22 и 23 выше горизонтальных перегородок имеются по одному отверстию для соединения трубопроводами 26 и 27 со всасывающим трубопроводом 36, а в дне с внутренней полостью цилиндра. In the front side walls of the housings 22 and 23 above the horizontal partitions, there is one hole for connecting by pipelines 26 and 27 to the suction pipe 36, and in the bottom with the inner cavity of the cylinder.

Аналогичные отверстия в заданных боковых стенках и дне имеются ниже горизонтальных перегородок и служат соответственно для соединения клапанных коробок с помощью трубопроводов 28 и 29 с напорным коллектором 37 и отвода воды под давлением из внутренней полости цилиндра 17. Similar openings in predetermined side walls and the bottom are below the horizontal partitions and respectively serve to connect the valve boxes using pipelines 28 and 29 to the pressure manifold 37 and drain water under pressure from the inner cavity of the cylinder 17.

Отверстия в дне корпусов клапанных коробок закрыты тарельчатыми всасывающими клапанами 30 и 31 и нагнетательными клапанами 32 и 33. The holes in the bottom of the valve body housings are closed by poppet suction valves 30 and 31 and discharge valves 32 and 33.

Прижатие всасывающих клапанов к входным отверстиям производится с помощью пружин 34, закрепленных одним концом с помощью шайб и шплинтов на стержнях клапанов 30 и 31, а другим упирающихся в дно корпусов 22 и 23. The suction valves are pressed against the inlet by means of springs 34 fixed at one end with washers and cotter pins on the valve stems 30 and 31, and the other resting against the bottom of the housings 22 and 23.

Прижатие нагнетательных клапанов к выходным отверстиям осуществляется с помощью пружин 35, упирающихся одним концом в тарелки клапанов 32 и 33, а другим в крышки 24 и 25 клапанных коробок. The pressure valves are pressed against the outlet openings by means of springs 35 resting against one end of the valve plates 32 and 33, and the other by the covers 24 and 25 of the valve boxes.

Внутри цилиндра 17 находится поршень 20, который неподвижно закреплен посредине верхней утолщенной части штока 21 и может перемещаться возвратно-поступательно в вертикальном направлении (рабочий ход), совершая одновременно небольшие возвратно-поступательные перемещения в горизонтальном направлении под действием связанного с ним одного из поплавков 5, качающегося на соответствующем рычаге вокруг оси 2. Inside the cylinder 17 there is a piston 20, which is fixedly fixed in the middle of the upper thickened part of the rod 21 and can move reciprocating in the vertical direction (working stroke), while simultaneously making small reciprocating movements in the horizontal direction under the action of one of the floats 5, swinging on the corresponding lever around axis 2.

Утолщенные части штока по обе стороны поршня являются упорами, ограничивающими перемещение поршня 20 в зоне окон. Thickened parts of the rod on both sides of the piston are stops that limit the movement of the piston 20 in the area of the windows.

Снаружи цилиндра 17 на боковой поверхности под углом 150o в плане относительно окон имеется всасывающий коллектор 36, который с помощью компенсатора 12 соединен со всасывающим коллектором 13 волновой гидроэлектростанции, а последний с морем.Outside the cylinder 17, on the side surface at an angle of 150 o in plan with respect to the windows, there is a suction collector 36, which is connected to the suction collector 13 of the wave hydroelectric power station by means of a compensator 12, and the latter to the sea.

Всасывающий коллектор предназначен для подвода воды во внутреннюю полость цилиндра и представляет собой закрытую с обоих торцов вертикальную трубу, которая на кронштейнах крепится к цилиндру 17 и имеет отверстия и патрубок в нижней части. The suction manifold is designed to supply water into the internal cavity of the cylinder and is a vertical pipe closed from both ends, which is attached to the brackets 17 on the brackets and has holes and a pipe in the lower part.

Отверстия служат для соединения с помощью трубопроводов 26 и 27 с корпусами 22 и 23 клапанных коробок, а патрубок для шарнирного соединения с компенсатором. The holes are used to connect using pipelines 26 and 27 to the valve body housings 22 and 23, and a pipe for articulation with a compensator.

Снаружи цилиндра 17 на боковой поверхности под углом 180o в плане относительно оси окон имеется напорный коллектор 37, который с помощью компенсатора 12 соединен с напорным коллектором волновой гидроэлектростанции, а последний с гидротурбиной 15.Outside the cylinder 17, on the lateral surface at an angle of 180 ° in the plan relative to the axis of the windows, there is a pressure collector 37, which is connected to a pressure collector of a wave hydroelectric power station by means of a compensator 12, and the latter with a turbine 15.

Напорный коллектор предназначен для сбора воды под давлением, поступающей из внутренней полости цилиндра и представляет собой закрытую с обоих торцов вертикальную трубу, которая на кронштейнах крепится к цилиндру 17 и имеет два отверстия и патрубок в нижней части. The pressure header is designed to collect water under pressure from the internal cavity of the cylinder and is a vertical pipe closed at both ends, which is attached to the brackets 17 on the brackets and has two holes and a pipe in the lower part.

Отверстия служат для соединения с помощью трубопроводов 28 и 29 с корпусами 22 и 23 клапанных коробок, а патрубок для шарнирного соединения с компенсатором. The holes are used to connect using pipelines 28 and 29 to the valve body housings 22 and 23, and a pipe for articulation with a compensator.

Хомуты 10 предназначены для соединения штоков 21 поршневых насосов 9 с поплавками 5. Хомуты выполнены в виде жестких конструкций дугообразной формы, которые посередине неподвижно прикреплены к штокам, а концами шарнирно к цапфам 11 поплавков. The clamps 10 are designed to connect the rods 21 of the piston pumps 9 with the floats 5. The clamps are made in the form of rigid arc-shaped structures, which are fixedly attached to the rods in the middle and pivotally connected to the trunnions 11 of the floats.

Компенсаторы 12 служат для шарнирного соединения всасывающих коллектором 35 и напорных коллекторов 37 поршневых насосов 9 со всасывающим коллектором 13 и напорным коллектором 14 волновой гидроэлектростанции, а с помощью последних с морем и гидротурбиной 15 соответственно. Compensators 12 serve to swivel the suction collector 35 and the pressure manifold 37 of the piston pumps 9 with the suction collector 13 and the pressure collector 14 of the wave hydroelectric station, and with the help of the sea and the turbine 15, respectively.

Компенсаторы представляют собой 3-хшарнирные трубопроводы с двумя концевыми и одним промежуточным шарнирами. Compensators are 3-hinged pipelines with two end and one intermediate hinges.

Трубы компенсаторов 12 расположены под определенными острыми углами, в вершинах которых находятся промежуточные шарниры, благодаря чему они могут поворачиваться вокруг шарниров и, изменяя углы, и одновременно расстояния между концевыми шарнирами, которые крепятся к патрубкам коллекторов 36 и 37 подвижных поршневых насосов 9 или неподвижных коллекторов 13 и 14 волновой гидроэлектростанции. The pipes of the compensators 12 are located at certain sharp angles, at the tops of which there are intermediate hinges, so that they can rotate around the hinges and, changing the angles, and at the same time the distance between the end hinges, which are attached to the nozzles of the manifolds 36 and 37 of the movable piston pumps 9 or fixed manifolds 13 and 14 wave hydroelectric power station.

Всасывающий коллектор 13 волновой гидроэлектростанции предназначен для подвода воды из моря к всасывающим коллекторам 36 поршневых насосов 9 с помощью компенсаторов 12 и представляют собой трубопровод с патрубками, к которым крепятся концевые шарниры соответствующих компенсаторов. The suction collector 13 of the wave hydroelectric power station is designed to supply water from the sea to the suction manifolds 36 of the piston pumps 9 using compensators 12 and are a pipeline with nozzles to which end hinges of the corresponding compensators are attached.

Напорный коллектор 14 волновой гидроэлектростанции служит для сбора воды под давлением, поступающей из напорных коллекторов 37 поршневых насосов 9 с помощью компенсаторов 12, а также подвода ее к гидротурбине 15 и представляет собой трубопровод с патрубками, к которым крепятся концевые шарниры соответствующих компенсаторов. The pressure collector 14 of the wave hydroelectric power station serves to collect the pressurized water coming from the pressure collectors 37 of the piston pumps 9 using compensators 12, as well as supply it to the hydraulic turbine 15 and is a pipeline with nozzles to which the end hinges of the corresponding compensators are attached.

Гидротурбина 15 соединена с электрогенератором 16, который предназначен для получения электроэнергии. The turbine 15 is connected to an electric generator 16, which is designed to produce electricity.

Гидроэлектростанция работает следующим образом. Hydroelectric power works as follows.

В исходном положении поршневые насосы 9, коллекторы 36 и 37 насосов, коллекторы 13 и 14 гидроэлектростанции, компенсаторы 12 и гидротурбина 15 заполнены водой. In the initial position, the piston pumps 9, the collectors 36 and 37 of the pumps, the collectors 13 and 14 of the hydroelectric power station, the expansion joints 12 and the turbine 15 are filled with water.

Рассмотрим работу равноплечевого рычага 3 с поплавками 5 на концах и соединенных с ними поршневых насосов 9 на волнении с расчетной для данного рычага длиной волны, при которой левый поплавок находится на вершине гребня волны, правый в середине впадины, а ход поршней насосов максимальный. Let us consider the operation of an equal-arm lever 3 with floats 5 at the ends and piston pumps 9 connected to them at a wave with a wavelength calculated for this lever, at which the left float is at the top of the wave crest, the right one in the middle of the cavity, and the piston stroke of the pumps is maximum.

При этом боковые стержни рычага 3 частично выдвинуты из трубчатой центральной части на величину, равную половине хода каждого из поршней силового гидроцилиндра 6, а цапфы корпусов поршневых насосов 9 в продольных пазах рам 8 находятся в среднем положении. In this case, the side rods of the lever 3 are partially extended from the tubular central part by an amount equal to half the stroke of each of the pistons of the power hydraulic cylinder 6, and the trunnions of the bodies of the piston pumps 9 in the longitudinal grooves of the frames 8 are in the middle position.

В процессе прохождения волны в направлении справа налево равноплечий рычаг 4 начинает поворачиваться вокруг оси 2 против часовой стрелки в результате того, что левый поплавок 5 опускается по склону волны с гребня во впадину по дуге окружности с радиусом, равным расстоянию между центрами оси и поплавка на высоту, равную высоте расчетной волны, а правый поплавок 5 в это время поднимается из впадины на гребень набегающей волны по той же траектории. During the passage of the wave from right to left, the equal-arm lever 4 begins to rotate around the axis 2 counterclockwise as a result of the fact that the left float 5 lowers along the wave slope from the ridge into the cavity along a circular arc with a radius equal to the distance between the centers of the axis and the float to a height equal to the height of the calculated wave, and the right float 5 at this time rises from the cavity to the crest of the incident wave along the same path.

Одновременно оба поплавка совершают небольшие возвратно-поступательные перемещения в горизонтальном направлении. At the same time, both floats make small reciprocating movements in the horizontal direction.

Находящийся в крайнем верхнем положении поршень 19 со штоком 20 поршневого насоса 9, соединенного с левым поплавком 5, начинает опускаться, а сам насос на цапфах перемещается вдоль пазов рамы 8 из среднего положения в крайнее левое (в момент прохождения поплавком уровня спокойного моря) и обратно, совершая возвратно-поступательное движение. При этом по мере повышения давления в нижней части цилиндра 17 сжимается пружина 35 нагнетательного клапана 33, клапан открывается и вода под давлением через корпус 23 клапанной коробки, трубопровод 29, напорный коллектор 37, компенсатор 12 и напорный коллектор 14 поступает в гидротурбину 15, вызывая вращение гидротурбины и связанного с ней электрогенератора 16. The piston 19 located in the extreme upper position with the rod 20 of the piston pump 9 connected to the left float 5 starts to lower, and the pump on the pins moves along the grooves of the frame 8 from the middle position to the extreme left (at the time the float passes the calm sea level) and back making a reciprocating motion. In this case, as the pressure increases in the lower part of the cylinder 17, the spring 35 of the pressure valve 33 is compressed, the valve opens and water under pressure through the valve box body 23, the pipeline 29, the pressure manifold 37, the compensator 12, and the pressure manifold 14 enters the turbine 15, causing rotation hydraulic turbines and associated electric generator 16.

Одновременно в верхней части цилиндра под действием разряжения сжимается пружина 34 всасывающего клапана 30, клапан открывается, и вода из моря через всасывающий коллектор 13, компенсатор 12, всасывающий коллектор 36, трубопровод 26 и корпус 22 клапанной коробки поступает в цилиндр 17. At the same time, the spring 34 of the suction valve 30 is compressed in the upper part of the cylinder under the action of rarefaction, the valve opens, and water from the sea through the suction manifold 13, compensator 12, the suction manifold 36, the pipeline 26 and the valve box body 22 enters the cylinder 17.

При опускании левого поплавка 5 по склону волны с гребня во впадину острые углы между подвижными трубами в вершинах компенсаторов 12 сначала увеличиваются, а затем снова уменьшаются до первоначальной величины, компенсируя периодические изменения расстояний между коллекторами 36 и 37 поршневого насоса 9, шарнирно соединенного с левым поплавком и неподвижными коллекторами 13 и 14 волновой гидроэлектростанции. When lowering the left float 5 along the slope of the wave from the ridge to the cavity, the sharp angles between the movable pipes at the tops of the compensators 12 first increase and then decrease again to the initial value, compensating for periodic changes in the distances between the collectors 36 and 37 of the piston pump 9, pivotally connected to the left float and fixed reservoirs 13 and 14 of the wave hydroelectric power station.

В процессе прохождения волны в направлении справа налево равноплечий рычаг 3 начинает поворачиваться вокруг оси 2 против часовой стрелки в результате того, что правый поплавок 5 поднимается по склону волны с впадины на гребень по дуге окружности с радиусом, равным расстоянию между центрами оси и поплавка на высоту, равную высоте расчетной волны, а левый поплавок 5 в это время спускается с гребня во впадину набегающей волны по той же траектории. During the passage of the wave from right to left, the equal-arm lever 3 begins to rotate around the axis 2 counterclockwise as a result of the fact that the right float 5 rises along the wave slope from the depression to the crest along an arc of a circle with a radius equal to the distance between the centers of the axis and the float to a height equal to the height of the calculated wave, and the left float 5 at this time descends from the ridge into the cavity of the incident wave along the same path.

Одновременно оба поплавка совершают небольшие возвратно-поступательные перемещения в горизонтальном направлении. At the same time, both floats make small reciprocating movements in the horizontal direction.

Находящийся в крайнем нижнем положении поршень 19 со штоком 21 поршневого насоса 9, соединенного с правым поплавком 5, начинает подниматься, а сам насос на цапфах перемещается вдоль пазов рамы 8 из среднего положения в крайнее правое (в момент прохождения поплавком уровня спокойного моря) и обратно, совершая возвратно-поступательные движения. The piston 19 located in the lowermost position with the piston pump rod 21 connected to the right float 5 starts to rise, and the pump on the pins moves along the grooves of the frame 8 from the middle position to the extreme right (at the time the float passes the level of the calm sea) and back making reciprocating movements.

При этом по мере повышения давления в верхней части цилиндра 17 сжимается пружина 35 нагнетательного клапана 32, клапан открывается и вода под давлением через корпус 22 клапанной коробки, трубопровод 28, напорный коллектор 37компенсатор 12 и напорный коллектор 14 поступает в гидротурбину 15, вызывая вращение гидротурбины и связанного с ней гидрогенератора 16. In this case, as the pressure increases in the upper part of the cylinder 17, the spring 35 of the discharge valve 32 is compressed, the valve opens and water under pressure through the valve box housing 22, the pipeline 28, the pressure collector 37, the compensator 12, and the pressure manifold 14 enters the turbine 15, causing the rotation of the turbine and associated hydrogenerator 16.

Одновременно в нижней части цилиндра под действием разряжения сжимается пружина 34 всасывающего клапана 31, клапан открывается, и вода из моря через всасывающий коллектор 13, компенсатор 12, всасывающий коллектор 36, трубопровод 27 и корпус 23 клапанной коробки поступает в цилиндр 17. At the same time, the spring 34 of the suction valve 31 is compressed in the lower part of the cylinder under the action of vacuum, the valve opens, and water from the sea through the suction manifold 13, compensator 12, the suction manifold 36, the pipeline 27 and the valve box body 23 enters the cylinder 17.

При поднимании правого поплавка 5 по склону волны из впадины на гребень острые углы между подвижными трубами в вершинах компенсаторов 12 сначала увеличиваются, а затем снова уменьшаются до первоначальной величины, компенсируя периодические изменения расстояний между коллекторами 36 и 37 поршневого насоса 9, шарнирно соединенного с правым поплавком и неподвижными коллекторами 13 и 14 волновой гидроэлектростанции. When lifting the right float 5 along the slope of the wave from the depression to the crest, the sharp angles between the movable pipes at the tops of the compensators 12 first increase and then decrease again to the initial value, compensating for periodic changes in the distances between the collectors 36 and 37 of the piston pump 9, pivotally connected to the right float and fixed reservoirs 13 and 14 of the wave hydroelectric power station.

Далее вышеописанный цикл повторяется непрерывно. Further, the above cycle is repeated continuously.

При увеличении длины волны выше расчетной для равноплечего рычага 3 боковые стержни начинают перемещаться внутрь трубчатой цилиндрической части с помощью поршней и штоков силового гидроцилиндра 6, амплитуда качаний рычага уменьшается и наоборот. When the wavelength increases above the calculated for the equal-arm lever 3, the side rods begin to move inside the tubular cylindrical part with the help of pistons and rods of the power hydraulic cylinder 6, the swing amplitude of the lever decreases and vice versa.

В обоих случаях нагрузка волной гидроэлектростанции стабилизируется. In both cases, the load of the wave of the hydroelectric power station is stabilized.

Аналогично работает равноплечий рычаг 4 с поплавками 5 на концах и соединенными с ними поршневыми насосами 9 на волнении с расчетной для данного рычага длиной волны, при которой левый поплавок находится на вершине гребня волны, правый в середине впадины, а ход поршней насосов максимальный. The equal-arm lever 4 with the floats 5 at the ends and the piston pumps 9 connected to them works in a wave with the wavelength calculated for this lever, at which the left float is at the top of the wave crest, the right one in the middle of the cavity, and the piston stroke of the pumps works the same way.

Рычаги 3 и 4 качаются вокруг оси 2 одновременно и независимо друг от друга с частотой волнения. The levers 3 and 4 swing about an axis 2 simultaneously and independently from each other with a wave frequency.

В зависимости от соотношения длин равноплечих рычагов их одноименные поплавки 5 (левые или правые) могут работать в одной фазе (на гребнях волн) или в противоположных фазах (один на гребне, а второй во впадине). Depending on the ratio of the lengths of the equal-arm levers, their floats of the same name 5 (left or right) can work in one phase (on the crests of the waves) or in opposite phases (one on the crest and the second in the cavity).

Все поршневые насосы 9 соединены параллельно и работают на коллекторы 13 и 14 волновой гидроэлектростанции. All piston pumps 9 are connected in parallel and work on the collectors 13 and 14 of the wave hydroelectric power station.

Расположение по меньшей мере двух поплавков на концах равноплечего рычага, качающегося вокруг горизонтальной оси, позволяет упростить конструкцию и повысить надежность. The arrangement of at least two floats at the ends of an equal-arm lever swinging around a horizontal axis allows to simplify the design and increase reliability.

Выполнение рычага переменной длины с помощью силового гидроцилиндра стабилизирует нагрузку волновой гидроэлектростанции при изменении силы волнения. The implementation of a variable-length lever using a power hydraulic cylinder stabilizes the load of the wave hydroelectric power station when the wave strength changes.

Установка на оси по меньшей мере двух равноплечих рычагов разной длины дает возможность расширения длин используемых волн. The installation on the axis of at least two equal arms of different lengths makes it possible to extend the lengths of the waves used.

Claims (2)

1. Волновая гидроэлектростанция, содержащая равноплечий рычаг с поплавками на концах, качающийся вокруг установленной посередине горизонтальной оси и связанный с ним через соединительные элементы электрогенератор, отличающаяся тем, что рычаг выполнен переменной длины с помощью силового гидроцилиндра. 1. A wave hydroelectric power station containing an equal arm with floats at the ends, swinging around a horizontal axis mounted in the middle and connected through an connecting element by an electric generator, characterized in that the lever is made of variable length using a power hydraulic cylinder. 2. Гидроэлектростанция по п.1, отличающаяся тем, что на оси установлены по меньшей мере два рычага разной длины. 2. Hydroelectric power station according to claim 1, characterized in that at least two levers of different lengths are installed on the axis.
RU9292015055A 1992-12-29 1992-12-29 Wave hydroelectric station RU2085759C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU9292015055A RU2085759C1 (en) 1992-12-29 1992-12-29 Wave hydroelectric station

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU9292015055A RU2085759C1 (en) 1992-12-29 1992-12-29 Wave hydroelectric station

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU92015055A RU92015055A (en) 1995-09-20
RU2085759C1 true RU2085759C1 (en) 1997-07-27

Family

ID=20134587

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU9292015055A RU2085759C1 (en) 1992-12-29 1992-12-29 Wave hydroelectric station

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2085759C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111255618A (en) * 2020-02-08 2020-06-09 西南石油大学 Device and method for capturing wave energy to generate power based on differential lever principle

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Заявка Франции N 2467999, кл. F 03 B 13/12, 1981. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111255618A (en) * 2020-02-08 2020-06-09 西南石油大学 Device and method for capturing wave energy to generate power based on differential lever principle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU1611225A3 (en) Pneumohydraulic hydrogenerator
US4398095A (en) Wave activated power generation system
CA2809174C (en) Apparatus and control system for generating power from wave energy
US3758788A (en) Conversion system for providing useful energy from water surface motion
US9068554B2 (en) Wave energy electrical power generation
CA2824713C (en) Hydrokinetic electrical generating device
WO2005038249A1 (en) A wave power machine
KR20070051783A (en) Wave energy converter
WO2013033667A1 (en) Ocean wave energy converter with multple capture modes
BR0110787B1 (en) apparatus for storing potential energy.
US3952517A (en) Buoyant ram motor and pumping system
RU2085759C1 (en) Wave hydroelectric station
US6256985B1 (en) Device for energy conversion from wave movement
JP2018013129A (en) Wave energy electrical power generation system
RU2009367C1 (en) Tidal power station
RU2083869C1 (en) Breaking-waves power plant
RU2006661C1 (en) Tidal power plant
JP6695531B1 (en) Wave power generator
KR20220051013A (en) Wave power absorption converter and power generation system
RU2786536C1 (en) Surface sea wave energy converter
GB1596053A (en) Apparatus for extracting engergy from waves
RU2010995C1 (en) Wave power plant
EP1375912B1 (en) Marine platform for wind and wave power conversion
CN212003527U (en) Water pumping equipment for ocean engineering
RU2010997C1 (en) Wave water lift plant