RU2147077C1

RU2147077C1 - Wave energy plant

Info

Publication number: RU2147077C1
Application number: RU97114022A
Authority: RU
Inventors: Н.Г. Мазин; О.А. Сергеев; А.С. Шестернин
Original assignee: Акционерное общество открытого типа "Белгородский завод энергетического машиностроения"
Priority date: 1997-08-15
Filing date: 1997-08-15
Publication date: 2000-03-27

Abstract

FIELD: power engineering; conversion of wave energy into electric energy. SUBSTANCE: floats are placed on water, and frame with platform, unit with bevel and cylindrical gears and wheels, and power takeoff shaft is arranged above water surface. Flywheel and clutch for connection with electric generator are installed on power takeoff shaft. Middle float is secured on ends of rods. Side floats are rigidly connected with ends of increased length rods. Opposite ends of all rods are provided with holes located on common axis. Floats are mechanically coupled with power takeoff shaft and are made in form of triangular prism with projecting edges. EFFECT: reduced speed fluctuations of electric generator, increased power output and efficiency. 3 dwg

Description

Изобретение относится к гидроэнергетике, в частности к волновым энергетическим установкам. The invention relates to hydropower, in particular to wave power plants.

Известны установки для преобразования энергии волн, механизм преобразования движений которых расположен над водной поверхностью, но недостаточно использующих кинетическую энергию горизонтального движения волны. Known installations for converting the energy of waves, the mechanism for converting the movements of which are located above the water surface, but not enough using the kinetic energy of the horizontal movement of the wave.

Наиболее близкой к предлагаемой конструкции является установка, содержащая каркас с площадкой, блок шестерен и колес, вал отбора мощности, соединяющийся с электрогенератором, поплавок на конце штанги. Недостаток - поплавок имеет форму и угол наклона, препятствующие использованию горизонтального движения волны [1]. Closest to the proposed design is an installation containing a frame with a platform, a block of gears and wheels, a power take-off shaft connected to an electric generator, a float at the end of the rod. The disadvantage is that the float has a shape and angle of inclination that impede the use of horizontal wave motion [1].

Цель изобретения - уменьшение колебаний скорости вращения электрогенератора, использование кинетической энергии горизонтального движения волны, повышение мощности и КПД установки. The purpose of the invention is the reduction of fluctuations in the speed of rotation of the generator, the use of kinetic energy of the horizontal movement of the wave, increasing the power and efficiency of the installation.

Указанная цель достигается тем, что поплавки - средний, укрепленный на концах штанг, и боковые, соединенные жестко на штангах с увеличенной длиной, имеют форму трехгранной призмы с выступающими гранями. Концы всех штанг размещены на общей оси и независимы в своих относительных движениях, а достаточное пространство между боковыми поплавками обеспечивает свободный проход волны на средний поплавок. This goal is achieved by the fact that the floats are medium, fixed at the ends of the rods, and side, connected rigidly on the rods with increased length, have the shape of a trihedral prism with protruding faces. The ends of all rods are placed on a common axis and are independent in their relative movements, and a sufficient space between the side floats provides free passage of the wave to the middle float.

Фиг. 1 - разрез А-А (см. фиг. 2); фиг. 2 - вид сверху на установку; фиг. 3 - ступенчатый разрез Б-Б (см. фиг. 2). FIG. 1 - section AA (see Fig. 2); FIG. 2 - top view of the installation; FIG. 3 - step section BB (see Fig. 2).

Установка содержит каркас с площадкой 1, угловыми и внутренними стойками 2, опирающимися на грунт. Ось 3 с установленными на ней коническими шестернями 4, 5, 6, 7 и жестко соединенными с ними колесами 8 храповых механизмов, проходит через концы стоек 2. Шестерни 4 и 5, 6 и 7 попарно входят в зацепление с коническими шестернями 9 и 10, соединенными жестко с валами 11 и 12, на которых укреплены цилиндрические колеса 13 и 14, входящие в зацепление с шестерней 15 на валу 16. На этом валу установлен маховик 17, муфтой 18 вал соединен с электрогенератором 19. Средний поплавок 20 укреплен на концах штанг 21, штанги размещены на общей оси. Противоположные концы штанг с отверстиями шарнирно соединены со средними стойками в их нижней части. Рычаг 22, с размещенными на нем упором храпового механизма 23 и фиксатором 24, одним концом установлен на оси 3, вторым концом шарнирно соединен тягой 25 со штангой 21. Шарнирно соединенные рычаг 22, тяга 25, часть штанги 21, часть стойки образуют шарнирный четырехзвенник (параллелограмм). Боковые поплавки 26 размещены на концах удлиненных штанг 27, схема работы поплавка 26 такая же, как поплавка 20. The installation comprises a frame with a platform 1, angular and internal racks 2, based on the ground. Axis 3 with bevel gears 4, 5, 6, 7 mounted on it and wheels 8 of ratchet rigidly connected to them, passes through the ends of struts 2. Gears 4 and 5, 6, and 7 pairwise engage with bevel gears 9 and 10, rigidly connected to the shafts 11 and 12, on which the cylindrical wheels 13 and 14 are mounted, engaged with the gear 15 on the shaft 16. A flywheel 17 is mounted on this shaft, the shaft 18 is connected to the electric generator 19. The middle float 20 is fixed at the ends of the rods 21 , rods are placed on a common axis. The opposite ends of the rods with holes are pivotally connected to the middle posts in their lower part. The lever 22, with the stop of the ratchet mechanism 23 and the latch 24 placed on it, is mounted on one axis 3 at the other end, and the rod 25 is pivotally connected to the rod 21. The lever 22, rod 25, part of the rod 21 are pivotally connected and form a four-link articulated part ( parallelogram). Side floats 26 are placed at the ends of the elongated rods 27, the operation scheme of the float 26 is the same as the float 20.

Конструкция установки работает следующим образом. The design of the installation is as follows.

Данный объект размещается так, чтобы направление скорости движения волны предпочтительно совпадало с продольной осью установки, что соответствует совпадению продольных осей поплавков и фронта волны. Поплавок 20 и поплавки 26 независимы в своих относительных движениях; они могут находиться одновременно как в верхнем положении (на вершине волны), так и в нижнем (впадине), или же перемещаться в противоположных направлениях. Например, поплавок 20 совершает движение вниз, в этом случае храповой механизм вращает шестерню 5, что приводит во вращение шестерню 9, колесо 13, шестерню 15 на валу 16 и размещенные на нем маховик 17 и электрогенератор 19. Шестерня 6 при этом вращается в режиме "холостого" хода. Если в этот период поплавки 26 движутся вверх, то работает храповой механизм шестерни 4, которая также передает крутящий момент шестерне 9; шестерня 7 работает в режиме "холостого" хода. Вероятность нахождения поплавка 20 и поплавков 26 в одном и том же положении, т.е. в одинаковых фазовых точках волны, очень мала. Поэтому уменьшение колебаний скорости вращения электрогенератора будет осуществляться не только маховиком, но и различным положением по высоте смещенных относительно друг друга поплавков в направлении, перпендикулярном фронту волны. Поплавки в форме трехгранной призмы с выступающими гранями и положением штанги, близким к средней линии волны, позволяют использовать энергию удара волны в плоскость поплавка для его подъема. Поэтому к концам штанг приложена не только подъемная сила поплавка, но и сила удара. При движении волны в обратном направлении (сход с берега) поплавок также будет воспринимать удар волны. This object is placed so that the direction of the wave velocity preferably coincides with the longitudinal axis of the installation, which corresponds to the coincidence of the longitudinal axes of the floats and the wave front. The float 20 and the floats 26 are independent in their relative movements; they can be located simultaneously both in the upper position (at the top of the wave) and in the lower (cavity), or move in opposite directions. For example, the float 20 moves downward, in this case the ratchet mechanism rotates the gear 5, which drives the gear 9, the wheel 13, the gear 15 on the shaft 16 and the flywheel 17 and the electric generator 19 placed on it, while the gear 6 rotates in the " idle move. If during this period the floats 26 move up, then the ratchet mechanism of the gear 4 is working, which also transfers torque to the gear 9; gear 7 is in idle mode. The probability that the float 20 and the floats 26 are in the same position, i.e. at the same phase points of the wave, very small. Therefore, the decrease in fluctuations in the speed of rotation of the generator will be carried out not only by the flywheel, but also by a different position along the height of the floats displaced relative to each other in a direction perpendicular to the wave front. Floats in the form of a trihedral prism with protruding faces and a rod position close to the midline of the wave allow the use of the energy of the wave to hit the plane of the float to lift it. Therefore, not only the lifting force of the float is applied to the ends of the rods, but also the impact force. When the wave moves in the opposite direction (offshore), the float will also perceive the impact of the wave.

Источники информации
1. Итоги науки и техники. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии, том 1, М.: ВИНИТИ, 1983, с. 70, рис. 12.Sources of information
1. The results of science and technology. Unconventional and Renewable Energy Sources, Volume 1, Moscow: VINITI, 1983, p. 70, fig. 12.

Claims

A wave power plant comprising a frame with a platform over the water surface and a float connected by means of a block of bevel and spur gears and wheels to a power take-off shaft, on which a flywheel and a coupling are mounted for connecting to an electric generator, characterized in that it is equipped with additional floats, moreover the middle float is fixed at the ends of the rods, and the side are rigidly connected to the ends of the rods of increased length, the opposite ends of all the rods are made with holes located on bschey axis, the floats have a triangular prism shape with protruding edges, independent in their relative motions, and the space between the side floats is adapted to allow free passage of the waves on the float medium.