RU2150021C1 - Method and megawatt-capacity power-plant module for recovering energy of reusable sources (options) - Google Patents

Method and megawatt-capacity power-plant module for recovering energy of reusable sources (options) Download PDF

Info

Publication number
RU2150021C1
RU2150021C1 RU99110683A RU99110683A RU2150021C1 RU 2150021 C1 RU2150021 C1 RU 2150021C1 RU 99110683 A RU99110683 A RU 99110683A RU 99110683 A RU99110683 A RU 99110683A RU 2150021 C1 RU2150021 C1 RU 2150021C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
floats
water
shaft
float
frame
Prior art date
Application number
RU99110683A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
А.Н. Русецкий
Original Assignee
Русецкий Александр Николаевич
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 Русецкий Александр Николаевич filed Critical Русецкий Александр Николаевич
Priority to RU99110683A priority Critical patent/RU2150021C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2150021C1 publication Critical patent/RU2150021C1/en
Priority to AU49611/00A priority patent/AU4961100A/en
Priority to PCT/RU2000/000203 priority patent/WO2000075506A1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/12Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
    • F03B13/14Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy
    • F03B13/16Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem"
    • F03B13/18Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore
    • F03B13/1805Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore and the wom is hinged to the rem
    • F03B13/181Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore and the wom is hinged to the rem for limited rotation
    • F03B13/1815Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore and the wom is hinged to the rem for limited rotation with an up-and-down movement
    • 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

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)

Abstract

FIELD: conversion of energy of wind-induced waves in water reservoirs. SUBSTANCE: rigid three-dimensional framework built up of similar-type modules is assembled from standard items; sets of floats are installed in several rows both along and perpendicular to operating shaft with one-way rotation clutches provided for each float; the latter are coupled with clutches through flexible links. Auxiliary shafts of transfer mechanisms of different modules are joined through gimbal transmissions. Power plant area, parameters and number of floats are found from formula derived as function of design capacity. Use is made of floats of two optimal shapes for two versions of suspension: on double-arm lever and on vertical section of link closed through four pulleys. Wind-power units, solar energy converters, industrial and dwelling buildings are installed on framework. Wave and wind energy is converted into rotary motion of shaft which transmits it through coupling mechanisms, dispensing boxes, and the like to drives of electric generators, pumps, vacuum distillation plants, reverse- osmosis demineralizing units, mills, etc. Primary electrical energy having unstable characteristics is used for heating steam, charging storage batteries, for feeding electrolyzers and producing hydrogen which is stored in tanks and used for internal-combustion engines driving other generator whose variables are regulated by means of feedback circuit. Pumps function to convey sea water to tanks above sea surface level and are used for hydroelectric power unit operating as pumped storage plant. The latter is mounted on hinged support or on piles, or on pontoons for regulating framework elevation relative to water surface level which is equipped with wheels for better maneuverability. EFFECT: improved efficiency, power capacity, and operating reliability. 25 cl, 14 dwg

Description

Группа изобретений относится к "малой энергетике", в основном к гидроволновой, к расширению, развитию и усовершенствованию технических средств и способов эффективного использования, т. е. "утилизации или употребления с пользой" (см. Сов. энцикл. словарь. Изд. "Сов. энцикл., М., 1980, с. 1403) экологически чистых возобновляющихся источников энергии - морских и океанских волн, ветра и солнца. The group of inventions relates to "small energy", mainly to the hydromotive, to the expansion, development and improvement of technical means and methods of effective use, that is, "disposal or use with good" (see Sov. Encycl. Dictionary. Ed. " Sov. Encycl., M., 1980, p. 1403) of environmentally friendly renewable energy sources - sea and ocean waves, wind and sun.

Известны способы использования указанных источников с помощью ветроагрегатов, солнечных батарей (см. там же, с. 218 и с. 1250), а также волновых энергоустановок (например, патент США N 5359229, кл. 290-53, 1994 г.). К недостаткам ветровых энергоустановок относят их шумность, невысокие мощности и нестабильность, солнечные энергоустановки занимают большие территории и также нестабильны. Волновые установки выгодно отличаются тем, что не занимают дорогостоящие участки земли в густозаселенных районах, находясь на море. Однако, проанализировав более 1000 патентов и авторских свидетельств на изобретения по данной теме, можно заключить, что энергию волн в этих проектах используют нерационально, расходуя ее не только на выполнение полезной работы, но и на работу по подъему веса самих поплавков. Эти потери существенны при оценке рентабельности, когда требуется получить большие мощности порядка мегаватт и установки должны занимать площади порядка га и тогда одним из главных становится вопрос металлоемкости конструкции. Существенны также потери и рассеяние энергии волн на погруженных в воду частях опор и поплавков, и при одинаковых производственных затратах выходная мощность установки будет выше, если рассеяние будет меньшим. Воплощение на практике известных проектов волновых энергоустановок и, тем более, доведение их мощностей до мегаватт, является малорентабельным в связи с низким их КПД и большими затратами материалов и средств и особенно из-за необходимости дорогостоящих подводных строительно-монтажных работ либо из-за необходимости использования дорогих плавсредств, а также в связи с невысокой надежностью из-за чрезмерной сложности и множества движущихся деталей. Поэтому до настоящего времени волновые установки не вошли в разряд практически используемых, и во всем мире есть лишь несколько опытных образцов. Known methods for using these sources using wind turbines, solar panels (see ibid., P. 218 and p. 1250), as well as wave power plants (for example, US patent N 5359229, CL 290-53, 1994). The disadvantages of wind power plants include their noise, low power and instability, solar power plants occupy large areas and are also unstable. Wave installations favorably differ in that they do not occupy expensive plots of land in densely populated areas while at sea. However, having analyzed more than 1000 patents and copyright certificates for inventions on this topic, we can conclude that the wave energy in these projects is used irrationally, spending it not only on useful work, but also on the work of lifting the weight of the floats themselves. These losses are significant when evaluating profitability, when it is necessary to obtain large powers of the order of megawatts and the installations should occupy areas of the order of ha, and then one of the main issues is the metal consumption of the structure. The losses and dissipation of wave energy on the parts of the supports and floats immersed in water are also significant, and at the same production costs, the output power of the installation will be higher if the dissipation is less. The practical implementation of well-known wave power plant projects and, moreover, bringing their capacities to megawatts is unprofitable due to their low efficiency and high cost of materials and means, and especially because of the need for expensive underwater construction and installation works or because of the need to use expensive watercraft, as well as due to low reliability due to excessive complexity and many moving parts. Therefore, to date, wave installations have not been included in the category of practically used ones, and all over the world there are only a few prototypes.

Наиболее близким аналогом (прототипом) всех вариантов "способа" группы изобретений является патент США N 4495424, 1985 г., кл. 290-53, (F 03 B 13/12) - "Plant for Utilization of Wind and Waves". Хотя объектом данного патента является устройство, в его описании кратко перечислены весьма перспективные идеи, содержащие признаки "способа", использования плавучих платформ с ветровыми и волновыми энергоустановками для утилизации ветра и волн для ряда производственных целей, например, для обессоливания морской воды, а также для получения и хранения водорода, в частности для питания двигателей, работающих на водороде. Акцент сделан на оригинальную ветровую энергоустановку, а волновая установка, описанная здесь, обладает недостатками, перечисленными выше. Так, предлагается использовать поплавки на маятниковых рычагах для привода гидронасосов для вращения гидрогенератора - здесь и сложные протяженные магистрали для морской воды, и множество поршневых насосов - на каждый поплавок, и громоздкий дорогостоящий корпус плавсредства типа танкера. Реализовать данный проект - весьма дорогое удовольствие уже из-за необходимости изготовления коррозионностойких магистралей и множества насосов для морской воды, не говоря о стоимости судна типа танкера. The closest analogue (prototype) of all variants of the "method" of the group of inventions is US patent N 4495424, 1985, class. 290-53, (F 03 B 13/12) - "Plant for Utilization of Wind and Waves". Although the object of this patent is a device, its description briefly lists very promising ideas containing the signs of a "method", the use of floating platforms with wind and wave power plants for the utilization of wind and waves for a number of production purposes, for example, for the desalination of sea water, as well as production and storage of hydrogen, in particular for powering hydrogen engines. The emphasis is on the original wind power installation, and the wave installation described here has the drawbacks listed above. So, it is proposed to use floats on pendulum arms to drive hydraulic pumps to rotate the hydrogenerator - here are complex long lines for sea water, and many piston pumps for each float, and a bulky and expensive tanker-type vessel. To implement this project is a very expensive pleasure already because of the need to manufacture corrosion-resistant lines and many pumps for sea water, not to mention the cost of a vessel such as a tanker.

Аналогами устройств, применяемых во всех заявленных изобретениях группы, можно признать патент Франции N 2339071, 1977, кл. F 03 B 13/12, патент РФ N 2049927, 1995, кл. F 03 B 13/18 и авт. св. СССР N 1596125, 1990, кл. F 03 B 13/12. В первом варианте заявленного "способа" в частном случае используют устройство, аналогичное описанному в авт. св. СССР N 1617182, 1990, кл. F 03 B 13/12. Общими с заявленными являются такие признаки, как наличие опор, поплавков, гибких связей, валов отбора мощности с муфтами одностороннего вращения. Наиболее близким аналогом (прототипом) заявленного устройства можно считать патент США N 3911287, 1975 г., кл. 290-53 (F 03 B 13/12). К недостаткам прототипа и аналогов можно отнести использование тяжелых поплавков, поскольку для совершения работы при спаде волны используется вес самого поплавка. Кроме того, излишне сложная конструкция подвески поплавков и связей затрудняет использование десятков поплавков на участке большой площади с приводом на один вал, что необходимо для получения значительных мощностей. Данные решения также нельзя считать рентабельными и способными решать серьезные задачи энергообеспечения - это и сложная металлоемкая кинематика, и использование, в прототипе, цепи в качестве гибкой связи, контактирующей с морской водой и поэтому имеющей малый ресурс работы. Analogues of devices used in all the claimed inventions of the group, you can recognize the patent of France N 2339071, 1977, cl. F 03 B 13/12, RF patent N 2049927, 1995, cl. F 03 B 13/18 and Aut. St. USSR N 1596125, 1990, class. F 03 B 13/12. In the first embodiment of the claimed "method" in a particular case using a device similar to that described in ed. St. USSR N 1617182, 1990, class. F 03 B 13/12. Common with the declared are such signs as the presence of supports, floats, flexible couplings, power take-off shafts with one-way rotation couplings. The closest analogue (prototype) of the claimed device can be considered US patent N 3911287, 1975, class. 290-53 (F 03 B 13/12). The disadvantages of the prototype and analogues include the use of heavy floats, since the weight of the float itself is used to perform work during wave decay. In addition, the overly complex suspension design of the floats and links makes it difficult to use dozens of floats in a large area with a single shaft drive, which is necessary to obtain significant power. These solutions can also not be considered cost-effective and able to solve serious problems of energy supply - this is a complex metal-intensive kinematics, and the use, in the prototype, of the circuit as a flexible connection in contact with sea water and therefore having a small resource of work.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ. SUMMARY OF THE INVENTION.

Задачей данной группы изобретений является получение энергии от возобновляющихся источников, в первую очередь от морских волн, повышение КПД и наращивание мощности, до мегаватт, и надежности волновых энергоустановок, а также создание на базе их простых и недорогих сборных модульных энергостанций с использованием, как дополнительных, и энергии солнечного излучения и ветра и создание на этой базе различных производств и жилых комплексов, использующих не только электроэнергию, но и механическую энергию вращающегося вала. The objective of this group of inventions is to obtain energy from renewable sources, primarily from sea waves, increase efficiency and increase power, to megawatts, and the reliability of wave power plants, as well as create on the basis of their simple and inexpensive prefabricated modular power plants using, as additional, and the energy of solar radiation and wind, and the creation on this base of various industries and residential complexes using not only electricity, but also the mechanical energy of a rotating shaft.

Общим техническим результатом при осуществлении всех вариантов изобретений данной группы, в объеме их независимых пунктов, является получение полезной энергии от морских или океанских волн, т.е., утилизация (применение с пользой) их энергии, которая преобразуется в энергию вращения вала отбора мощности энергостанции, состоящей из однотипных модулей. При этом, по мнению автора, достигается более высокий КПД по сравнению с аналогами, а полезная мощность, которую можно отнимать от указанного вала для утилизации на потребитель, может составлять мегаватты и это имеет промышленное значение. Таким образом, изобретение решает поставленную задачу. A common technical result in the implementation of all variants of the inventions of this group, to the extent of their independent clauses, is the generation of useful energy from sea or ocean waves, i.e., the utilization (use) of their energy, which is converted into rotational energy of the power plant’s power take-off shaft consisting of the same type of modules. At the same time, according to the author, a higher efficiency is achieved compared to analogues, and the net power that can be taken from the specified shaft for disposal to the consumer can be megawatts and this is of industrial importance. Thus, the invention solves the problem.

Изобретение поясняется графическим материалом, где на
Фиг. 1 - узел волновой установки с подвеской поплавка на двуплечем рычаге;
Фиг. 2 - узел установки со связью через блок;
Фиг. 3 - вид сбоку на установку с подвеской нескольких поплавков на двуплечих рычагах в виде сегмента шкива;
Фиг. 4 - вид сверху на установку согласно фиг. 3 с поплавками в несколько рядов (показано 2 ряда);
Фиг. 5 - вид сбоку волновой установки с подвеской поплавков на замкнутых связях;
Фиг. 6 - вид сверху на установку согласно фиг. 5;
Фиг. 7 - вид сбоку берегового варианта расположения установки с подвеской поплавков на двуплечих рычагах;
Фиг. 8 - вид сверху установки согласно фиг. 7.
The invention is illustrated by graphic material, where
FIG. 1 - wave installation unit with a float suspension on a two-arm lever;
FIG. 2 - installation unit with communication through the block;
FIG. 3 is a side view of the installation with the suspension of several floats on two shoulders levers in the form of a pulley segment;
FIG. 4 is a plan view of the apparatus of FIG. 3 with floats in several rows (2 rows shown);
FIG. 5 is a side view of a wave installation with a suspension of floats on closed links;
FIG. 6 is a plan view of the apparatus of FIG. 5;
FIG. 7 is a side view of the coastal version of the location of the installation with the suspension of the floats on two shoulders;
FIG. 8 is a plan view of the apparatus of FIG. 7.

Фиг. 9 - вид сбоку плавающего варианта установки с подвеской поплавков на двуплечих рычагах;
Фиг. 10 - схема энергостанции с возможными вариантами ее структуры и разными способами утилизации энергии волн и ветровой энергии.
FIG. 9 is a side view of a floating installation with suspension of floats on two-arm levers;
FIG. 10 is a diagram of a power plant with possible variations in its structure and various ways of utilizing wave energy and wind energy.

Фиг. 11 - вид сбоку поплавка наиболее эффективной формы для установки, представленной на фиг. 5. FIG. 11 is a side view of the float of the most efficient form for the installation shown in FIG. 5.

Фиг. 12 - муфта одностороннего вращения на валу по типу храпового механизма, с закреплением связи на барабане;
Фиг. 13 - зубчатые колеса из металлопроката на валу квадратного сечения, вращающемся в подшипниках скольжения в виде пары колец;
Фиг. 14 - опреснительная дистилляционная вакуумная установка с приводом от вала отбора мощности.
FIG. 12 - one-way rotation coupling on the shaft as a ratchet mechanism, with the connection on the drum;
FIG. 13 - gears of metal on a square shaft rotating in plain bearings in the form of a pair of rings;
FIG. 14 - desalination distillation vacuum installation driven by a power take-off shaft.

Сущность изобретения и совокупность отличительных признаков, объединяющих группу изобретений-вариантов предлагаемого способа утилизации возобновляющихся источников энергии, а также заявленного устройства, заключается в преобразовании энергии морских и океанских волн, как основного источника, с помощью множества поплавков 1 (фиг. 1 - 9), установленных в модульных (т.е., однотипных) ячейках прозрачного для прохождения волн жесткого объемного силового каркаса, гибких связей 2, в частных случаях, стальных или капроновых тросов, либо цепей, а также муфт 14 одностороннего вращения с барабанами 13, в энергию низкооборотного, до 500 об/мин, вращающегося вала 3 отбора мощности и затем в подключении к этому валу через передаточные механизмы 4, содержащие механизмы сцепления, раздаточные коробки, коробки передач и переходники, различных потребителей энергии, использующих для своей работы крутящий момент вала. Каждому поплавку 1 соответствует своя муфта 14, одна или несколько, которые, в частных случаях, стягивают с помощью шпилек в пакеты. В качестве потребителей используют электрогенераторы 5, разнообразные насосы, опреснительные установки на базе их, например вакуумные дистилляционные установки и установки обратного осмоса с насосами высокого давления 50-150 атм, мельницы, дробилки и др. (фиг. 10). В частных случаях на каркасе энергостанции, которая может занимать на поверхности воды площадь 1-100 га и более, устанавливают и ветроагрегаты, и преобразователи солнечной энергии, которые дополняют друг друга и их используют в зависимости от погодных условий. Для получения суммарных мощностей от нескольких модулей энергостанции, в частных случаях с помощью карданных передач, либо с помощью соединительных муфт, соединяют вторичные валы 55 (либо валы третьей и следующих ступеней передаточных механизмов), ведомые от валов 3 отбора мощности разных модулей. Это позволяет снизить металлоемкость установки. The essence of the invention and the totality of distinguishing features that unite the group of inventions, variants of the proposed method for the disposal of renewable energy sources, as well as the claimed device, is to convert the energy of sea and ocean waves, as the main source, using many floats 1 (Fig. 1 - 9), installed in modular (i.e., of the same type) cells transparent for the passage of waves of a rigid volumetric power frame, flexible connections 2, in particular cases, steel or nylon cables, or chains, and t also clutch 14 of one-way rotation with drums 13, into low-speed energy, up to 500 rpm, of a rotating power take-off shaft 3 and then connected to this shaft through gears 4 containing clutch mechanisms, transfer boxes, gearboxes and adapters, various consumers energy using shaft torque for their work. Each float 1 corresponds to its own coupling 14, one or more, which, in special cases, are pulled together with pins into bags. As consumers they use electric generators 5, various pumps, desalination plants based on them, for example, vacuum distillation plants and reverse osmosis plants with 50-150 atm high pressure pumps, mills, crushers, etc. (Fig. 10). In special cases, on the frame of a power plant, which can occupy an area of 1-100 hectares or more on the surface of the water, both wind turbines and solar energy converters are installed, which complement each other and are used depending on weather conditions. To obtain total capacities from several modules of the power plant, in particular cases using cardan gears, or using couplings, secondary shafts 55 (or shafts of the third and next gear stages) connected from the power take-off shafts 3 of different modules are connected. This allows to reduce the metal consumption of the installation.

Энергостанции устанавливают на берегу на шарнирной опоре 47 (фиг. 7), либо на сваях, либо располагают на плаву с помощью непотопляемых понтонов 6 и 48 (фиг. 9), при этом минимальные размеры каркаса энергостанции, во избежание опрокидывания и залива волной, должны быть по длине и ширине не менее чем в 3, а высота - не менее чем в 1,1 раза больше максимальной высоты волн, характерных для акватории эксплуатации. Понтоны 6 и 48 изготавливают вытянутой формы, например из стальных труб с заваренными торцами, их располагают либо в горизонтальном положении под водой на глубине 0,1- 10 м, либо в вертикальном положении, с регулируемым частичным погружением. Последние погружают путем силового воздействия до определенной глубины и регулируют тем самым положение ватерлинии, т. е. высоту положения платформы относительно уровня воды. Затем вертикальные понтоны 6 фиксируют относительно каркаса, с блокировкой, т. к. это очень ответственный узел. В частности, вертикальные понтоны 6 делают составными из цилиндров разного диаметра - малого (по сравнению с размерами поплавков 1) в приповерхностном слое воды толщиной 1-10 м, и большого диаметра - на большей глубине (фиг. 9). Такая форма понтонов 6, как опорной составляющей каркаса, предпочтительна для повышения прозрачности каркаса для проходящих волн, т. е. для уменьшения их воздействия на волны, вызывающего потери и рассеяние их энергии. Это наиболее оптимально, поскольку поддержка каркаса вообще без понтонов 6 и 48 хотя и более выгодна с точки зрения уменьшения потерь энергии, но вряд ли возможна (разве что с помощью воздушных шаров, либо дирижаблей, но это слишком трудно осуществимо из-за ветровых нагрузок). Горизонтальные понтоны 48 размещают под водой на глубине 1-10 м с помощью стоек, причем суммарное водоизмещение их делают равным с точностью до 50% сумме весов их и платформы. Положение ватерлинии регулируют также путем наполнения балластных баков водой на платформе. Power plants are installed ashore on a hinged support 47 (Fig. 7), either on piles, or are afloat using unsinkable pontoons 6 and 48 (Fig. 9), while the minimum size of the frame of the power station, in order to avoid tipping and wave flooding, must be not less than 3 in length and width, and height - not less than 1.1 times greater than the maximum wave height characteristic of the exploitation area. Pontoons 6 and 48 are made of an elongated shape, for example, of steel pipes with welded ends, they are placed either in a horizontal position under water at a depth of 0.1-10 m, or in a vertical position, with adjustable partial immersion. The latter are immersed by force to a certain depth and thereby regulate the position of the waterline, i.e., the height of the platform relative to the water level. Then the vertical pontoons 6 are fixed relative to the frame, with a lock, because this is a very critical site. In particular, the vertical pontoons 6 are made up of cylinders of different diameters — small (compared to the sizes of floats 1) in the near-surface layer of water with a thickness of 1-10 m, and large diameters - at a greater depth (Fig. 9). This form of the pontoons 6, as the supporting component of the carcass, is preferable to increase the transparency of the carcass for transmitted waves, i.e., to reduce their effect on the waves, causing loss and dissipation of their energy. This is most optimal, since supporting the frame without pontoons 6 and 48 at all, although it is more profitable in terms of reducing energy losses, is hardly possible (except with the help of balloons or airships, but it is too difficult to do due to wind loads) . Horizontal pontoons 48 are placed underwater at a depth of 1-10 m using racks, and their total displacement is made equal to an accuracy of 50% of the sum of their weights and the platform. The position of the waterline is also regulated by filling the ballast tanks with water on the platform.

Для предотвращения затопления установки из-за пробоин и протечек, в частных случаях, внутренние объемы поплавков 1 и понтонов 6 и 48 заполняют влагостойкими влагонепроницаемыми пористыми газозаполненными синтетическими материалами, например пенопластами или пенополиуретанами. Суммарный объем всех понтонов 6 и 48, в кубометрах, делают в 1,1-5 раз больше веса всей платформы, в тоннах, причем понтоны 6 распределяют по площади платформы таким образом, чтобы они не находились на пути волн, набегающих на поплавки 1, а расстояние между вертикальными понтонами 6 в верхнем слое воды толщиной 1-10 м выдерживают в 3-5000 раз больше поперечных их размеров. Суммарный объем всех поплавков 1, в кубометрах, делают равным 0,5-3,0 от суммарного веса, в тоннах, всей платформы с оборудованием и людьми. Плавающие энергостанции могут представлять собой так называемые плавучие острова с производственными и жилыми постройками, их оснащают якорями с лебедками и водяными колесами, например на периферии каркаса платформы, для перемещении ее и маневрирования, с приводом от собственного вала 3 отбора мощности. To prevent flooding of the installation due to breakdowns and leaks, in special cases, the internal volumes of floats 1 and pontoons 6 and 48 are filled with moisture-resistant, moisture-proof, porous, gas-filled synthetic materials, for example, foams or polyurethanes. The total volume of all pontoons 6 and 48, in cubic meters, is 1.1-5 times greater than the weight of the entire platform, in tons, and pontoons 6 are distributed over the platform area so that they are not in the way of the waves running on the floats 1, and the distance between the vertical pontoons 6 in the upper layer of water with a thickness of 1-10 m can withstand 3-5000 times their transverse dimensions. The total volume of all floats 1, in cubic meters, is equal to 0.5-3.0 of the total weight, in tons, of the entire platform with equipment and people. Floating power plants can be the so-called floating islands with industrial and residential buildings, they are equipped with anchors with winches and water wheels, for example, on the periphery of the platform frame, for moving it and maneuvering, driven by its own power take-off shaft 3.

Ввиду непостоянства интенсивностей волнения, ветра, либо солнечного излучения, возникает задача стабилизации выходных параметров энергостанции. Для этого получают запас промежуточного продукта, обладающего потенциальной энергией, а затем с помощью соответствующего двигателя приводят во вращение электрогенератор, частоту вращения и выходное напряжение которого стабилизируют с помощью блока обратной связи, управляющего подачей указанного продукта для энергоснабжения двигателя. Таким продуктом может являться, например, водород, который получают с помощью электролизеров после первичного преобразования энергии вращающегося вала в электроэнергию с нестабильными параметрами, непригодными для обычных потребителей, но пригодными для работы электролизеров. В частном случае первичную электроэнергию получают с помощью высокочастотного электрогенератора 5 при его вращении со скоростью 7000-25000 об/мин с помощью повышающей передаточной коробки и используют для индукторного нагрева воды и получения пара высокого давления в паровом котле. В других частных случаях таким энергоносителем служит сжатый воздух, который закачивают насосами в резервуары высокого давления, либо вода в резервуаре, построенном на высоте, например, более 10 м над уровнем моря, которую закачивают в резервуар из моря гидронасосами. Эти энергоносители используют затем для привода паровых, газовых и гидротурбин, соответственно, со стабилизацией выходных параметров путем регулирования подачи энергоносителей на лопатки турбин с помощью блока обратной связи. Можно получать и другие высокопотенциальные энергоносители, например карбид кальция, для получения затем ацетилена. Due to the variability of the intensities of the waves, wind, or solar radiation, the problem arises of stabilizing the output parameters of the power station. To do this, a stock of intermediate product with potential energy is obtained, and then, using an appropriate engine, the generator is rotated, the rotation frequency and output voltage of which is stabilized using a feedback unit that controls the supply of this product to power the engine. Such a product can be, for example, hydrogen, which is obtained using electrolyzers after the primary conversion of the energy of a rotating shaft into electricity with unstable parameters, unsuitable for ordinary consumers, but suitable for the operation of electrolyzers. In a particular case, the primary electric power is obtained using a high-frequency electric generator 5 when it is rotated at a speed of 7000-25000 rpm using a step-up transmission box and is used for induction heating of water and producing high pressure steam in a steam boiler. In other special cases, such an energy carrier is compressed air, which is pumped into high pressure tanks, or water in a tank built at an altitude, for example, more than 10 m above sea level, which is pumped into the tank from the sea by hydraulic pumps. These energy carriers are then used to drive steam, gas and hydraulic turbines, respectively, with stabilization of the output parameters by regulating the supply of energy to the turbine blades using the feedback unit. It is possible to obtain other high-potential energy carriers, for example, calcium carbide, to obtain then acetylene.

Заявленное устройство и его конструктивные особенности в объеме независимого пункта формулы изобретения кратко можно охарактеризовать следующим образом: на опоре в виде жесткого объемного силового каркаса, прозрачного для волн, над поверхностью воды установлен вал 3 отбора мощности, муфты 14 одностороннего вращения, множество поплавков 1 на нижних плечах двуплечих рычагов, причем длина плеч не меньше максимальной амплитуды волн, характерных для условий эксплуатации. Ко второму плечу 40 прикреплена гибкая связь 2, огибающая несколько раз барабан 13 на муфте 14 одностороннего вращения на валу 3 отбора мощности (фиг. 12), причем после части оборотов вокруг барабана 13 связь 2 закреплена на барабане 13, а к свободному концу связи 2 подвешен груз 12 натяжения ее. Вес груза 12 подобран опытным путем минимальным, но таким, чтобы при опускают поплавка 1 и отсутствии при этом натяжения связи 2 со стороны рычага 40 с поплавком 1, вращающего момента груза 12 было достаточно для преодоления внутреннего сопротивления (трения) муфты 14 и вращения ее относительно вала 3 к сторону действия груза 12. Под словом "модуль" следует иметь в виду то, что конструкция энергостанции выполнена в виде типовых, стыкуемых друг с другом блоков, которые могут быть как неразъемные, сваренные из стального металлопроката, так и разборными, из типовых комплектующих. Указание на то, что энергостанция является мегаваттной мощности, дано для выделения ее возможностей по отношению к известным волновым установкам, которые, по мнению автора, не способны рентабельно обеспечить мощности порядка мегаватт. Частные случаи исполнения устройства описаны и выше, и далее по тексту при описании всех изобретений группы. The claimed device and its design features within the scope of the independent claim can be briefly characterized as follows: on a support in the form of a rigid volumetric power frame transparent to waves, a power take-off shaft 3, one-way clutch 14, a plurality of floats 1 on the lower shoulders of two-shouldered levers, and the length of the shoulders is not less than the maximum amplitude of the waves characteristic of operating conditions. A flexible link 2 is attached to the second arm 40, enveloping the drum 13 several times on the one-way coupling 14 on the power take-off shaft 3 (Fig. 12), and after a part of the revolutions around the drum 13, the link 2 is fixed on the drum 13, and to the free end of the link 2 suspended load 12 pulling it. The weight of the load 12 is experimentally selected to be minimal, but such that when the float 1 is lowered and the connection 2 is not tensioned 2 from the side of the lever 40 with the float 1, the torque of the load 12 is sufficient to overcome the internal resistance (friction) of the coupling 14 and rotate it relatively shaft 3 to the side of the load 12. By the word "module" it should be borne in mind that the design of the power station is made in the form of typical, mating with each other blocks, which can be either one-piece, welded from steel metal, or collapsible and, from standard components. An indication that the power station is megawatt power is given to highlight its capabilities with respect to known wave installations, which, according to the author, are not able to provide cost-effective power of the order of megawatts. Special cases of the device are described above and hereinafter in the description of all the inventions of the group.

Одной из существенных групп отличительных признаков всех вариантов способа и устройства является то, что собственные веса поплавков 1 уравновешивают грузами противовесов в системах подвески поплавков: либо балансировкой грузами 7 двуплечего рычага с поплавком 1 (фиг. 1-4; 7-9), либо с помощью груза 8, который прикрепляют к замкнутой гибкой связи 2 (фиг. 5-6), перекинутой через 4 шкива 21, установленных в углах воображаемого прямоугольника типа ABCD, своего для каждого из барабанов 13 муфт 14 на валу 3. One of the essential groups of distinguishing features of all variants of the method and device is that the own weights of the floats 1 are balanced by the loads of counterweights in the suspension systems of the floats: either by balancing the loads of the two shoulders of the two shoulders with the float 1 (Fig. 1-4; 7-9), or using the load 8, which is attached to a closed flexible connection 2 (Fig. 5-6), thrown over 4 pulleys 21 installed in the corners of an imaginary rectangle of type ABCD, for each of the drums 13 of the couplings 14 on the shaft 3.

После сборки энергостанции регулируют, в отсутствие волн, глубину погружения поплавков 1 в пределах 0,0001-0,5 от их объема, этого добиваются с помощью указанных грузов, но уравновешивание поплавков 1, опытным путем, делают неполным, чтобы поплавки 1 не зависали в верхней точке, а опускались после спада волны под действием перевеса за 0,1-100 с. Уравновешивание удобно также для обслуживания и ремонта, т.к. позволяет вручную, например с помощью монтировок либо ломов, останавливать весьма массивные поплавки 1, объемом, например, до 10-30 кубометров, в верхних точках амплитуды колебаний и фиксировать их, останавливая тем самым вращение вала 3. Вал останавливают также путем фиксации в верхней точке груза 12 натяжения связи 2 в схеме подвески, изображенной на фиг. 1-4; и фиг. 7-9, либо путем фиксации в нижних точках амплитуды колебаний грузов 8 при работе установки, изображенной на фиг. 5-6. After assembly, the power stations regulate, in the absence of waves, the depth of immersion of the floats 1 within 0.0001-0.5 of their volume, this is achieved with the help of these weights, but the balancing of the floats 1 by experiment is made incomplete so that the floats 1 do not hang in the upper point, and they dropped after the wave decay under the influence of an advantage in 0.1-100 s. Balancing is also convenient for maintenance and repair, as allows you to manually, for example with the help of mounts or crowbars, to stop very massive floats 1, for example, up to 10-30 cubic meters, at the top points of the vibration amplitude and fix them, thereby stopping the rotation of the shaft 3. The shaft is also stopped by fixing at the top point the load 12 of the bond tension 2 in the suspension circuit shown in FIG. 1-4; and FIG. 7-9, or by fixing at the lower points the amplitude of the oscillations of the loads 8 during operation of the installation depicted in FIG. 5-6.

В частных случаях заявленных и вариантов способов, и устройства для ускорения опускания поплавков 1 к нижней части их прикрепляют емкости 9 с отверстиями 10, а также гибкие элементы 11 в виде свободно свисающих хорошо впитывающих воду материалов, например веревок, нитей, губок (фиг. 11) - при нахождении поплавков 1 в воде их вес и гасящее воздействие на волну практически незаметны, а при поднятии поплавков 1 над водой они весят достаточно, чтобы быстро опустить поплавок 1 в воду. При погружении поплавков 1 указанные емкости 9 заполняются водой и при поднятии поплавков над водой опорожняются через отверстия 10 за 1-100 с, что способствует скорейшему опусканию поплавков 1 вслед за спадающей волной. In particular cases of the claimed variants of the methods and devices for accelerating the lowering of the floats 1, containers 9 with holes 10 are attached to the lower part, as well as flexible elements 11 in the form of freely hanging materials that absorb water, such as ropes, threads, sponges (Fig. 11 ) - when the floats 1 are in the water, their weight and the damping effect on the wave are almost invisible, and when the floats 1 are lifted above the water, they weigh enough to quickly lower the float 1 into the water. When the floats 1 are immersed, the indicated containers 9 are filled with water and when the floats are raised above the water, they are emptied through the holes 10 for 1-100 s, which contributes to the speedy lowering of the floats 1 after the falling wave.

Существенным признаком всех заявленных изобретений является то, что в полезную работу преобразуют только работу результирующей выталкивающей Архимедовой сипы FA и лобовой силы гидродинамического напора Fh, действующих на поплавки со стороны волн (см. фиг. 1-3). Эти силы могут составлять десятки тонн и они, очевидно, значительно больше по величине, чем собственные веса реальных поплавков 1 и поэтому выигрыш в получении больших мощностей, по сравнению с работой за счет опускания поплавков 1, очевиден (можно, конечно, сделать и тяжелые поплавки 1, но они будут подниматься волной очень слабо).An essential feature of all the claimed inventions is that only the work of the resulting buoyant Archimedean vulture F A and the frontal force of the hydrodynamic pressure F h acting on the floats from the side of the waves are converted into useful work (see Figs. 1-3). These forces can amount to tens of tons and they are obviously much larger in magnitude than the own weights of real floats 1 and therefore the gain in obtaining high powers, in comparison with the work due to lowering the floats 1, is obvious (you can, of course, make heavy floats 1, but they will rise very weakly).

Другой важной группой существенных отличительных признаков, общей для всех изобретений группы, является упрощение кинематики и повышение надежности ее за счет применения барабана 13 на муфте 14 одностороннего вращения с закреплением связи 2 в средней точке 15 (например, с помощью болта) после части оборотов ее вокруг барабана 13 (фиг. 12). В качестве муфты одностороннего вращения удобнее всего использовать муфты 14 с храповым механизмом, причем количество собачек 16, размеры их и соответствующих зубьев 17 должны обеспечивать запас прочности, соответствующий натяжению гибких связей 2 до величин порядка десятков тонн. На практике величины предельных прочностей должны быть, в тоннах, не меньше половины величин объемов соответствующих поплавков 1, в кубометрах. Силовые муфты 14 с храповыми механизмами и барабанами 13 устанавливают на валу 3 отбора мощности на шлицах 18, либо на прямоугольной посадке в случае вала прямоугольного сечения, плотно одна к другой, чтобы их количество на одном погонном метре вала было максимально возможным - реально поместить 10 - 15 муфт 14, которые для устранения люфтов стягивают в единый пакет с помощью шпилек с гайками. Соответственно, на одном метре вала 3 отбора мощности "собирают" одновременно импульсы сил от 10-15 поплавков 1, которые устанавливают как вдоль вала 3, в несколько рядов, с одной или с обеих сторон вала 3, так и в один или несколько рядов, перпендикулярных валу 3, или под углом к нему (фиг. 3-9). В результате, действуя "вразнобой", несинхронно, множество имульсов от десятков и сотен поплавков сливаются в один постоянный крутящий момент вала 3 отбора мощности, с любой, теоретически, заданной мощностью. Силовой вал 3 отбора мощности, также как и валы вращения поплавков 1 на двуплечих рычагах, вращаются в подшипниках 19 скольжения либо качения. Для более равномерного вращения вала 3 применяют маховик 44. Зубчатое колесо 43 делают по возможности большего диаметра, например, 2-6 метров и более. Поскольку такие крупные зубчатые колеса могут быть изготовлены лишь на единичных заводах тяжелого машиностроения, они весьма недешевы и их трудно транспортировать, эти и ведомые ими колеса можно изготовить на месте, например, путем сварки из металлопроката, причем зубья 51 (фиг. 13) можно делать из отрезков стальных прутков или цилиндров диаметром 10 - 100 мм, которые соосно приваривают к ободу колеса (из прута квадратного сечения) с усилением сварки за счет приварки также соосно дополнительных прутков меньшего в 4-8 раз диаметра. Another important group of essential distinguishing features common to all inventions of the group is to simplify kinematics and increase its reliability through the use of a drum 13 on a one-way rotation clutch 14 with the connection 2 secured at the midpoint 15 (for example, using a bolt) after part of its revolutions around drum 13 (Fig. 12). As a one-way rotation coupling, it is most convenient to use couplings 14 with a ratchet mechanism, and the number of dogs 16, their sizes and corresponding teeth 17 should provide a margin of safety corresponding to the tension of flexible ties 2 to values of the order of tens of tons. In practice, the values of ultimate strengths should be, in tons, not less than half of the volumes of the corresponding floats 1, in cubic meters. Power couplings 14 with ratchet mechanisms and drums 13 are installed on the power take-off shaft 3 on the splines 18, or on a rectangular fit in the case of a rectangular shaft, tightly to one another so that their number on one linear meter of the shaft is as possible as possible - it is realistic to place 10 - 15 couplings 14, which are pulled together in a single package with studs and nuts to eliminate backlash. Accordingly, on one meter of the power take-off shaft 3, simultaneously pulses of forces are collected from 10-15 floats 1, which are installed both along the shaft 3, in several rows, on one or both sides of the shaft 3, and in one or several rows, perpendicular to the shaft 3, or at an angle to it (Fig. 3-9). As a result, acting "differently", asynchronously, many pulses from tens and hundreds of floats merge into one constant torque of the power take-off shaft 3, with any theoretically specified power. The power shaft 3 power take-off, as well as the shafts of rotation of the floats 1 on the two-arm levers, rotate in the bearings 19 of sliding or rolling. For a more uniform rotation of the shaft 3, a flywheel 44 is used. The gear wheel 43 is made as large as possible, for example, 2-6 meters or more. Since such large gears can be made only at single heavy engineering factories, they are very expensive and difficult to transport, these wheels and the wheels driven by them can be made in place, for example, by welding from metal, and teeth 51 (Fig. 13) can be made from pieces of steel rods or cylinders with a diameter of 10 - 100 mm, which are coaxially welded to the wheel rim (from a square bar) with increased welding due to welding also additional coaxial rods of a smaller diameter 4-8 times.

В частных случаях амплитуды движения поплавков 1 ограничивают упорами с использованием пружин и резины. В частных случаях заявленных вариантов способа и устройства используют особую, наиболее оптимальную форму поплавков, которые вместе должны занимать по возможности большую часть, реально 0,1-0,9, поверхности воды, занятой энергостанцией. Расчет показывает, что для достижения наибольшего КПД следует делать плоской нижнюю поверхность поплавков 1, которая в отсутствие волн должна быть параллельна поверхности воды и погружение поплавка минимально. Применяют поплавки 1 высотой от 0,1 до 2 характерных для условий эксплуатации величин высоты волн. In particular cases, the amplitudes of movement of the floats 1 are limited by stops using springs and rubber. In particular cases of the claimed variants of the method and device, they use a special, most optimal form of floats, which together should occupy as much as possible the majority, actually 0.1-0.9, of the water surface occupied by the power plant. The calculation shows that in order to achieve the highest efficiency, the lower surface of the floats 1 should be flat, which in the absence of waves should be parallel to the surface of the water and the immersion of the float is minimal. Floats 1 with a height of 0.1 to 2 wavelengths characteristic of operating conditions are used.

Так, в частных случаях используют поплавки 1 цилиндрической формы с горизонтальной образующей (фиг. 3-4). Поплавки 1 устанавливают на одном из плеч двуплечего рычага 40, рычаги 40 с поплавками балансируют с помощью грузов 7, гибкую связь 2 зацепляют за другое плечо 40 рычага, к концу связи 2 после оборачивания ей вокруг барабана 13 подвешивают груз 12 для натяжения ее с провисанием не более 0,005-0,5 м. Количество оборотов связи вокруг барабана 13 до и после точки закрепления ее выбирают таким, чтобы длина намотанной связи 2 до точки закрепления была не меньше половины максимальной амплитуды движения плеча рычага 40, противоположного поплавку 1. Вес груза 12 подбирают достаточным для преодоления сопротивления внутреннего трения муфты 14 на валу 3 и обеспечения вращения ее относительно вала 3 в сторону действия момента силы со стороны груза 12, когда при спаде волны момент сил со стороны рычага 40 с поплавком 1 близок к нулю. Груз 12 размещают, например на направляющей 45, в качестве которой может служить либо полая труба (груз внутри нее), либо рельс или любая труба в случае, если груз охватывает эту направляющую и свободно скользит по ней. Рычаги 40 с поплавками 1 устанавливают с возможностью вращения в вертикальной плоскости в соосных подшипниках 19, установленных на каркасе (на фиг. 1-4 каркас не показан), причем в отсутствии волн подшипники 19 находятся над водной поверхностью, ось вращения OO рычага 40 параллельна валу 3 и находится на расстоянии 0,1-8 метров от поверхности воды при соответствующих размерах поплавков 1. So, in special cases using floats 1 of a cylindrical shape with a horizontal generatrix (Fig. 3-4). The floats 1 are mounted on one of the shoulders of the two shoulders of the lever 40, the levers 40 with the floats are balanced with the help of weights 7, the flexible link 2 is hooked to the other shoulder 40 of the lever, by the end of the link 2 after wrapping it around the drum 13, the load 12 is suspended so that it does not sag more than 0.005-0.5 m. The number of communication revolutions around the drum 13 before and after the fixing point is chosen so that the length of the wound connection 2 to the fixing point is not less than half the maximum amplitude of movement of the lever arm 40, opposite the float 1. Weight 12 select sufficient to overcome the internal friction resistance of the clutch 14 on the shaft 3 and ensure its rotation relative to the shaft 3 in the direction of the moment of force from the load side 12, when during the decay of the wave the moment of forces from the side of the lever 40 with the float 1 is close to zero. The load 12 is placed, for example, on a guide 45, which can be either a hollow pipe (a load inside it), or a rail, or any pipe if the load covers this guide and freely slides along it. The levers 40 with floats 1 are mounted to rotate in a vertical plane in coaxial bearings 19 mounted on the frame (in Fig. 1-4 the frame is not shown), and in the absence of waves the bearings 19 are above the water surface, the axis of rotation OO of the lever 40 is parallel to the shaft 3 and is located at a distance of 0.1-8 meters from the surface of the water with the corresponding sizes of the floats 1.

Образующая цилиндра поплавка 1 параллельна оси вращения рычага OO, а перпендикулярное к этой оси сечение поплавка имеет форму обрезанного в нижней части кругового сектора (фиг. 1, в), ограниченного с одной из сторон, в отсутствие волн, вертикальной, с точностью до 30 градусов, плоскостью, перпендикулярной линии обреза. Эту сторону поплавка снабжают лопастью 42 в форме ковша или совковой лопаты и поплавки 1 ориентируют рабочей стороной ковша/лопаты к фронту набегающих волн. Поплавки данной формы представляют собой, по сути, одно из плеч двуплечего рычага. В отсутствие волн расстояние от оси вращения OO рычага до поверхности воды устанавливают таким, чтобы нижняя линия обреза упомянутого сектора сечения поплавка была горизонтальна с точностью до 30 градусов. The generatrix of the cylinder 1 of the float is parallel to the axis of rotation of the lever OO, and the cross section of the float perpendicular to this axis has the shape of a cut off in the lower part of the circular sector (Fig. 1, c), bounded on one side, in the absence of waves, vertical, accurate to 30 degrees , by a plane perpendicular to the cut line. This side of the float is equipped with a blade 42 in the form of a bucket or shovel and the floats 1 are oriented by the working side of the bucket / shovel to the front of the incident waves. Floats of this form are, in fact, one of the shoulders of a two-shouldered lever. In the absence of waves, the distance from the axis of rotation OO of the lever to the surface of the water is set so that the bottom cut-off line of the said sector of the cross section of the float is horizontal to an accuracy of 30 degrees.

Вдоль одного вала размещают произвольное число поплавков в 3 и более рядов, причем точку зацепления связи 2 к рычагу 40 поплавка 1 делают в плоскости, перпендикулярной оси вращения вала 3 и пересекающей соответствующий данной связи барабан 13 на муфте 14, который данная связь 2 огибает. An arbitrary number of floats in 3 or more rows is placed along one shaft, and the engagement point of the connection 2 to the lever 40 of the float 1 is made in a plane perpendicular to the axis of rotation of the shaft 3 and intersecting the drum 13 corresponding to the given connection on the coupling 14, which this connection 2 bends around.

В частном случае, второе плечо 40 двуплечего рычага, противоположное поплавку 1, изготавливают в форме сегмента 41 (фиг. 3) соосного рычагу 40 шкива, гибкой связью 2 огибают его и эту связь 2 жестко закрепляют, например в дальней точке сегмента по отношению к валу 3, т.е. в крайней левой точке на фиг. 3. In the particular case, the second shoulder 40 of the two shoulders of the lever, opposite to the float 1, is made in the form of a segment 41 (Fig. 3) of the pulley coaxial lever 40, bend it around with a flexible connection 2 and this connection 2 is rigidly fixed, for example, at the far point of the segment with respect to the shaft 3, i.e. at the leftmost point in FIG. 3.

В другом частном случае гибкую связь 2 поплавка 1 с валом 3 отбора мощности делают замкнутой, в форме прямоугольника ABCD (фиг. 5-6), плоскость которого перпендикулярна валу 3, а в углах прямоугольника ABCD находятся шкивы 21, установленные на каркасе (на данных фигурах не показан), причем боковые стороны прямоугольника вертикальны и к одной из них прикрепляют поплавок 1, а к противоположной прикрепляют груз 8 противовеса. Вал 3 располагают выше уровня воды на уровне верхней горизонтальной части связи 2. Поплавки 1 изготавливают в форме кругового цилиндра с вертикальной образующей (фиг. 11), к нижней части поплавка 1 приделывают волноотражающую юбку 9 в форме боковой поверхности усеченного конуса с вертикальной осью вращения, прилегающего к основанию поплавка и расширяющегося кверху, имеющего отверстия 10 в оболочке выше линии касания к основанию. Такая форма юбки 9 создает при набегании волны дополнительную подъемную силу как составляющую силы гидродинамического напора. Верхняя часть юбки с отверстиями 10 образует резервуар типа дуршлага, что способствует опусканию поплавка после спада волны. Груз противовеса 8 подбирают таким, чтобы в отсутствие волн плоское основание поплавка 1 погружалось на 0,001-0,02 м, хотя допустимо и большее погружение, но тогда КПД установки будет ниже. Нижние шкивы 21 связи 2 находятся под водой, причем расстояние от верхних и нижних шкивов 21 до поверхности воды в отсутствие волн делают одинаковым и не менее половины максимальной амплитуды волн, характерной для акватории предполагаемой эксплуатации. In another particular case, the flexible connection 2 of the float 1 with the power take-off shaft 3 is made closed, in the form of a rectangle ABCD (Fig. 5-6), the plane of which is perpendicular to the shaft 3, and in the corners of the rectangle ABCD there are pulleys 21 mounted on the frame (on the data not shown), the sides of the rectangle are vertical and a float 1 is attached to one of them, and a counterweight load 8 is attached to the opposite one. The shaft 3 is located above the water level at the level of the upper horizontal part of the connection 2. The floats 1 are made in the form of a circular cylinder with a vertical generatrix (Fig. 11), a wave-reflecting skirt 9 is attached to the bottom of the float 1 in the form of a side surface of a truncated cone with a vertical axis of rotation, adjacent to the base of the float and expanding upward, having holes 10 in the shell above the line of contact with the base. This shape of the skirt 9 creates an additional lifting force as a component of the hydrodynamic pressure when the wave runs up. The upper part of the skirt with holes 10 forms a colander type reservoir, which helps to lower the float after the wave decays. The load of the counterweight 8 is selected so that in the absence of waves the flat base of the float 1 is submerged by 0.001-0.02 m, although a greater immersion is acceptable, but then the efficiency of the installation will be lower. The lower pulleys 21 of the connection 2 are under water, and the distance from the upper and lower pulleys 21 to the surface of the water in the absence of waves makes the same and at least half the maximum amplitude of the waves characteristic of the water area of the intended operation.

Следует заметить также, что связь 2 в случае рычажной системы подвески поплавка 1 (фиг. 1-4) может быть выполнена не обязательно из цельного куска троса или цепи. Эта связь 2 может быть составной и это даже более рентабельно, а именно: от поплавка 1 до точки закрепления на барабане 13 связь 2 может быть выполнена из толстого троса диаметром, например, 16-50 мм и далее толстый трос может быть обрезан, а к грузу 12 натяжения от барабана 13 может быть проведен уже другой трос диаметром, например, 6-12 мм, который закрепляют на барабане 13 независимо от толстого троса. Дело в том, что выталкивающие силы, действующие на поплавки 1, могут составлять тонны и десятки тонн, а вес грузов 12 натяжения связи 2 составляет, например, всего лишь 20-200 кГ. Поэтому использование связи 2 из тросов разных диаметров позволяет уменьшить ширину барабанов 13 и тем самым увеличить количество муфт 14 на валу 3 отбора мощности на единице его длины, и, следовательно, увеличить количество поплавков и повысить получаемую мощность на валу 3. It should also be noted that the connection 2 in the case of the lever suspension system of the float 1 (Fig. 1-4) may not necessarily be made from a single piece of cable or chain. This connection 2 can be composite and it is even more cost-effective, namely: from the float 1 to the point of attachment to the drum 13, the connection 2 can be made of a thick cable with a diameter of, for example, 16-50 mm and then a thick cable can be cut, and another tension cable with a diameter, for example, 6-12 mm, can be drawn to the tension load 12 from the drum 13, which is fixed to the drum 13 regardless of the thick cable. The fact is that the buoyant forces acting on the floats 1 can be tons and tens of tons, and the weight of the cargo 12 of the bond tension 2 is, for example, only 20-200 kg. Therefore, the use of communication 2 of cables of different diameters allows to reduce the width of the reels 13 and thereby increase the number of couplings 14 on the power take-off shaft 3 per unit length, and, therefore, increase the number of floats and increase the received power on the shaft 3.

Аналогично, в случае замкнутой связи 2 последняя также может быть выполнена составной: толстый силовой трос проводят от поплавка 1 к валу 3 через блоки CDB, а тонкий - от поплавка 1 к валу 3 через блок А (фиг. 6). Similarly, in the case of closed coupling 2, the latter can also be made integral: a thick power cable is passed from the float 1 to the shaft 3 through the CDB blocks, and thin - from the float 1 to the shaft 3 through the block A (Fig. 6).

Существенным отличительным признаком, общим для всех изобретений группы, является наличие оценочных формул, позволяющих при проектировании и создании волновой энергостанции оценить максимально достижимую мощность ее в зависимости от площади, занимаемой энергостанцией, а также от количества и размеров поплавков 1, выбор которых делают в зависимости от высоты и длины волн, характерных для акватории предполагаемой эксплуатации в соответствии с выражением:

Figure 00000002

где N - требуемая мощность энергостанции для утилизации энергии волн;
S0 - суммарная площадь сечений поплавков 1 поверхностью спокойной воды;
ρ - плотность воды;
g1 - ускорение свободного падения;
h - высота волны;
T - период волны;
S - площадь сечения одного поплавка 1 поверхностью воды в отсутствие волн;
n - количество поплавков 1, если они одинаковые по размерам.An essential distinguishing feature common to all inventions of the group is the availability of evaluation formulas that allow, when designing and creating a wave power station, to estimate its maximum achievable power depending on the area occupied by the power station, as well as on the number and size of floats 1, the choice of which is made depending on heights and wavelengths characteristic of the water area of the intended operation in accordance with the expression:
Figure 00000002

where N is the required power of the power station for the utilization of wave energy;
S 0 - the total cross-sectional area of the floats 1 surface of calm water;
ρ is the density of water;
g 1 - acceleration of gravity;
h is the wave height;
T is the wave period;
S is the cross-sectional area of one float 1 by the surface of the water in the absence of waves;
n is the number of floats 1, if they are the same in size.

Размеры сечений поплавков 1 поверхностью спокойной воды делают не более 0,1-0,25 от длины волн, а высоту поплавков 1 делают в пределах 0,1-2,0 от высоты волн. The dimensions of the cross sections of the floats 1 by the surface of calm water make no more than 0.1-0.25 of the wavelength, and the height of the floats 1 is made in the range of 0.1-2.0 of the height of the waves.

Еще одной группой признаков, характерных для всей группы изобретений, является то, что каркас энергостанции собирают из элементов, выполненных с использованием металлопроката, лучше всего с использованием стальных труб прямоугольного сечения со стороной 0,04 - 0,5 м, хотя можно использовать и трубы диаметром до 2 м. Это позволяет изготовлять элементы каркаса, например на заводе, и затем транспортировать типовые комплектующие и собирать энергостанции непосредственно в местах предполагаемой эксплуатации путем простого соединения элементов с помощью болтов и гаек. Такая технология существенно уменьшает себестоимость установки. Торцы труб герметично заваривают, в трубах выполняют сквозные отверстия, в которые герметично вваривают отрезки круглой трубы (оси труб взаимно перпендикулярны) с внутренним диаметром 10-100 мм для крепежных болтов. Места вваривания зачищают заподлицо с поверхностью. Таким образом получают элементы каркаса - балки, с положительной плавучестью. Для надежности внутренние объемы балок заполняют пористыми синтетическими материалами типа пенопластов или пенополиуретанов через отверстия с герметичными пробками-заглушками, которые врезают в стенку трубы. Таким образом, плавающая установка становится непотопляемой. Сборку ее начинают непосредственно на воде, сначала разместив плавающие продольные трубы-понтоны 48 (фиг. 9) и скрепив их с помощью болтов и гаек поперечными, также плавающими, балками, затем устанавливают диагональные (не обязательно с положительной плавучестью) горизонтальные элементы каркаса, затем вертикальные столбы 49, скрепив их горизонтальными балками на разных уровнях, и скрепив для жесткости диагональными элементами в вертикальных плоскостях. Добавляя элементы, габаритные размеры каркаса модуля в горизонтальной плоскости наращивают от 1 до 3000 м и более, поскольку каких-либо ограничений на размеры, кроме разумных пределов, не имеется. Энергостанция может включать от 1 до 10000 и более жестких объемных каркасных модулей (или модульных ячеек, что то же самое) площадью 20-5000 кв. м и более, причем в одном модуле может быть установлен как один, так и несколько поплавков 1 в 3 и более рядов вдоль вала 3. Наиболее рентабельна прямоугольная форма каркасных модулей с размерами поплавков 1 и соответствующих ячеек каркаса от 2 до 20 м, в зависимости от высоты характерных для условий эксплуатации волн. Another group of features characteristic of the entire group of inventions is that the frame of the power station is assembled from elements made using rolled metal, it is best to use steel pipes of rectangular cross section with a side of 0.04 - 0.5 m, although pipes can also be used with a diameter of up to 2 m. This allows you to manufacture frame elements, for example, at a factory, and then transport typical components and assemble power plants directly in the places of intended operation by simply connecting the elements bolts and nuts. This technology significantly reduces the cost of installation. The ends of the pipes are hermetically sealed, through holes are made in the pipes, into which the sections of the round pipe are tightly welded (the pipe axes are mutually perpendicular) with an internal diameter of 10-100 mm for fixing bolts. The weld points are flush with the surface. In this way, frame elements - beams with positive buoyancy are obtained. For reliability, the internal volumes of the beams are filled with porous synthetic materials such as foams or polyurethane foams through openings with sealed plugs that plug into the pipe wall. Thus, the floating installation becomes unsinkable. Its assembly begins directly on the water, first placing floating longitudinal pipe-pontoons 48 (Fig. 9) and fastening them with bolts and nuts to transverse, also floating, beams, then set the diagonal (not necessarily with positive buoyancy) horizontal elements of the frame, then vertical columns 49, fastening them with horizontal beams at different levels, and fastening them for stiffness with diagonal elements in vertical planes. By adding elements, the overall dimensions of the module frame in the horizontal plane are increased from 1 to 3000 m or more, since there are no restrictions on the dimensions, except for reasonable limits. A power plant can include from 1 to 10,000 or more rigid volumetric frame modules (or modular cells, which is the same) with an area of 20-5000 square meters. m and more, and in one module, one or several floats 1 in 3 or more rows along the shaft 3 can be installed. The most cost-effective is the rectangular shape of the frame modules with sizes of floats 1 and the corresponding frame cells from 2 to 20 m, depending from the height characteristic of the operating conditions of the waves.

Каркас устанавливают либо на сваях, либо на берегу на железобетонных блоках 46 и шарнирах 47 с горизонтальной осью вращения выше уровня воды (фиг. 7), либо на плавающих опорах, либо подвешивают на тросах. В случае конструкций, изображенных на фиг. 1-4 и 7-9, поплавки 1 устанавливают например, с помощью подъемных кранов после установки соответствующих горизонтальных балок. Для плавающих установок высоту положения каркаса по отношению к уровню воды регулируют путем частичного погружения на необходимую глубину регулирующих понтонов 6 (фиг. 9), которые имеют возможность вертикальных перемещений в направляющих и должны надежно фиксироваться, с блокировкой. Положение каркаса береговых установок регулируется с помощью груза 45 (фиг. 7), вес которого можно менять, либо груз 45 можно перемещать на направляющих, изменяя длину плеча; положение также можно регулировать с помощью вертикальных понтонов 6, не показанных на этом чертеже, по аналогии с фиг. 9. Все варианты установок при необходимости оснащают палубой 50 на столбах 49, на которой размешают ветроагрегаты, преобразователи солнечной энергии, а также производственные и жилые постройки. Зубчатые колеса 43, вал 3, передаточные механизмы 4 и генераторы 44 закрывают влагонепроницаемыми защитными кожухами; в целях безопасности все движущиеся части со всех сторон, в том числе и снизу, закрывают капроновой, либо металлической сеткой, либо решетками. The frame is installed either on piles or ashore on reinforced concrete blocks 46 and hinges 47 with a horizontal axis of rotation above the water level (Fig. 7), or on floating supports, or suspended on ropes. In the case of the structures shown in FIG. 1-4 and 7-9, the floats 1 are installed, for example, using cranes after installing the corresponding horizontal beams. For floating installations, the height of the frame position in relation to the water level is regulated by partial immersion to the required depth of the regulating pontoons 6 (Fig. 9), which have the possibility of vertical movements in the guides and must be reliably fixed, with locking. The position of the frame of onshore installations is regulated using cargo 45 (Fig. 7), the weight of which can be changed, or cargo 45 can be moved on guides, changing the length of the shoulder; the position can also be adjusted using vertical pontoons 6 not shown in this drawing, by analogy with FIG. 9. If necessary, all installation options are equipped with a deck 50 on poles 49, on which wind turbines, solar energy converters, as well as industrial and residential buildings are placed. Gears 43, shaft 3, gears 4 and generators 44 are closed with watertight protective covers; for safety reasons, all moving parts from all sides, including from below, are closed with kapron, or metal mesh, or grilles.

Существенность жесткого, силового исполнения каркаса обусловлена тем, что силы натяжения гибких связей 2 могут достигать десятков тонн, и при плотности параллельных связей 2 от 10 до 15 штук на погонный метр длины вала 3 отбора мощности силы сжатия каркаса могут достигать сотен тонн. Вал 3 и его опорные подшипники 19 тоже весьма нагружены натяжениями связей 2, поэтому при большой плотности их делают разгрузку вала 3 путем либо установки поплавков 1 с обеих сторон вала 3 поровну, т.е. объединяют варианты, показанные на фиг. 1 и 2, либо проводят связь 54 (фиг. 12) от поплавка через дополнительные шкивы, один (например, шкив 20 на фиг. 2) или несколько. В противном случае вал 3 должен иметь слишком большой диаметр, он получится слишком тяжелый и дорогой. Так, при суммарной односторонней силе со стороны гибких связей 2 порядка 100 тонн и расстоянии между опорными подшипниками вала, равном 2 м, диаметр сплошного вала 3 из стали марки 40 должен составлять не менее 0,6 м. Поэтому, делая указанную разгрузку вала 3, существенно уменьшают его диаметр, что повышает рентабельность. Для большего повышения рентабельности используют вал 3 квадратного сечения коробчатой, каркасной конструкции, сваренный, например, из стальных уголков, швеллеров, либо прямоугольных труб, например из квадратных труб 52 с сечением от 40х40 до 150х150 мм, со стенкой 3 - 10 мм (фиг. 13). Сечение вала может быть 0,2х02 м для получения мощностей порядка кВт, и более 0,5х0,5 м для получения мощностей порядка 100 кВт и выше. Такой вал может вращаться в подшипниках скольжения, например из стали марки 40, в виде толстостенных, вложенных одно в другое колец 53 шириной порядка 0,4-0,8 и толщиной стенки 0,06-0,15 от диаметра кольца. Пары колец могут служить также промежуточными опорами вала при его длине, например 2-40 м. Одно из них может быть сталебаббитовым, либо иметь вкладыши из мягкого металла. Кольца 53 крепят к каркасу установки и к каркасу вала 3 с помощью, например, уголков и болтов, причем уголки привинчивают к кольцам болтами с конусными головками; смазку осуществляют непрерывно через отверстия во внешнем кольце 53 под некоторым давлением, либо с помощью пресс-масленок. The essentiality of the rigid, power-based execution of the frame is due to the fact that the tensile forces of flexible ties 2 can reach tens of tons, and with a parallel bond density of 2 from 10 to 15 pieces per linear meter of shaft length 3 of the power take-off, the compression forces of the frame can reach hundreds of tons. The shaft 3 and its thrust bearings 19 are also very loaded with tension ties 2, therefore, at high density they are unloading the shaft 3 by either installing floats 1 on both sides of the shaft 3 equally, i.e. combine the options shown in FIG. 1 and 2, either carry out the connection 54 (Fig. 12) from the float through additional pulleys, one (for example, pulley 20 in Fig. 2) or several. Otherwise, the shaft 3 must have too large a diameter, it will turn out to be too heavy and expensive. So, with a total unilateral force from the flexible connections of 2 of the order of 100 tons and a distance between the shaft support bearings of 2 m, the diameter of the solid shaft 3 of grade 40 steel should be at least 0.6 m. Therefore, making the indicated unloading of the shaft 3, significantly reduce its diameter, which increases profitability. For a greater increase in profitability, a shaft 3 of a square section of a box-shaped, frame construction, welded, for example, from steel corners, channels, or rectangular pipes, for example, from square pipes 52 with a cross section from 40x40 to 150x150 mm, with a wall of 3-10 mm, is used (Fig. 13). The cross section of the shaft can be 0.2x02 m to obtain power of the order of kW, and more than 0.5x0.5 m to obtain power of the order of 100 kW and above. Such a shaft can rotate in sliding bearings, for example, of grade 40 steel, in the form of thick-walled rings 53 inserted into one another into a width of the order of 0.4-0.8 and a wall thickness of 0.06-0.15 of the diameter of the ring. The pairs of rings can also serve as intermediate supports of the shaft with its length, for example, 2-40 m. One of them can be steel-babbit or have soft metal liners. The rings 53 are attached to the frame of the installation and to the frame of the shaft 3 using, for example, angles and bolts, and the corners are screwed to the rings with bolts with conical heads; lubrication is carried out continuously through holes in the outer ring 53 under some pressure, or using a grease nipple.

Выше были изложены существенные отличительные признаки, присущие всем изобретениям группы. Ниже приведены признаки, характерные для различных вариантов "способа". The essential features inherent in all the inventions of the group have been described above. The following are signs specific to various variants of the "method".

Второй вариант способа отличается от первого тем, что энергию возобновляющихся источников используют для выработки, с помощью генератора 5, электроэнергии, которая имеет нестабильные характеристики частоты и напряжения вследствие нестабильности волнения. Генератор 5 приводят во вращение от вала 3 отбора мощности. Электроэнергию используют для работы электролизера и получают водород. В частном случае получаемый водород накапливают в резервуарах и затем используют для работы двигателя внутреннего сгорания, вращающего другой электрогенератор, выходные параметры которого стабилизируют с помощью блока обратной связи, управляющего подачей водорода в двигатель внутреннего сгорания. The second variant of the method differs from the first in that the energy of renewable sources is used to generate, with the help of generator 5, electricity that has unstable frequency and voltage characteristics due to wave instability. The generator 5 is driven into rotation from the power take-off shaft 3. Electricity is used to operate the cell and produce hydrogen. In a particular case, the resulting hydrogen is accumulated in tanks and then used to operate an internal combustion engine that rotates another electric generator, the output parameters of which are stabilized using a feedback unit that controls the supply of hydrogen to the internal combustion engine.

В третьем варианте способа энергию возобновляющихся источников используют для работы вакуумной дистилляционной установки (фиг. 14), а именно, для привода от вала 3 отбора мощности вакуумного насоса 22, например поршневого типа, а также для приведения во вращения со скоростью 0,1 - 100 об/мин вала 26 барабана 23 испарителя, внутри испарительной камеры 25, с высоко развитой испарительной поверхностью, 0,5 - 1000 кв. м, гигроскопического материала, смоченного и пропитанного морской водой. Смоченная поверхность находится в обдувающем потоке разреженного воздуха со скоростью 0,5-5000 м/с, (показан стрелками), проходящего через открытые с торцов цилиндрические каналы 24, со стенками из этого материала, в барабане, ось вращения которого горизонтальна, с отклонениями до 30 градусов, и соосна круглой трубе 25 испарительной камеры. Теплоту конденсации используют для нагрева испаряемой жидкости. In the third variant of the method, the energy of renewable sources is used to operate a vacuum distillation unit (Fig. 14), namely, to drive a vacuum pump 22 from a power take-off shaft 3, for example, a piston type, and also to drive it at a speed of 0.1-100 rpm of the shaft 26 of the drum 23 of the evaporator, inside the evaporation chamber 25, with a highly developed evaporation surface, 0.5 - 1000 square meters. m, hygroscopic material moistened and soaked in sea water. The wetted surface is in the blowing stream of rarefied air at a speed of 0.5-5000 m / s, (shown by arrows) passing through cylindrical channels 24 open from the ends, with walls of this material, in a drum, the axis of rotation of which is horizontal, with deviations up to 30 degrees, and coaxial to the round pipe 25 of the evaporation chamber. The heat of condensation is used to heat the evaporated liquid.

Воздух всасывается в испарительную камеру через регулируемое уплотнение вала 26 барабана, обогащается внутри влагой и всасывается затем вакуумным насосом, подсоединенным к противоположному, сужающемуся, концу трубы и затем нагнетается в змеевик 27 конденсатора с вентилем 28 на конце, с помощью которого в змеевике создают повышенное давление. Труба испарительной камеры 25 имеет ответвление вниз с клапаном 29 заливки-слива воды, который связан с запирающим поплавком 30 внутри камеры, образуя устройство поддержания постоянного уровня воды, который поддерживают ниже оси трубы 25. Внутри указанного ответвления помещают змеевик 27 конденсатора, который оказывается погруженным в опресняемую воду. Ответвление связывают трубкой 31 забора воды с резервуаром опресняемой воды, например непосредственно с морем. Выход дистиллята регулируют и находят оптимальный режим путем вращения резьбового вентиля-заглушки 32, уплотняющего вал 26 барабана испарительной камеры с помощью эластичной манжеты 33, например из силиконовой резины, а также вентиля 28 на выходе змеевика для создания повышенного по сравнению с атмосферным давления, способствующего конденсации пара. Привод вала насоса осуществляют с помощью передаточного механизма 34 и вала 35. Змеевик 36 служит для улавливания капель и брызг, действуя по принципу циклонного фильтра. Для улучшения испарения воду в трубе 25 подогревают с помощью элемента 37 (используют электронагреватель, либо нагрев горячим паром и др.). Для улучшения испарения применяют также аэратор 38, например керамический с мелкими порами, соединенный трубкой с атмосферой через регулирующий вентиль 39. Открывая вентиль, получают эффект "псевдокипения" жидкости за счет восходящего потока множества воздушных пузырьков в воде, внутрь которых происходит ее испарение. Слив рассола производят путем повышения давления в испарительной камере с помощью вентиля 32, либо дополнительного вентиля, установленного на трубе 25. Air is sucked into the evaporation chamber through an adjustable seal of the drum shaft 26, is enriched inside with moisture, and then sucked up by a vacuum pump connected to the opposite, tapering end of the pipe and then pumped into the condenser coil 27 with valve 28 at the end, by means of which increased pressure is created in the coil . The pipe of the evaporation chamber 25 has a branch down with a water filling and draining valve 29, which is connected to the locking float 30 inside the chamber, forming a device for maintaining a constant water level, which is supported below the axis of the pipe 25. A condenser coil 27 is placed inside the branch, which is immersed in desalinated water. The branch is connected by a pipe 31 of water intake with a tank of desalinated water, for example directly with the sea. The output of the distillate is regulated and the optimum mode is found by rotating the threaded plug 32, sealing the shaft 26 of the drum of the evaporation chamber using an elastic sleeve 33, for example, of silicone rubber, and also valve 28 at the outlet of the coil to create a higher pressure than the atmospheric one, conducive to condensation couple. The pump shaft is driven by a gear 34 and a shaft 35. The coil 36 is used to trap drops and splashes, acting on the principle of a cyclone filter. To improve evaporation, the water in the pipe 25 is heated using element 37 (using an electric heater, or heating with hot steam, etc.). To improve evaporation, an aerator 38 is also used, for example, a ceramic with small pores, connected by a tube to the atmosphere through a control valve 39. Opening the valve, the effect of "pseudo-boiling" of the liquid is obtained due to the upward flow of many air bubbles in the water into which it evaporates. Drain brine is produced by increasing the pressure in the evaporation chamber using valve 32, or an additional valve mounted on the pipe 25.

Давление контролируют манометром 51. Следует отметить, что для привода данной дистилляционной установки можно использовать не только вышеописанную волновую установку, а также любое другое устройство, содержащее вращающийся вал и имеющее достаточную мощность. Такими устройствами могут быть, в частности, ветровые двигатели, электродвигатели, в том числе работающие от солнечных батарей, а также двигатели внутреннего сгорания и др. The pressure is controlled by a pressure gauge 51. It should be noted that to drive this distillation unit, you can use not only the above-described wave unit, but also any other device containing a rotating shaft and having sufficient power. Such devices can be, in particular, wind engines, electric motors, including those powered by solar panels, as well as internal combustion engines, etc.

СВЕДЕНИЯ, ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТЬ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ. INFORMATION CONFIRMING THE POSSIBILITY OF CARRYING OUT THE INVENTION.

Варианты способа осуществляют, например, следующим образом. В зависимости от требуемой мощности энергостанции определяют, согласно расчетной формуле, необходимые размеры ее и количество поплавков 1. Так, для получения мощности 100 кВт при высоте волны 1 м и периоде 6 секунд суммарная площадь, занятая всеми поплавками 1, должна составлять не менее 240 кв. м., что соответствует 20-ти поплавкам 1 размером 3х4 м для установки, изображенной на фиг. 3-4. При плотности размещения поплавков 1, равной 0,5 от площади установки, площадь всей энергостанции составит 480 кв. м., что соответствует, например, габаритам 24х20 м. Для получения мощности 1 МВт эта площадь составит уже более 5000 кв. м., это может быть установка с габаритами 50-60 х 100 м, что близко к размеру футбольного поля (отсутствие прямой пропорциональности связано с неизбежным гашением амплитуды волны при прохождении ее сквозь каркас и поплавки установки). Но в океанах и морях есть немало мест, где круглогодично происходит волнение со значительно большей высотой волн, чем 1 м, например, у берегов Индии, на западном побережье Африки и Южной Америки, у берегов Австралии (П.А. Каплин и др., "Природа мира. Берега", изд. "Мысль", М., 1991) и там установки такой-же площади позволят получать в 2-3 раза большие мощности, чего может хватить для энергоснабжения небольшого поселения. Грубая оценка показывает, что для обоих рассматриваемых случаев масса энергостанции, в основном являющейся массой металлопроката, составит 60-70 и 600-1000 тонн, соответственно. В ценах 1999 года стоимость материалов каркаса и поплавков составляет 11-15 тыс. $ для 100-киловаттной установки, и около 100-160 тыс. $ для мегаватной. Указанные суммы равны примерно стоимости вырабатываемой электроэнергии этими установками за 1 год при средней высоте волн 1 м, либо за 0,5 года при высоте волн 2 м (из расчета по ценам г. Москвы, а за рубежом цены на электроэнергию в несколько раз выше). Method options are, for example, as follows. Depending on the required power of the power station, it is determined, according to the calculation formula, its required size and the number of floats 1. So, to obtain a power of 100 kW at a wave height of 1 m and a period of 6 seconds, the total area occupied by all floats 1 should be at least 240 sq. . m., which corresponds to 20 floats 1 with a size of 3x4 m for the installation shown in FIG. 3-4. When the density of floats 1, equal to 0.5 of the installation area, the area of the entire power plant will be 480 square meters. m., which corresponds, for example, to dimensions of 24x20 m. To obtain a capacity of 1 MW, this area will already be more than 5000 square meters. m., it can be an installation with dimensions of 50-60 x 100 m, which is close to the size of the football field (the lack of direct proportionality is associated with the inevitable damping of the wave amplitude when it passes through the frame and installation floats). But in the oceans and seas, there are many places where the waves around the year with a significantly higher wave height than 1 m, for example, off the coast of India, on the west coast of Africa and South America, off the coast of Australia (P.A. Kaplin et al., "Nature of the world. Shores", publ. "Thought", M., 1991) and there, installations of the same area will receive 2-3 times greater capacity, which may be enough to power a small settlement. A rough estimate shows that for both cases, the mass of the power plant, which is mainly the mass of metal, will be 60-70 and 600-1000 tons, respectively. In 1999 prices, the cost of frame materials and floats is $ 11-15 thousand for a 100-kilowatt installation, and about $ 100-160 thousand for a megawatt. The indicated amounts are approximately equal to the cost of electricity generated by these installations for 1 year at an average wave height of 1 m, or for 0.5 year at a wave height of 2 m (based on Moscow prices, and abroad, electricity prices are several times higher) .

К месту предполагаемой эксплуатации, либо к месту сборки (в случае последующей буксировки к месту эксплуатации) доставляют комплектующие заводского изготовления: горизонтальные 48 и вертикальные понтоны 6, горизонтальные, вертикальные и диагональные балки каркаса, поплавки 1, тросы связей 2, крепеж, вал 3, передаточные зубчатые колеса, различные передаточные механизмы, коробки передач и электрогенераторы, элементы палубы и защитные кожухи и решетки. При отсутствии волн высотой более 0,5 м, непосредственно на воде, например на мелководье, вручную и с помощью подъемных кранов (достаточно до 5-20 т) осуществляют сборку каркаса энергостанции, устанавливают поплавки 1, вал 3, один или несколько, с зубчатыми колесами, муфтами одностороннего вращения (храповиками) и прочими передаточными механизмами, генераторы, элементы палубы, кожухи, а также любое дополнительное оборудование. Осуществляют уравновешивание собственных весов поплавков 1 соответствующими грузами 7 (фиг. 1-4; 7-9), либо 8 (фиг. 5). В качестве грузов можно использовать металлические емкости-ящики, заполненные песком. От поплавков 1 протягивают гибкие связи 2, согласно прилагаемым чертежам, к валу 3 и к ним подвешивают грузы 12 натяжения. С помощью вертикальных понтонов 6 (фиг. 9), путем вертикальных перемещений их в направляющих и фиксации, регулируют высоту положения каркаса относительно уровня воды и добиваются необходимого положения поплавков 1 - чтобы в отсутствие волн нижняя поверхность их касалась поверхности воды всей своей плоской поверхностью и чтобы погружение поплавков 1 было минимальным. Prefabricated components are delivered to the place of intended operation, or to the assembly place (in case of subsequent towing to the place of operation): horizontal 48 and vertical pontoons 6, horizontal, vertical and diagonal frame beams, floats 1, communication cables 2, fasteners, shaft 3, gears, various gears, gearboxes and electric generators, deck elements and protective covers and grilles. In the absence of waves with a height of more than 0.5 m, directly on the water, for example in shallow water, manually and with the help of cranes (up to 5-20 t are enough), the frame of the power station is assembled, floats 1, shaft 3, one or several, with gears are installed wheels, one-way clutch (ratchet) and other gears, generators, deck elements, covers, as well as any additional equipment. Perform the balancing of their own weights of the floats 1 with the corresponding weights 7 (Fig. 1-4; 7-9), or 8 (Fig. 5). As cargo, you can use metal containers-boxes filled with sand. Flexible ties 2 are pulled from the floats 1, according to the accompanying drawings, to the shaft 3, and tension loads 12 are suspended from them. Using vertical pontoons 6 (Fig. 9), by vertically moving them in the guides and fixing, they adjust the height of the frame relative to the water level and achieve the necessary position of the floats 1 - so that in the absence of waves their lower surface touches the water surface with its entire flat surface and diving floats 1 was minimal.

При возникновении волнения поплавки 1 начинают колебаться и дергать связи 2, вызывая вращение вала 3 отбора мощности. За время одного периода волны (4-20 с) каждый поплавок 1 дергает связь в течение 1,5-10 секунд во время его подъема и при общем количестве поплавков 1 более 4 - 5 штук их суммарное воздействие будет вызывать практически равномерное вращение вала 3, при условии, что по меньшей мере два поплавка 1 будут колебаться в противофазах. Для этого размеры установки должны превышать длину волны. Утилизацию энергии волн осуществляют путем подсоединения к валу 3 различных потребителей, например согласно схеме на фиг. 10. В качестве потребителей могут быть как устройства, преобразующие механическую энергию вращающегося вала в электроэнергию, так и устройства, работающие непосредственно от вращающегося вала. К последним относятся различные пневмо- и гидронасосы, дробильные машины, мельницы и др. When a disturbance occurs, the floats 1 begin to oscillate and pull the connection 2, causing the rotation of the power take-off shaft 3. During one wave period (4-20 s), each float 1 pulls the connection for 1.5-10 seconds during its rise and with the total number of floats 1 more than 4 - 5 pieces, their total effect will cause almost uniform rotation of the shaft 3, provided that at least two floats 1 will oscillate in antiphase. For this, the dimensions of the installation must exceed the wavelength. Utilization of wave energy is carried out by connecting various consumers to the shaft 3, for example, according to the circuit in FIG. 10. As consumers, there can be both devices that convert the mechanical energy of a rotating shaft into electricity, and devices that work directly from a rotating shaft. The latter include various pneumatic and hydraulic pumps, crushing machines, mills, etc.

Разместив на каркасе ветроагрегаты и преобразователи солнечной энергии, поучают дополнительные возможности для энергоснабжения потребителей, а также для накопления энергии в аккумуляторных батареях, либо для получения каких-либо продуктов, обладающих потенциальной энергией, например карбида кальция. На плавучей платформе может быть, например, рыбоперерабатывающий завод. Having placed windmills and solar energy converters on the frame, they will learn additional opportunities for supplying energy to consumers, as well as for storing energy in batteries, or for obtaining any products with potential energy, such as calcium carbide. On a floating platform can be, for example, a fish processing plant.

Второй вариант осуществляют также, но в качестве первичного потребителя энергии возобновляющихся источников используют электрогенератор 5, получают постоянное напряжение и используют его для работы электролизера и получают газообразный водород (H2). Водород является высокопотенциальным источником энергии, его можно накапливать в резервуарах, сжижать, и использовать затем как высокоэффективное топливо широкого спектра применений, например для работы экологически чистых автомобильных двигателей внутреннего сгорания, для работы ТЭЦ и многого другого (при сгорании H2 образуется только водяной пар! ). Для получения 1 куб. м. газообразного H2 требуется 4-6 кВт•часа электроэнергии, а для его сжижения - еще 2-3 кВт•часа. Таким образом, с помощью энергостанции со среднесуточной мощностью 100 кВт можно получать в сутки 400-600 кубометров газообразного H2, а при мегаваттной мощности - в 10 раз больше, и это имеет уже промышленное значение. В частном случае H2 используют для питания двигателя внутреннего сгорания, приводящего второй электрогенератор, выходные параметры которого стабилизируют по частоте и напряжению с помощью блока обратной связи - как на аналогичных дизельных и бензиновых электростанциях. Таким образом получают электроэнергию с приемлемыми для обычного потребителя параметрами - 220/380 В, 50 Гц. В другом частном случае в результате электролиза получают и водород, и кислород, которые собирают в резервуары и используют для сварки и резки металлов, например для газорезки и утилизации на металлолом вышедших из строя морских судов.The second option is also carried out, but as the primary consumer of renewable energy sources use an electric generator 5, get a constant voltage and use it to operate the electrolyzer and get hydrogen gas (H 2 ). Hydrogen is a high potential energy source, it can be accumulated in tanks, liquefied, and then used as a highly efficient fuel for a wide range of applications, for example, for the operation of environmentally friendly automobile internal combustion engines, for the operation of thermal power plants and much more (only water vapor is generated during H 2 combustion! ) To get 1 cube m. of gaseous H 2 requires 4-6 kW • hours of electricity, and for its liquefaction - another 2-3 kW • hours. Thus, using a power station with an average daily power of 100 kW, you can get 400-600 cubic meters of gaseous H 2 per day, and at megawatt power - 10 times more, and this is already of industrial importance. In a particular case, H 2 is used to power an internal combustion engine that drives a second electric generator, the output parameters of which are stabilized in frequency and voltage using a feedback unit - as in similar diesel and gasoline power plants. In this way, electricity is obtained with parameters acceptable to the general consumer - 220/380 V, 50 Hz. In another particular case, both hydrogen and oxygen are obtained as a result of electrolysis, which is collected in tanks and used for welding and cutting metals, for example, for gas cutting and scrap metal for scrap ships.

В третьем варианте способа энергию возобновляющихся источников используют, с помощью передаточных механизмов 34 (фиг. 14), для привода вакуумного насоса 22 и для приведения во вращение барабана 23 испарительной камеры 25 дистилляционной установки и получения, таким образом, пресной воды-конденсата из морской. В частном случае, для повышения выхода водоконденсата, используют аэратор 39 (для получения эффекта "псевдокипения" жидкости), корпус испарительной камеры окрашивают в черный цвет и устанавливают под солнечные лучи, через дополнительный змеевик (на фиг. 14 не указан), который помещают в нижнюю часть нижнего ответвления камеры 25, гидронасосами прокачивают холодную воду из морских глубин. С помощью нагревателя 37 испаряемую воду подогревают в верхней части указанного ответвления. Регулируя с помощью вентиля 32 скорость продувки и давление в камере 25, а с помощью вентиля 28 давление в теплообменнике-конденсаторе, находят оптимальный режим для получения максимального выхода водоконденсата. Количественные данные по его выходу определить теоретически довольно затруднительно, а на практике они будут определяться опытным путем. Данный способ не противоречит общеизвестным законам физики и термодинамики, а также опыту работы аналогичных известных дистилляторов. И самым простым подтверждением эффективности данного способа являются известные факты о том, что мокрое белье быстрее всего сохнет на ветру, испарение (та же сушка) быстрее происходит в вакууме, а конденсация ускоряется при снижении температуры и повышении давления пара. В данном способе совмещены все эти факторы. In the third variant of the method, the energy of renewable sources is used, using transmission mechanisms 34 (Fig. 14), to drive the vacuum pump 22 and to rotate the drum 23 of the evaporation chamber 25 of the distillation unit and thereby obtain fresh condensate from sea water. In the particular case, to increase the yield of water condensate, use an aerator 39 (to obtain the effect of "pseudo-boiling" of the liquid), the case of the evaporation chamber is painted black and installed under sunlight, through an additional coil (not shown in Fig. 14), which is placed in the lower part of the lower branch of the chamber 25, cold water is pumped from the deep sea by hydraulic pumps. Using the heater 37, the evaporated water is heated in the upper part of the specified branch. By adjusting the purge speed and pressure in the chamber 25 with the help of the valve 32, and with the help of the valve 28, the pressure in the heat exchanger-condenser, the optimal mode is found to obtain the maximum yield of water condensate. Quantitative data on its output is theoretically quite difficult to determine, but in practice they will be determined empirically. This method does not contradict the well-known laws of physics and thermodynamics, as well as the experience of working with similar known distillers. And the simplest confirmation of the effectiveness of this method is the well-known facts that wet laundry dries faster in the wind, evaporation (the same drying) occurs faster in a vacuum, and condensation accelerates with decreasing temperature and increasing steam pressure. In this method, all these factors are combined.

Устройство, т. е. модуль энергостанции состоит из следующих элементов и узлов: на опоре в виде жесткого объемного силового каркаса, прозрачного для волн, над поверхностью воды установлен вал 3 отбора мощности, муфты 14 одностороннего вращения с барабанами 13, множество поплавков 1 на нижних плечах двуплечих рычагов, причем длина плеч не меньше максимальной амплитуды волн, характерных для условий эксплуатации. Ко второму плечу 40 прикреплена гибкая связь, огибающая несколько раз барабан 13 на муфте 14 одностороннего вращения на валу 3 отбора мощности (фиг. 12), причем после части оборотов вокруг барабана 13 связь 2 закреплена на барабане 13, а к свободному концу связи 2 подвешен груз 12 натяжения ее. Вес груза 12 подобран из условия возврата барабана 13 в исходное положение при отсутствии натяжения со стороны поплавка 1, причем длина намотанной на барабан 13 и до и после точки закрепления связи 2 не меньше половины максимальной амплитуды движения плеча рычага 40, противоположного поплавку 1, вдоль вала отбора мощности размещено произвольное число поплавков 1 в 3 и более рядов, размеры сечений поплавков 1 поверхностью спокойной воды составляют не более 0,25 от длины волн, а высота поплавков 1 составляет 0,1-2,0 от высоты волн, характерных для условий эксплуатации, количество и размеры поплавков 1 выбраны в соответствии с выражениями:

Figure 00000003

где N - требуемая мощность энергостанции для утилизации энергии волн;
S - площадь сечения одного поплавка 1 поверхностью спокойной воды;
S0 - суммарная площадь сечений поплавков 1 указанной поверхностью воды;
ρ - плотность воды;
g - ускорение свободного падения;
h - высота волны, характерная для акватории предполагаемой эксплуатации;
T - период указанной волны;
n - количество поплавков 1.The device, i.e., the power plant module, consists of the following elements and assemblies: on the support in the form of a rigid volumetric power frame transparent to waves, a power take-off shaft 3 is installed above the water surface, one-way clutch 14 with drums 13, many floats 1 on the bottom shoulders of two-shouldered levers, and the length of the shoulders is not less than the maximum amplitude of the waves characteristic of operating conditions. A flexible connection is attached to the second arm 40, enveloping the drum 13 several times on the one-way coupling 14 on the power take-off shaft 3 (Fig. 12), and after a part of the revolutions around the drum 13, the connection 2 is fixed on the drum 13, and suspended from the free end of the connection 2 load 12 pulling it. The weight of the load 12 is selected from the condition that the drum 13 returns to its original position in the absence of tension from the side of the float 1, and the length of the wound on the drum 13, both before and after the fastening point of the connection 2, is not less than half the maximum amplitude of movement of the lever arm 40, opposite the float 1, along the shaft power take-off has an arbitrary number of floats 1 in 3 or more rows, the sizes of the cross-sections of floats 1 by the surface of calm water are not more than 0.25 of the wavelength, and the height of floats 1 is 0.1-2.0 of the height of the waves, typical for the condition th operation, the number and size of floats 1 are selected in accordance with the expressions:
Figure 00000003

where N is the required power of the power station for the utilization of wave energy;
S is the cross-sectional area of one float 1 by the surface of calm water;
S 0 - the total cross-sectional area of the floats 1 indicated by the surface of the water;
ρ is the density of water;
g is the acceleration of gravity;
h is the wave height characteristic of the water area of the intended operation;
T is the period of the indicated wave;
n is the number of floats 1.

Под словом "модуль" следует иметь в виду то, что конструкция данного устройства, т. е. энергостанции, выполнена в виде типовых, стыкуемых друг с другом блоков, которые могут быть как неразъемные, сваренные из стального металлопроката, так и разборными, из типовых комплектующих. By the word "module" it should be borne in mind that the design of this device, that is, power plants, is made in the form of typical, mating with each other blocks, which can be either one-piece, welded from steel metal, or collapsible, from typical component parts.

В частных случаях исполнения каркас имеет форму прямоугольного параллелепипеда и одна из сторон его перпендикулярна валу 3, каркас выполнен из элементов с использованием стальных труб и металлопроката, с антикоррозионной обработкой и покрытием. Модули энергостанции одинаково ориентированы между собой и жестко скреплены болтами и гайками в единую конструкцию. Амплитуды движения поплавков 1 ограничены упорами с упругими элементами с использованием пружин и резины. Груз 12 обеспечивает натяжение связи 2 с провисанием не более 0,005-0,5 м, груз 12 размещен на направляющей. Рычаги 40 с поплавками 1 установлены с возможностью вращения вокруг оси OO в вертикальной плоскости в соосных подшипниках 19, установленных на каркасе, ось OO параллельна валу 3. Поплавки 1 имеют цилиндрическую форму с горизонтальной образующей, параллельной оси OO, и перпендикулярным к ней сечением в форме обрезанного в нижней части кругового сектора, ограниченного с одной из сторон, в отсутствие волн, вертикальной, с точностью до 30 градусов, плоскостью, перпендикулярной, с точностью до 30 градусов, линии обреза. Эта сторона поплавка 1 снабжена лопастью 42 в форме ковша или совковой лопаты, и модуль ориентирован рабочей стороной ковша/лопаты к фронту набегающих волн. В отсутствие волн расстояние от оси ОО до поверхности воды составляет 0,1-8 ми устанавливается таким образом, чтобы линия обреза упомянутого сектора была горизонтальна с точностью до 30 градусов. В отсутствие волн погружение поплавков 1 составляет 0,0001-0,5 от их объема, поплавки 1 сбалансированы совместно с рычагом 40 с помощью грузов 7 противовесов. К нижней части поплавков 1 приделаны емкости 9 с отверстиями 10, которые заполняются водой при погружении поплавка под воду, и опорожняются через указанные отверстия в течение 1-100 секунд после поднятия поплавков 1 над водой. К основанию поплавков 1 проделаны гибкие элементы из впитывающих воду материалов в виде многочисленных свободно свисающих веревок, либо нитей, либо полос тканей или губки. Внутренние объемы поплавков 1 заполнены влагонепроницаемыми пористыми газонаполненными синтетическими материалами. В модуле установлен силовой низкооборотный, до 500 об/мин, вал 3 отбора мощности, в том числе составленный от отдельных частей, соединенных муфтами. Вал 3 оснащен передаточными механизмами 4, одним или несколькими, с переходниками для подсоединения потребителей. Точка зацепления связи 2 к рычагу 40 поплавка 1 находится в плоскости, перпендикулярной оси вращения вала 3 и пересекающей соответствующий данной связи 2 барабан 13 на муфте 14, который данная связь 2 огибает. Величины предельных прочностей связи 2, барабана 13 и муфты 14, в тоннах, больше значений половины объема связанного с ними поплавка 1, в кубометрах. In special cases of execution, the frame has the shape of a rectangular parallelepiped and one of its sides is perpendicular to the shaft 3, the frame is made of elements using steel pipes and metal, with anti-corrosion treatment and coating. The power station modules are equally oriented to each other and are rigidly fastened with bolts and nuts in a single design. The amplitudes of movement of the floats 1 are limited by stops with elastic elements using springs and rubber. The load 12 provides a tension of connection 2 with a sag of not more than 0.005-0.5 m, the load 12 is placed on the guide. The levers 40 with floats 1 are mounted to rotate around the OO axis in a vertical plane in coaxial bearings 19 mounted on the frame, the OO axis is parallel to the shaft 3. The floats 1 have a cylindrical shape with a horizontal generatrix parallel to the OO axis, and a section perpendicular to it in the form cut off at the bottom of the circular sector, bounded on one side, in the absence of waves, vertical, with an accuracy of 30 degrees, a plane perpendicular, with an accuracy of 30 degrees, the cut line. This side of the float 1 is provided with a blade 42 in the form of a bucket or shovel, and the module is oriented by the working side of the bucket / shovel towards the front of the incident waves. In the absence of waves, the distance from the axis of the OO to the surface of the water is 0.1-8 mi so that the cut-off line of the mentioned sector is horizontal with an accuracy of 30 degrees. In the absence of waves, the immersion of the floats 1 is 0.0001-0.5 of their volume, the floats 1 are balanced together with the lever 40 using loads of 7 balances. Tanks 9 with openings 10 are attached to the bottom of the floats 1, which are filled with water when the float is immersed in water, and emptied through these holes for 1-100 seconds after raising the floats 1 above the water. To the base of the floats 1, flexible elements are made of water-absorbing materials in the form of numerous freely hanging ropes, or threads, or strips of fabric or a sponge. The internal volumes of the floats 1 are filled with moisture-proof porous gas-filled synthetic materials. The module has a power low-speed, up to 500 rpm, power take-off shaft 3, including one composed of separate parts connected by couplings. The shaft 3 is equipped with gears 4, one or more, with adapters for connecting consumers. The engagement point of the link 2 to the lever 40 of the float 1 is in a plane perpendicular to the axis of rotation of the shaft 3 and intersecting the drum 13 corresponding to the given link 2 on the coupling 14, which this link 2 bends around. The values of ultimate bond strengths 2, drum 13 and clutch 14, in tons, are greater than half the volume of the float 1 associated with them, in cubic meters.

Для получения суммарных мощностей от различных модулей энергостанции, в частных случаях, вторичные валы 55, ведомые от валов 3 отбора мощности разных модулей, соединены с помощью карданных передач, либо с помощью соединительных силовых муфт. To obtain the total capacities from the various modules of the power station, in particular cases, the secondary shafts 55, driven from the shafts 3 of the power take-off of the different modules, are connected using cardan gears or using power couplings.

В частных случаях второе плечо 40 двуплечего рычага, противоположное поплавку 1, имеет форму сегмента 41 соосного рычагу шкива, гибкая связь 2 огибает его и жестко закреплена. In special cases, the second shoulder 40 of the two shoulders of the lever, opposite the float 1, has the form of a segment 41 of the coaxial lever of the pulley, a flexible connection 2 bends around it and is rigidly fixed.

Энергостанция размещена либо у берега, либо на плаву. В последнем случае модуль снабжен горизонтальными 48 и вертикальными 6 понтонами, образующими вместе с каркасом плавающую платформу, длина и ширина которой более чем в 3 раза, а высота более чем в 1,1 раза больше максимальной высоты волны, характерной для акватории предполагаемой эксплуатации. Вертикальные понтоны 6 частично погружены в воду и зафиксированы на направляющих в каркасе модуля. Платформа оснащена якорями и лебедками, к валу 3 через передаточные механизмы, механизмы сцепления и коробки передач подсоединены водяные колеса для маневрирования, установленные на периферии платформы. Понтоны 6 и 48 имеют вытянутую цилиндрическую форму, внутренние объемы их заполнены влагонепроницаемыми пористыми газонаполненными синтетическими материалами, причем, суммарный объем всех понтонов 6 и 48, в кубометрах, в 1,1-5 раз больше веса всей платформы, в тоннах. Вертикальные понтоны распределены по площади платформы таким образом, чтобы они не находились на пути волн, набегающих на поплавки, а расстояние между ними в верхнем слое воды толщиной 1-10 м выдержано в 3-5000 раз больше поперечных размеров понтонов 6. Трубы каркаса, погруженные в воду, заварены с торцов и снабжены пробками-заглушками, трубы заполнены влагонепроницаемым пористым газонаполненным синтетическим материалом. The power station is located either offshore or afloat. In the latter case, the module is equipped with horizontal 48 and vertical 6 pontoons, which together with the frame form a floating platform, the length and width of which is more than 3 times, and the height is more than 1.1 times the maximum wave height characteristic of the area of the intended operation. Vertical pontoons 6 are partially immersed in water and fixed on rails in the module frame. The platform is equipped with anchors and winches, water wheels for maneuvering, mounted on the periphery of the platform, are connected to the shaft 3 through gears, clutch mechanisms and gearboxes. Pontoons 6 and 48 have an elongated cylindrical shape, their internal volumes are filled with moisture-proof porous gas-filled synthetic materials, and the total volume of all pontoons 6 and 48, in cubic meters, is 1.1-5 times the weight of the entire platform, in tons. Vertical pontoons are distributed over the platform area so that they are not in the way of the waves running onto the floats, and the distance between them in the upper layer of water 1-10 m thick is 3-5,000 times greater than the transverse dimensions of the pontoons 6. Frame pipes, immersed into the water, welded from the ends and equipped with plugs, plugs, pipes are filled with a waterproof porous gas-filled synthetic material.

В случае размещения энергостанции у берега опора 46 установлена на грунте и модуль закреплен в средней точке на опоре 46 с помощью осевого шарнира 47 с горизонтальной осью вращения выше уровня воды. Имеется уравновешивающий груз 45 для поддержания модуля в рабочем положении. Для поддержания в рабочем положении энергостанции больших размеров, например, шириной более 30 м от опоры 46 в сторону воды, модули снабжены также вертикальными 6 и горизонтальными 48 понтонами, как и в случае плавающей платформы. If the power station is located near the shore, the support 46 is mounted on the ground and the module is fixed at the midpoint on the support 46 using an axial hinge 47 with a horizontal axis of rotation above the water level. There is a balancing weight 45 to maintain the module in working position. In order to maintain large size power plants, for example, more than 30 m wide from support 46 towards the water, the modules are also equipped with vertical 6 and horizontal 48 pontoons, as in the case of a floating platform.

В других частных случаях к передаточному механизму 4 подсоединен электрогенератор 5 соединенный с электролизером, подключенным к резервуарам для хранения водорода и кислорода. Резервуар для хранения водорода связан с двигателем внутреннего сгорания, соединенным со вторым электрогенератором, снабженным блоком стабилизации выходных параметров по частоте и напряжению, управляющим подачей водорода. In other particular cases, an electric generator 5 connected to an electrolyzer connected to reservoirs for storing hydrogen and oxygen is connected to the transmission mechanism 4. The hydrogen storage tank is connected to an internal combustion engine connected to a second electric generator equipped with a frequency and voltage stabilization unit for the output parameters controlling the hydrogen supply.

Устройство работает следующим образом: при возникновении волнения поплавки 1 начинают колебаться и дергать связи 2, вызывая вращение вала 3 отбора мощности. За время одного периода волны (4-20 с) каждый поплавок 1 дергает связь 2 в течение 1,5 -10 секунд во время его подъема и при общем количестве поплавков 1 более 4 - 5 штук их суммарное воздействие будет вызывать практически равномерное вращение вала 3, при условии, что по меньшей мере два поплавка 1 будут колебаться в противофазах. Для этого размеры установки должны превышать длину волны. Утилизацию энергии волн осуществляют путем подсоединения к валу 3 различных потребителей, например согласно схеме на фиг. 10. Разместив на каркасе ветроагрегаты и преобразователи солнечной энергии, получают дополнительные возможности для энергоснабжения потребителей, а также для накопления энергии в аккумуляторных батареях, либо для получения каких-либо продуктов, обладающих потенциальной энергией, как было описано выше. The device operates as follows: when a disturbance occurs, the floats 1 begin to oscillate and pull the connection 2, causing the rotation of the power take-off shaft 3. During one wave period (4-20 s), each float 1 pulls the link 2 for 1.5-10 seconds during its rise and with the total number of floats 1 more than 4-5 pieces, their total effect will cause almost uniform rotation of the shaft 3 , provided that at least two floats 1 will oscillate in antiphase. For this, the dimensions of the installation must exceed the wavelength. Utilization of wave energy is carried out by connecting various consumers to the shaft 3, for example, according to the circuit in FIG. 10. By placing windmills and solar energy converters on the frame, they gain additional opportunities for supplying energy to consumers, as well as for storing energy in rechargeable batteries, or for obtaining any products with potential energy, as described above.

Claims (25)

1. Способ утилизации энергии возобновляющихся источников путем использования поплавков, колеблющихся при волнении водной поверхности вверх и вниз относительно опоры, при этом поплавки посредством передаточного механизма соединяют с валом отбора мощности, который жестко устанавливают на опоре в подшипниках, и механическую энергию от вращения утилизируют на потребитель, отличающийся тем, что в качестве опоры используют жесткий, объемный, прозрачный для волн каркас, собранный из элементов с образованием модульных ячеек для размещения поплавков, количество и размеры которых выбирают в соответствии с выражениями
Figure 00000004

S0 = nS,
где N - требуемая мощность энергостанции для утилизации энергии волн;
S - площадь сечения одного поплавка поверхностью спокойной воды;
S0 - суммарная площадь сечений поплавков указанной поверхностью воды;
ρ - плотность воды;
g - ускорение свободного падения;
h - высота волны, характерная для акватории предполагаемой эксплуатации;
Т - период указанной волны;
n - количество поплавков,
размеры сечений поплавков поверхностью спокойной воды делают не более 0,25 от длины волн, характерной для акватории предполагаемой эксплуатации, а высоту поплавков выполняют в пределах 0,1 - 2,0 от характерной высоты волн, при этом с помощью грузов-противовесов регулируют глубину погружения поплавков в спокойной воде в пределах 0,0001 - 0,5 их объема и время спуска с верхней точки после спада волны в пределах 0,1 - 100 с.
1. A method of utilizing the energy of renewable sources through the use of floats that oscillate up and down when the water surface sways relative to the support, while the floats are connected to a power take-off shaft by a transmission mechanism, which is rigidly mounted on a support in bearings, and the mechanical energy from rotation is disposed of by the consumer , characterized in that as a support they use a rigid, voluminous, wave-transparent frame assembled from elements with the formation of modular cells for placement along swimming trunks, the number and size of which are selected in accordance with the expressions
Figure 00000004

S 0 = nS,
where N is the required power of the power station for the utilization of wave energy;
S is the cross-sectional area of one float by the surface of calm water;
S 0 is the total cross-sectional area of the floats indicated by the surface of the water;
ρ is the density of water;
g is the acceleration of gravity;
h is the wave height characteristic of the water area of the intended operation;
T is the period of the indicated wave;
n is the number of floats,
the dimensions of the cross-sections of the floats by the surface of calm water make no more than 0.25 of the wavelength characteristic of the intended water area, and the height of the floats is within 0.1 - 2.0 of the characteristic wave height, while using the counterweights, the depth of immersion is controlled floats in still water within 0.0001 - 0.5 of their volume and the time of descent from the top point after the wave decay within 0.1 - 100 s.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что энергию утилизируют путем подсоединения различных потребителей, использующих для своей работы крутящий момент вала вращения, через переходники и передаточные механизмы к валу отбора мощности, одному или нескольким, которые выполняют прямоугольного сечения из металлопроката путем сварки в виде силового низкооборотного до 500 об. /мин вала; вторичные, ведомые от валов отбора мощности, валы модульных ячеек соединяют карданными передачами, на валу либо валах отбора мощности устанавливают муфты одностороннего вращения относительно вала, с барабанами, причем количество муфт не меньше количества поплавков; вал отбора мощности приводят во вращение с помощью гибкой связи, которую проводят к валу от поплавков непосредственно либо посредством двуплечего рычага, и оборачивают вокруг соответствующего каждому поплавку барабана несколько раз, причем после части оборотов связь закрепляют на барабане, а свободный конец ее подсоединяют к системе натяжения, причем при отсутствии волн длины намотанных на барабан связей и до и после точки закрепления делают не менее половины максимальной амплитуды возвратно-поступательного перемещения связи; суммарную площадь, занимаемую поплавками на поверхности воды, выдерживают в пределах 0,1 - 0,9 от площади участка водной поверхности, занимаемой каркасом, внутренние объемы поплавков заполняют влагонепроницаемыми пористыми газонаполненными синтетическими материалами, к нижней части поплавков приделывают емкости с отверстиями такого сечения, чтобы после заполнения водой при погружении емкость опорожнялась в течение 1 - 100 с после поднятия поплавков над водой, к основанию поплавков приделывают гибкие элементы из впитывающих воду материалов в виде множества свободно свисающих веревок, либо нитей, либо полос тканей с обеспечением безотрывного от волны движения поплавка, амплитуды движения его ограничивают упорами с использованием пружин и резины. 2. The method according to claim 1, characterized in that the energy is utilized by connecting various consumers, using the torque of the rotation shaft for their work, through adapters and transmission mechanisms to the power take-off shaft, one or more, which perform a rectangular cross-section from rolled metal by welding in the form of power low-speed up to 500 vol. / min shaft; secondary, driven from the PTO shafts, the shafts of the modular cells are connected by cardan gears; on the shaft or PTO shafts, one-way clutches relative to the shaft, with drums are installed, and the number of couplings is not less than the number of floats; the power take-off shaft is rotated by means of a flexible connection, which is carried out directly from the floats to the shaft or by means of a two-shouldered lever, and wrapped around the drum corresponding to each float several times, and after part of the revolutions the connection is fixed to the drum, and its free end is connected to the tension system and moreover, in the absence of wavelengths of ties wound around the drum, at least half of the maximum amplitude of the reciprocating movement of the bond is made before and after the fastening point; the total area occupied by the floats on the surface of the water is kept within 0.1 - 0.9 of the area of the water surface occupied by the frame, the internal volumes of the floats are filled with moisture-proof porous gas-filled synthetic materials, and containers with openings of such a section are attached to the bottom of the floats so that after filling with water during immersion, the tank was empty for 1 - 100 s after raising the floats above the water, flexible elements from the water-absorbing material are attached to the base of the floats in the form of a multitude of freely hanging ropes, or threads, or strips of fabrics, ensuring a float that is inseparable from the wave, the amplitudes of its movement are limited by stops using springs and rubber. 3. Способ по любому из п.1 или 2, отличающийся тем, что каркас поддерживают на плаву с помощью множества горизонтально и вертикально расположенных понтонов, образующих вместе с каркасом плавающую платформу, длина и ширина которой более чем в 3 раза, а высота более чем в 1,1 раза больше максимальной высоты волны, характерной для акватории предполагаемой эксплуатации, суммарный объем всех поплавков, в кубометрах, делают равным 0,5 - 3,0 от суммарного веса, в тоннах, всей платформы с оборудованием и людьми, платформу собирают в виде агрегата на поверхности воды множества, от 1 до 10000, жестких объемных модулей площадью 20 - 5000 м2 с силовым каркасом, изготовленным с использованием стальных труб и стального проката, с антикоррозионной обработкой и покрытием, модули скрепляют между собой, платформу оснащают якорями и лебедками, к валу через передаточные механизмы, механизмы сцепления и коробки передач подсоединяют водяные колеса, которые устанавливают на платформе и с помощью их осуществляют перемещение и маневрирование, на каркасе размещают палубу, жилые и производственные постройки и используют в соответствующих целях, используют понтоны вытянутой цилиндрической формы, внутренние объемы понтонов заполняют влагонепроницаемыми пористыми газонаполненными синтетическими материалами, горизонтальные понтоны размещают под водой на глубине 1 - 10 м с помощью стоек, причем суммарное водоизмещение их делают равным с точностью до 50% сумме веса их и платформы, вертикальные понтоны опускают одним концом в воду по направляющим в каркасе и путем силового воздействия погружают до положения, обеспечивающего при отсутствии волн необходимое положение каркаса относительно уровня воды, затем фиксируют относительно каркаса суммарный объем всех понтонов, в кубометрах, делают в 1,1 - 5 раз больше веса всей платформы, в тоннах, причем вертикальные понтоны распределяют по площади платформы таким образом, чтобы они не находились на пути волн, набегающих на поплавки, а расстояние между понтонами в верхнем слое воды толщиной 1 - 10 м выдерживают в 3 - 5000 раз больше поперечных размеров понтонов, трубы каркаса, погруженные в воду, при изготовлении выбирают с поперечными размерами 0,04 - 2,0 м, их заваривают с торцов, врезают резьбовые заглушки, заполняют влагонепроницаемым пористым газонаполненным синтетическим материалом и герметично закрывают.3. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized in that the frame is supported afloat using a plurality of horizontally and vertically arranged pontoons, forming together with the frame a floating platform, the length and width of which is more than 3 times, and the height is more than 1.1 times the maximum wave height characteristic of the intended water area, the total volume of all floats, in cubic meters, is equal to 0.5 - 3.0 of the total weight, in tons, of the entire platform with equipment and people, the platform is collected in view of the unit on the surface There are many water spans, from 1 to 10,000, rigid volumetric modules with an area of 20 - 5000 m 2 with a power frame made using steel pipes and rolled steel, with anti-corrosion treatment and coating, the modules are fastened together, the platform is equipped with anchors and winches, to the shaft through the transmission mechanisms, clutch mechanisms and gearboxes, water wheels are connected, which are installed on the platform and with their help they move and maneuver, the deck, residential and industrial buildings and use for appropriate purposes, use elongated cylindrical pontoons, fill the internal volumes of the pontoons with moisture-proof porous gas-filled synthetic materials, place horizontal pontoons under water at a depth of 1-10 m using racks, and their total displacement is made equal to within 50% of their weight and platforms, vertical pontoons are lowered at one end into the water along the guides in the frame and, by force, are immersed to a position that ensures that, in the absence of waves, the existing position of the frame relative to the water level, then the total volume of all pontoons is fixed relative to the frame, in cubic meters, they are 1.1 to 5 times the weight of the entire platform, in tons, and the vertical pontoons are distributed over the platform area so that they are not on the paths of the waves running onto the floats, and the distance between the pontoons in the upper water layer with a thickness of 1-10 m can withstand 3 to 5000 times more than the transverse dimensions of the pontoons, the frame pipes immersed in water are selected with a transverse size of 0.04 - 2, 0 m and x welded from the ends, threaded plugs are inserted, filled with a moisture-proof porous gas-filled synthetic material and hermetically closed. 4. Способ по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что каркас выполняют из прямоугольных параллелепипедов-модулей, одна из сторон которых перпендикулярна валу, модули одинаково ориентируют между собой, поплавки устанавливают на одном из плеч двуплечего рычага, одного или нескольких в модуле, рычаги с поплавками балансируют, гибкую связь зацепляют за другое плечо рычага, к концу связи после оборачивания ее вокруг барабана подвешивают груз для натяжения ее с провисанием не более 0,005 - 0,5 м, причем вес груза подбирают минимальным, но достаточным для обеспечения вращения барабана относительно вала в сторону действия груза при отсутствии натяжения со стороны поплавка; груз размещают на направляющей, рычаги с поплавками устанавливают с возможностью вращения в вертикальной плоскости в соосных подшипниках в опорах каркаса, причем в отсутствии волн опоры находятся над водной поверхностью, ось вращения рычага параллельна валу отбора мощности, поплавки изготавливают цилиндрической формы с горизонтальной образующей, параллельной оси вращения рычага, и перпендикулярным к этой оси сечением в форме обрезанного в нижней части кругового сектора, ограниченного с одной из сторон, в отсутствие волн, вертикальной с точностью до 30o плоскостью, перпендикулярной с точностью до 30o линии обреза, эту сторону поплавка снабжают лопастью в форме ковша или совковой лопаты и платформу ориентируют рабочей стороной ковша/лопаты к фронту набегающих волн, причем в отсутствие волн расстояние от оси вращения рычага до поверхности воды устанавливают таким, чтобы линия обреза упомянутого сектора сечения поплавка была горизонтальна с точностью до 30o, вдоль вала размещают произвольное число поплавков в 3 и более рядов, причем точку зацепления связи к рычагу поплавка делают в плоскости, перпендикулярной оси вала и пересекающей барабан на муфте, который данная связь огибает.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the frame is made of rectangular parallelepipeds-modules, one of whose sides is perpendicular to the shaft, the modules are equally oriented between each other, floats are installed on one of the shoulders of a two-shouldered lever, one or more the module, the levers with floats balance, the flexible link is hooked to the other lever arm, by the end of the link after wrapping it around the drum, the load is suspended to tension it with a sag of not more than 0.005 - 0.5 m, and the weight of the load is selected to be minimal, but sufficient for To ensure rotation of the drum relative to the shaft in the direction of the load in the absence of tension from the side of the float; the load is placed on the guide, levers with floats are mounted for rotation in a vertical plane in coaxial bearings in the frame supports, and in the absence of waves the supports are located above the water surface, the axis of rotation of the lever is parallel to the power take-off shaft, the floats are made of a cylindrical shape with a horizontal generatrix parallel to the axis rotation of the lever, and a section perpendicular to this axis in the form of a circular sector cut off at the bottom of the sector, bounded on one side, in the absence of waves, vertical with an accuracy of 30 o by a plane perpendicular to an accuracy of 30 o of the cutting line, this side of the float is equipped with a bucket or shovel blade and the platform is oriented with the working side of the bucket / shovel to the front of the incident waves, and in the absence of waves, the distance from the axis of rotation of the lever to the water surface is adjusted so that the cut line of said sector has a horizontal cross section of the float up to 30 o, the shaft positioned in any number of floats 3 or more rows, wherein the engagement point of connection to the float lever doing in a plane perpendicular to the axis of the shaft and passing through the drum on the sleeve, which surrounds this relationship. 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что второе плечо двуплечего рычага, противоположное поплавку, выполняют в форме сегмента, соосного рычагу шкива, гибкой связью огибают его и связь жестко прикрепляют к указанному плечу. 5. The method according to claim 4, characterized in that the second shoulder of the two shoulders of the lever, opposite the float, is made in the form of a segment coaxial to the pulley lever, envelope it with a flexible connection and the connection is rigidly attached to the specified shoulder. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что каркас платформы делают из модулей в виде прямоугольных параллелепипедов с горизонтальной одной из сторон, вал отбора мощности приводят во вращение с помощью замкнутой гибкой связи, которую проводят к валу от поплавков и которая имеет форму прямоугольника, плоскость которого перпендикулярна указанному валу, а в углах прямоугольника находятся шкивы, установленные на каркасе, причем боковые стороны прямоугольника вертикальны и к связи на одной из них прикрепляют поплавок, а к противоположной прикрепляют груз противовеса, вал отбора мощности располагают выше уровня воды на уровне верхней горизонтальной части связи, поплавки изготавливают в форме круглого цилиндра с вертикальной образующей, к нижней части поплавка приделывают юбку в форме боковой поверхности усеченного конуса с вертикальной осью вращения, прилегающего к основанию поплавка и расширяющегося к верху, имеющего отверстия в оболочке выше линии касания к основанию, груз противовеса подбирают таким, чтобы в отсутствие волны основание поплавка погружалось на 0,001 - 0,02 м, нижние шкивы связи находятся под водой, причем расстояние от верхних и нижних шкивов до поверхности воды в отсутствие волн делают одинаковым и не менее половины максимальной высоты волн, характерной для акватории предполагаемой эксплуатации. 6. The method according to claim 1, characterized in that the frame of the platform is made of modules in the form of rectangular parallelepipeds with a horizontal one of the sides, the power take-off shaft is rotated using a closed flexible connection, which is carried out to the shaft from the floats and which has the shape of a rectangle , the plane of which is perpendicular to the specified shaft, and in the corners of the rectangle there are pulleys mounted on the frame, the sides of the rectangle are vertical and a float is attached to one of them, and attached to the opposite the counterweight load, the power take-off shaft is positioned above the water level at the level of the upper horizontal part of the connection, the floats are made in the form of a round cylinder with a vertical generatrix, a skirt in the form of a side surface of a truncated cone with a vertical axis of rotation adjacent to the base of the float is attached to the bottom of the float expanding to the top, having openings in the shell above the line of contact with the base, the weight of the counterweight is selected so that in the absence of a wave the base of the float is submerged by 0.001-0.02 m, the lower connection pulleys under water, and the distance from the upper and lower pulley to the water surface without waves do the same and not less than half of the maximum wave height characteristic of waters intended service. 7. Способ по любому из пп.1 - 6, отличающийся тем, что в качестве потребителя к валу отбора мощности через высокооборотный передаточный механизм подключают высокочастотный электрогенератор, его используют для индукторного нагрева воды в паровом котле высокого давления, нагретый пар используют для привода паровой турбины. 7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that, as a consumer, a high-frequency electric generator is connected to the power take-off shaft via a high-speed transmission mechanism, it is used for induction heating of water in a high-pressure steam boiler, heated steam is used to drive a steam turbine . 8. Способ по любому из пп.1 - 6, отличающийся тем, что в качестве потребителя к валу отбора мощности через передаточный механизм подключают пневматический насос, с помощью которого в резервуары закачивают воздух под высоким давлением, который используют затем в производственных целях. 8. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that as a consumer, a pneumatic pump is connected to the power take-off shaft via a transmission mechanism, with which high pressure air is pumped into the tanks, which is then used for production purposes. 9. Способ по любому из пп.1 - 6, отличающийся тем, что каркас установки размещают у берега, в качестве потребителя к валу отбора мощности через передаточные механизмы подключают гидронасосы, с помощью которых закачивают воду в резервуар на берегу на высоте более 10 м над уровнем моря, воду из резервуара используют для работы гидротурбины. 9. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the installation frame is placed offshore, as a consumer, hydraulic pumps are connected to the power take-off shaft via transmission mechanisms, with which water is pumped into the reservoir on the shore at an altitude of more than 10 m above sea level, the water from the reservoir is used to operate a turbine. 10. Способ по любому из пп.1 - 6, отличающийся тем, что в качестве потребителя к валу отбора мощности через передаточные механизмы подключают гидронасосы высокого давления, которые используют для работы опреснительных установок по методу обратного осмоса. 10. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that, as a consumer, high pressure hydraulic pumps are connected to the power take-off shaft via transmission mechanisms, which are used for the operation of desalination plants using the reverse osmosis method. 11. Способ по любому из пп.1 - 6, отличающийся тем, что на каркасе устанавливают ветроагрегат, а также преобразователи солнечной энергии. 11. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the wind turbine is installed on the frame, as well as solar energy converters. 12. Способ утилизации энергии возобновляющихся источников путем использования поплавков, колеблющихся при волнении водной поверхности вверх и вниз относительно опоры, при этом поплавки посредством передаточного механизма соединяют с валом отбора мощности, который жестко устанавливают на опоре в подшипниках, и механическую энергию от вращения утилизируют на электрогенератор с получением электроэнергии, отличающийся тем, что в качестве опоры используют жесткий, объемный, прозрачный для волн каркас, собранный из элементов с образованием модульных ячеек для размещения поплавков, количество и размеры которых выбирают в соответствии с выражениями
Figure 00000005

S0 = nS,
где N - требуемая мощность энергостанции для утилизации энергии волн;
S - площадь сечения одного поплавка поверхностью спокойной воды;
S0 - суммарная площадь сечений поплавков указанной поверхностью воды;
ρ - плотность воды;
g - ускорение свободного падения;
h - высота волны, характерная для акватории предполагаемой эксплуатации;
Т - период указанной волны;
n - количество поплавков,
размеры сечений поплавков поверхностью спокойной воды делают не более 0,25 от длины волн, характерной для акватории предполагаемой эксплуатации, а высоту поплавков выполняют в пределах 0,1 - 2,0 от характерной высоты волн, при этом с помощью грузов противовесов регулируют глубину погружения поплавков в спокойной воде в пределах 0,0001 - 0,5 их объема и время спуска с верхней точки после спада волны в пределах 0,1 - 100 с, а полученную электроэнергию используют для работы электролизера и получения газообразного водорода, который накапливают в резервуарах для последующего использования в качестве источника энергии.
12. A method of utilizing the energy of renewable sources by using floats that oscillate up and down when the water surface sways relative to the support, while the floats are connected to the power take-off shaft by a transmission mechanism, which is rigidly mounted on the support in bearings, and the mechanical energy from rotation is disposed of on the generator with the production of electricity, characterized in that as a support they use a rigid, voluminous, wave-transparent frame assembled from elements with the formation modular compartments for placing the floats, whose number and size selected in accordance with the expressions
Figure 00000005

S 0 = nS,
where N is the required power of the power station for the utilization of wave energy;
S is the cross-sectional area of one float by the surface of calm water;
S 0 is the total cross-sectional area of the floats indicated by the surface of the water;
ρ is the density of water;
g is the acceleration of gravity;
h is the wave height characteristic of the water area of the intended operation;
T is the period of the indicated wave;
n is the number of floats,
the dimensions of the cross-sections of the floats by the surface of calm water make no more than 0.25 of the wavelength characteristic of the intended water area, and the height of the floats is within 0.1 - 2.0 of the characteristic wave height, while using the weights of the counterweights, the depth of immersion of the floats is regulated in still water within 0.0001 - 0.5 of their volume and the time of descent from the top point after the wave decay within 0.1 - 100 s, and the resulting electricity is used to operate the electrolyzer and produce hydrogen gas, which is accumulated in the tank ah for subsequent use as an energy source.
13. Способ по п.12, отличающийся тем, что вал отбора мощности, один или несколько, выполняют прямоугольного сечения из металлопроката путем сварки в виде силового низкооборотного до 500 об./мин вала; вторичные валы, ведомые от валов отбора мощности, отдельных модульных ячеек соединяют карданными передачами, на валу либо валах отбора мощности устанавливают муфты одностороннего вращения относительно вала, с барабанами, причем количество муфт не меньше количества поплавков, валы отбора мощности приводят во вращение с помощью гибкой связи, которую проводят к ним от поплавков непосредственно либо посредством двуплечего рычага, и оборачивают вокруг соответствующего каждому поплавку барабана несколько раз, причем после части оборотов связь закрепляют на барабане, а свободный конец ее подсоединяют к системе натяжения, причем длины намотанных на барабаны связей и до и после точки закрепления делают не менее половины максимальной амплитуды возвратно-поступательного перемещения связи; суммарную площадь, занимаемую поплавками на поверхности воды, выдерживают в пределах 0,1 - 0,9 от площади участка водной поверхности, занимаемой каркасом, внутренние объемы поплавков заполняют влагонепроницаемыми пористыми газонаполненными синтетическими материалами, к нижней части поплавков приделывают емкости с отверстиями такого сечения, чтобы после заполнения водой при погружении емкость опорожнялась в течение 1 - 100 с после поднятия поплавков над водой, к основанию поплавков приделывают гибкие элементы из впитывающих воду материалов в виде множества свободно свисающих веревок, либо нитей, либо полос тканей с обеспечением безотрывного от волны движения поплавка, амплитуды движения его ограничивают упорами с использованием пружин и резины, величины предельных прочностей связи, барабана и муфты, в тоннах, делают больше половины значений объема связанного с ними поплавка, в кубометрах; в результате электролиза воды получают и водород, и кислород, полученные газы нагнетают в резервуары, затем водород используют для питания двигателя внутреннего сгорания, вращающего другой электрогенератор, выходные параметры которого стабилизируют с помощью блока обратной связи. 13. The method according to p. 12, characterized in that the power take-off shaft, one or more, is made of rectangular cross-section from rolled metal by welding in the form of a power low-speed shaft up to 500 rpm; the secondary shafts, driven from the power take-off shafts, of individual modular cells, are connected by cardan transmissions; on the shaft or power take-off shafts, one-way couplings are installed relative to the shaft, with drums, and the number of couplings is not less than the number of floats, the power take-off shafts are rotated using flexible coupling which is conducted to them from the floats directly or by means of a two-shouldered lever, and is wrapped around the drum corresponding to each float several times, moreover, after a part of revolutions with ide fastened on the drum, and its free end connected to a tensioning system, the length wound on the reels and links before and after the point of attachment do not less than half the maximum amplitude of reciprocation of communication; the total area occupied by the floats on the surface of the water is kept within 0.1 - 0.9 of the area of the water surface occupied by the frame, the internal volumes of the floats are filled with moisture-proof porous gas-filled synthetic materials, and containers with openings of such a section are attached to the bottom of the floats so that after filling with water during immersion, the tank was empty for 1 - 100 s after raising the floats above the water, flexible elements from the water-absorbing material are attached to the base of the floats in the form of a set of freely hanging ropes, or threads, or strips of fabrics, ensuring the float is inseparable from the wave, the amplitudes of movement are limited by stops using springs and rubber, the ultimate bond strengths, the drum and the clutch, in tons, make more than half the volume the float associated with them, in cubic meters; As a result of water electrolysis, both hydrogen and oxygen are obtained, the resulting gases are pumped into tanks, then hydrogen is used to power an internal combustion engine that rotates another electric generator, the output parameters of which are stabilized using a feedback unit. 14. Способ по любому из п.12 или 13, отличающийся тем, что каркас поддерживают на плаву с помощью множества горизонтально и вертикально расположенных понтонов, образующих вместе с каркасом плавающую платформу, длина и ширина которой более чем в 3 раза, а высота более чем в 1,1 раза больше максимальной высоты волны, характерной для акватории предполагаемой эксплуатации, суммарный объем всех поплавков, в кубометрах, делают равным 0,5 - 3,0 от суммарного веса, в тоннах, всей платформы с оборудованием и людьми, платформу изготавливают в виде агрегата на поверхности воды множества жестких объемных модулей площадью 20 - 5000 м2 с силовым каркасом, изготовленным с использованием стальных труб и стального проката с антикоррозионной обработкой и покрытием, модули скрепляют между собой, платформу оснащают якорями и лебедками, к валу через передаточные механизмы, механизмы сцепления и коробки передач подсоединяют водяные колеса, которые устанавливают на платформе и с помощью их осуществляют перемещение и маневрирование, на каркасе размещают палубу, жилые и производственные постройки и используют в соответствующих целях, используют понтоны вытянутой цилиндрической формы, внутренние объемы понтонов заполняют влагонепроницаемыми пористыми газонаполненными синтетическими материалами, горизонтальные понтоны размещают под водой на глубине 1 - 10 м с помощью стоек, причем суммарное водоизмещение их делают равным с точностью до 50% сумме веса их и платформы, вертикальные понтоны опускают одним концом в воду по направляющим в каркасе и путем силового воздействия погружают до положения, обеспечивающего при отсутствии волн необходимое положение каркаса относительно уровня воды, затем фиксируют относительно каркаса, суммарный объем всех понтонов, в кубометрах, делают в 1,1 - 5 раз больше веса всей платформы, в тоннах, причем вертикальные понтоны распределяют по площади платформы таким образом, чтобы они не находились на пути волн, набегающих на поплавки, а расстояние между понтонами в верхнем слое воды толщиной 1 - 10 м выдерживают в 3 - 5000 раз больше поперечных размеров понтонов, трубы каркаса, погруженные в воду, при изготовлении выбирают с поперечными размерами 0,04 - 2,0 м, их заваривают с торцов, врезают резьбовые заглушки, заполняют влагонепроницаемым пористым газонаполненным синтетическим материалом и герметично закрывают.14. The method according to any one of p. 12 or 13, characterized in that the frame is supported afloat using a plurality of horizontally and vertically arranged pontoons, forming together with the frame a floating platform, the length and width of which is more than 3 times, and the height is more than 1.1 times the maximum wave height characteristic of the intended water area, the total volume of all floats, in cubic meters, is equal to 0.5 - 3.0 of the total weight, in tons, of the entire platform with equipment and people, the platform is made in type of unit on overhnosti water a plurality of rigid bulk moduli of 20 - 5000 m 2 to the power frame, manufactured using steel pipes and the rolled steel with the anticorrosive treatment and the coating units bonded to each other, a platform fitted with anchors and winches to the shaft through the gears, clutch mechanisms and gearboxes connect water wheels, which are mounted on the platform and use them to move and maneuver, place the deck, residential and industrial buildings on the frame and using They are used for appropriate purposes, they use elongated cylindrical pontoons, the internal volumes of the pontoons are filled with moisture-proof porous gas-filled synthetic materials, horizontal pontoons are placed under water at a depth of 1-10 m using racks, and their total displacement is made equal to within 50% of their weight and platforms, vertical pontoons are lowered at one end into the water along the guides in the frame and, by force, are immersed to a position that provides, in the absence of waves, the necessary the position of the frame relative to the water level, then fix relative to the frame, the total volume of all the pontoons, in cubic meters, is 1.1 to 5 times the weight of the entire platform, in tons, and the vertical pontoons are distributed over the platform area so that they are not on the paths of the waves running onto the floats, and the distance between the pontoons in the upper water layer with a thickness of 1-10 m can withstand 3 to 5000 times more than the transverse dimensions of the pontoons, the frame pipes immersed in water are selected with a transverse size of 0.04 - 2, 0 m, them for they are cooked from the ends, threaded plugs are inserted, filled with a moisture-proof porous gas-filled synthetic material, and hermetically closed. 15. Способ по любому из пп.12 - 14, отличающийся тем, что каркас состоит из прямоугольных параллелепипедов-модулей, одна из сторон которых перпендикулярна валу отбора мощности, модули одинаково ориентируют между собой, поплавки устанавливают на одном из плеч двуплечего рычага, одного или нескольких в модуле, рычаги с поплавками балансируют, гибкую связь зацепляют за другое плечо рычага, к концу связи после оборачивания ее вокруг барабана подвешивают груз для натяжения ее с провисанием не более 0,005 - 0,5 м, причем вес груза подбирают минимальным, но достаточным для обеспечения вращения барабана относительно вала в сторону действия груза при отсутствии натяжения со стороны поплавка; груз размещают на направляющей, рычаги с поплавками устанавливают с возможностью вращения в вертикальной плоскости в соосных подшипниках в опорах каркаса, причем в отсутствии волн опоры находятся над водной поверхностью, ось вращения рычага параллельна валу, поплавки изготавливают цилиндрической формы с горизонтальной образующей, параллельной оси вращения рычага, и перпендикулярным к этой оси сечением в форме обрезанного в нижней части кругового сектора, ограниченного с одной из сторон, в отсутствие волн, вертикальной с точностью до 30o плоскостью, перпендикулярной с точностью до 30o линии обреза, эту сторону поплавка снабжают лопастью в форме ковша или совковой лопаты и платформу ориентируют рабочей стороной ковша/лопаты к фронту набегающих волн, причем в отсутствие волн расстояние от оси вращения рычага до поверхности воды устанавливают таким, чтобы линия обреза упомянутого сектора сечения поплавка была горизонтальна с точностью до 30o, вдоль вала размещают произвольное число поплавков в 3 и более рядов, причем точку зацепления связи к рычагу поплавка делают в плоскости, перпендикулярной оси вала и пересекающей барабан на муфте, который данная связь огибает.15. The method according to any one of paragraphs 12 to 14, characterized in that the frame consists of rectangular parallelepipeds-modules, one of whose sides is perpendicular to the power take-off shaft, the modules are equally oriented between each other, the floats are mounted on one of the shoulders of the two shoulders lever, one or several in the module, the levers with floats balance, the flexible link is hooked to the other lever arm, by the end of the link after wrapping it around the drum, the load is suspended to tension it with a sag of not more than 0.005 - 0.5 m, and the weight of the load is selected to a minimum sufficient to provide about the drum rotation relative to the shaft in the direction of action of the load in the absence of tension by the float; the load is placed on the guide, levers with floats are mounted for rotation in a vertical plane in coaxial bearings in the frame supports, and in the absence of waves the supports are located above the water surface, the axis of rotation of the lever is parallel to the shaft, the floats are made of a cylindrical shape with a horizontal generatrix parallel to the axis of rotation of the lever , and a section perpendicular to this axis in the form of a circular sector cut off in the lower part, bounded on one side, in the absence of waves, vertical with an accuracy of 30 o a plane perpendicular to an accuracy of 30 o cutting line, this side of the float is equipped with a bucket or shovel shovel blade and the platform is oriented with the bucket / shovel working side to the front of the incident waves, and in the absence of waves, the distance from the axis of rotation of the lever to the water surface is set so that the cut-off line of the said sector of the cross-section of the float was horizontal accurate to 30 o , an arbitrary number of floats in 3 or more rows is placed along the shaft, and the engagement point of the connection to the lever of the float is made in flat perpendicular to the axis of the shaft and intersecting the drum on the coupling, which this connection bends around. 16. Способ по п.15, отличающийся тем, что второе плечо двуплечего рычага, противоположное поплавку, изготавливают в форме сегмента, соосного рычагу шкива, гибкой связью огибают его и связь жестко закрепляют. 16. The method according to p. 15, characterized in that the second shoulder of the two shoulders of the lever, the opposite of the float, is made in the form of a segment, coaxial to the pulley lever, envelope it with a flexible connection and the connection is rigidly fixed. 17. Способ по любому из пп.12 - 16, отличающийся тем, что в результате электролиза воды получают и водород и кислород, которые нагнетают в резервуары и затем используют для резки и сварки металлов. 17. The method according to any one of paragraphs.12 to 16, characterized in that the electrolysis of water produces both hydrogen and oxygen, which are pumped into tanks and then used for cutting and welding of metals. 18. Способ утилизации энергии возобновляющихся источников путем использования поплавков, колеблющихся при волнении водной поверхности вверх и вниз относительно опоры, при этом поплавки посредством передаточного механизма соединяют с валом отбора мощности, который жестко устанавливают на опоре в подшипниках, и механическую энергию от вращения утилизируют на опреснение морской воды, отличающийся тем, что в качестве опоры используют жесткий, объемный, прозрачный для волн каркас, собранный из элементов с образованием модульных ячеек для размещения поплавков, количество и размеры которых выбирают в соответствии с выражениями
Figure 00000006

S0 = nS,
где N - требуемая мощность энергостанции для утилизации энергии волн;
S - площадь сечения одного поплавка поверхностью спокойной воды;
S0 - суммарная площадь сечений поплавков указанной поверхностью воды;
ρ - плотность воды;
g - ускорение свободного падения;
h - высота волны, характерная для акватории предполагаемой эксплуатации;
Т - период указанной волны;
n - количество поплавков,
размеры сечений поплавков поверхностью спокойной воды делают не более 0,25 от длины волн, характерной для акватории предполагаемой эксплуатации, а высоту поплавков выполняют в пределах 0,1 - 2,0 от характерной высоты волн, при этом с помощью грузов - противовесов регулируют глубину погружения поплавков в спокойной воде в пределах 0,0001 - 0,5 их объема и время спуска с верхней точки после спада волны в пределах 0,1 - 100 с, а в качестве устройства утилизации энергии волн используют вакуумную дистилляционную установку, причем в установке используют вакуумный насос и приводят его в действие от вала через передаточный механизм, испарение осуществляют с поверхности площадью 0,5 - 1000 м2 в скоростном потоке обдувающего воздуха со скоростью 0,5 - 5000 м/с, теплоту конденсации используют для нагрева испаряемой жидкости, испарение осуществляют в испарительной камере низкого давления, выполненной в виде горизонтально расположенной круглой трубы, с вращающимся барабаном испарителя внутри и с сужениями на концах трубы, один из которых через регулируемое уплотнение вала вращения барабана испарителя соединяют с атмосферой, а другой - с входом вакуумного насоса, выход которого соединяют со змеевиком конденсатора, который размещают ниже уровня воды внутри ответвления испарительной камеры, содержащей в нижней части клапан заливки-слива морской воды, связанный с поплавком устройства, которое поддерживает постоянный уровень жидкости в испарительной камере, барабан испарителя выполняют с множеством соосных трубе каналов, открытых с обоих торцов, со стенками из гигроскопического материала, причем барабан приводят во вращение со скоростью 0,1 - 100 об./мин путем соединения его через передаточный механизм с валом отбора мощности, выход дистиллята регулируют для получения оптимального режима путем вращения резьбовой уплотняющей втулки с эластичной манжетой, ограничивающей подачу воздуха, на валу барабана испарителя на входе в испарительную камеру, а слив рассола производят путем повышения давления в испарительной камере.
18. A method of utilizing the energy of renewable sources by using floats that oscillate up and down when the water surface sways relative to the support, while the floats are connected to the power take-off shaft by a transmission mechanism, which is rigidly mounted on the support in bearings, and the mechanical energy from rotation is utilized for desalination sea water, characterized in that as a support they use a rigid, voluminous, wave-transparent frame assembled from elements with the formation of modular cells for placements of floats, the number and sizes of which are selected in accordance with the expressions
Figure 00000006

S 0 = nS,
where N is the required power of the power station for the utilization of wave energy;
S is the cross-sectional area of one float by the surface of calm water;
S 0 is the total cross-sectional area of the floats indicated by the surface of the water;
ρ is the density of water;
g is the acceleration of gravity;
h is the wave height characteristic of the water area of the intended operation;
T is the period of the indicated wave;
n is the number of floats,
the dimensions of the cross-sections of the floats by the surface of calm water make no more than 0.25 of the wavelength characteristic of the intended water area, and the height of the floats is within 0.1 - 2.0 of the characteristic wave height, while using the weights - counterweights regulate the immersion depth floats in still water in the range of 0.0001 - 0.5 of their volume and the time of descent from the top point after the wave recession in the range of 0.1 - 100 s, and a vacuum distillation unit is used as a device for utilization of wave energy, and a vacuum is used in the unit smart pump and drive it from the shaft through the transmission mechanism, the evaporation is carried out from a surface area of 0.5 - 1000 m 2 in a high-speed flow of blowing air at a speed of 0.5 - 5000 m / s, the heat of condensation is used to heat the evaporated liquid, evaporation carried out in a low-pressure evaporation chamber, made in the form of a horizontally arranged round pipe, with a rotating evaporator drum inside and with constrictions at the ends of the pipe, one of which through an adjustable seal of the shaft of rotation of the evaporator drum with combined with the atmosphere, and the other with the inlet of the vacuum pump, the outlet of which is connected to the condenser coil, which is placed below the water level inside the branch of the evaporation chamber, containing in the lower part a seawater fill-drain valve connected to the float of the device, which maintains a constant liquid level in the evaporation chamber, the evaporator drum is made with a plurality of coaxial pipe channels open at both ends with walls of hygroscopic material, the drum being rotated at a speed 0.1 - 100 rpm by connecting it through a transmission mechanism with a power take-off shaft, the output of the distillate is regulated to obtain the optimum mode by rotating the threaded sealing sleeve with an elastic cuff restricting the air supply on the shaft of the evaporator drum at the entrance to the evaporation chamber, and the brine is drained by increasing the pressure in the evaporation chamber.
19. Способ по п.18, отличающийся тем, что уровень воды в испарительной камере поддерживают ниже оси вращения барабана, в нижней ветви испарительной камеры устанавливают аэратор в виде мелкопористого наконечника трубки, соединенной с атмосферой через регулирующий вентиль, корпус испарительной камеры окрашивают в черный цвет, через дополнительный змеевик, который помещают в нижнюю часть нижнего ответвления испарительной камеры, насосами прокачивают холодную воду из морских глубин; вал отбора мощности, один или несколько, выполняют прямоугольного сечения из металлопроката путем сварки в виде силового низкооборотного до 500 об./мин вала; вторичные, ведомые от валов отбора мощности, валы модульных ячеек соединяют карданными передачами, на валах отбора мощности устанавливают муфты одностороннего вращения относительно вала, с барабанами, причем количество муфт не меньше количества поплавков, вал приводят во вращение с помощью гибкой связи, которую проводят к валу от поплавков непосредственно или посредством двуплечих рычагов, и оборачивают вокруг соответствующего каждому поплавку барабана несколько раз, причем после части оборотов связь закрепляют на барабане, а свободный конец ее подсоединяют к системе натяжения, причем длины намотанных на барабан связей и до и после точки закрепления делают не менее половины максимальной амплитуды возвратно-поступательного перемещения связи; суммарную площадь, занимаемую поплавками на поверхности воды, выдерживают в пределах 0,1 - 0,9 от площади участка водной поверхности, занимаемой каркасом, внутренние объемы поплавков заполняют влагонепроницаемыми пористыми газонаполненными синтетическими материалами, к нижней части поплавков приделывают емкости с отверстиями такого сечения, чтобы после заполнения водой при погружении емкость опорожнялась в течение 1 - 100 с после поднятия поплавков над водой, к основанию поплавков приделывают гибкие элементы из впитывающих воду материалов в виде множества свободно свисающих веревок, либо нитей, либо полос тканей, количество которых определяют из условия безотрывного от волны движения поплавка, амплитуды движения его ограничивают упорами с использованием пружин и резины; каркас поддерживают на плаву с помощью множества горизонтально и вертикально расположенных понтонов, образующих вместе с каркасом плавающую платформу, длина и ширина которой более чем в 3 раза, а высота более чем в 1,1 раза больше максимальной высоты волны, характерной для акватории предполагаемой эксплуатации, суммарный объем всех поплавков, в кубометрах, делают равным 0,5 - 3,0 от суммарного веса, в тоннах, всей платформы с оборудованием и людьми, платформу собирают в виде агрегата на поверхности воды множества модулей; каркас изготавливают с использованием стальных труб и проката с антикоррозионной обработкой и покрытием, платформу оснащают якорями и лебедками, к валу через передаточные механизмы подсоединяют водяные колеса, которые устанавливают на платформе и с помощью их осуществляют перемещение ее и маневрирование, на каркасе размещают палубу, жилые и производственные постройки; используют понтоны вытянутой цилиндрической формы, внутренние объемы понтонов заполняют влагонепроницаемыми пористыми газонаполненными синтетическими материалами, горизонтальные понтоны размещают под водой на глубине 0,1 - 10 м с помощью стоек, причем суммарное водоизмещение их делают равным с точностью до 50% сумме веса их и платформы, суммарный объем всех понтонов, в кубометрах, делают в 1,1 - 5 раз больше веса всей платформы, в тоннах, причем вертикальные понтоны распределяют по площади платформы таким образом, чтобы они не находились на пути волн, набегающих на поплавки, а расстояние между понтонами в верхнем слое воды толщиной 1 - 10 м выдерживают в 3 - 5000 раз больше поперечных размеров понтонов, трубы каркаса, погруженные в воду, при изготовлении выбирают с поперечными размерами 0,04 - 2,0 м, их заваривают с торцов, врезают резьбовые заглушки, заполняют влагонепроницаемым пористым газонаполненным синтетическим материалом и герметично закрывают. 19. The method according to p. 18, characterized in that the water level in the evaporation chamber is maintained below the axis of rotation of the drum, an aerator is installed in the lower branch of the evaporation chamber in the form of a finely porous tube tip connected to the atmosphere through a control valve, the body of the evaporation chamber is painted black , through an additional coil, which is placed in the lower part of the lower branch of the evaporation chamber, pumps pump cold water from the deep sea; a power take-off shaft, one or more, is made of rectangular cross-section from rolled metal by welding in the form of a power low-speed shaft up to 500 rpm; secondary, driven from the power take-off shafts, the shafts of the modular cells are connected by cardan transmissions, on the power take-off shafts one-way rotation couplings are installed relative to the shaft, with drums, and the number of couplings is not less than the number of floats, the shaft is rotated using a flexible connection that is conducted to the shaft from the floats directly or by means of two-arm levers, and they are wrapped around the drum corresponding to each float several times, and after part of the revolutions the connection is fixed to the drum, and free the end thereof is connected to the tensioning system, the lengths of the ties wound around the drum, before and after the fixing point, make at least half of the maximum amplitude of the reciprocating movement of the connection; the total area occupied by the floats on the surface of the water is kept within 0.1 - 0.9 of the area of the water surface occupied by the frame, the internal volumes of the floats are filled with moisture-proof porous gas-filled synthetic materials, and containers with openings of such a section are attached to the bottom of the floats so that after filling with water during immersion, the tank was empty for 1 - 100 s after raising the floats above the water, flexible elements from the water-absorbing material are attached to the base of the floats in the form of a multitude of freely hanging ropes, or threads, or strips of fabrics, the amount of which is determined from the condition of the float moving continuously from the wave, the amplitudes of its movement are limited by stops using springs and rubber; the frame is kept afloat using a plurality of horizontally and vertically arranged pontoons, forming together with the frame a floating platform, the length and width of which is more than 3 times, and the height is more than 1.1 times the maximum wave height characteristic of the area of intended operation, the total volume of all floats, in cubic meters, is equal to 0.5 - 3.0 of the total weight, in tons, of the entire platform with equipment and people, the platform is assembled in the form of an aggregate on the surface of the water of many modules; the frame is made using steel pipes and rolled products with anti-corrosion treatment and coating, the platform is equipped with anchors and winches, water wheels are connected to the shaft through the transmission gears, which are mounted on the platform and use it to move and maneuver it, place the deck, residential and industrial buildings; they use elongated cylindrical pontoons, the internal volumes of the pontoons are filled with moisture-proof porous gas-filled synthetic materials, horizontal pontoons are placed under water at a depth of 0.1 - 10 m using racks, and their total displacement is made equal to within 50% of the sum of their weight and the platform, the total volume of all pontoons, in cubic meters, is 1.1 to 5 times greater than the weight of the entire platform, in tons, and the vertical pontoons are distributed over the platform area so that they are not on these waves running onto the floats, and the distance between the pontoons in the upper water layer with a thickness of 1 - 10 m can withstand 3 - 5000 times more than the transverse dimensions of the pontoons, the frame pipes immersed in water are selected with a transverse size of 0.04 - 2, 0 m, they are welded from the ends, threaded plugs are inserted, filled with a moisture-proof porous gas-filled synthetic material and hermetically closed. 20. Модуль энергостанции мощностью до мегаватт для утилизации энергии возобновляющихся источников, содержащий опору, вал отбора мощности, муфты одностороннего вращения, множество поплавков на плечах рычагов, механизм, передающий вращение рычага с поплавком на вал отбора мощности, отличающийся тем, что опора выполнена в виде модульного прозрачного для волн жесткого объемного каркаса, рычаги выполнены двуплечими, на одном из плеч которых установлены поплавки, а к другому плечу прикреплена гибкая связь, огибающая несколько раз муфты одностороннего вращения на валу отбора мощности, причем после части оборотов вокруг барабана связь закреплена на барабане, к свободному концу связи подвешен груз натяжения, вес груза подобран из условия возврата барабана в исходное положение при отсутствии натяжения со стороны поплавка, причем длина намотанной на барабан и до и после точки закрепления связи не меньше половины максимальной амплитуды движения плеча рычага, противоположного поплавку, вдоль вала отбора мощности размещено произвольное число поплавков в 3 и более рядов, размеры сечений поплавков поверхностью спокойной воды составляют не более 0,25 от длины волн, а высота поплавков составляет 0,1 - 2,0 от высоты волн, характерных для условий эксплуатации, количество и размеры поплавков выбраны в соответствии с выражениями
Figure 00000007

S0 = nS,
где N - требуемая мощность энергостанции для утилизации энергии волн;
S - площадь сечения одного поплавка поверхностью спокойной воды;
S0 - суммарная площадь сечений поплавков указанной поверхностью воды;
ρ - плотность воды;
g - ускорение свободного падения;
h - высота волны, характерная для акватории предполагаемой эксплуатации;
Т - период указанной волны;
n - количество поплавков.
20. A power plant module with a capacity of up to megawatts for utilizing renewable energy sources, comprising a support, a power take-off shaft, one-way clutch, a plurality of floats on the arms of the levers, a mechanism transmitting rotation of the lever with the float to the power take-off shaft, characterized in that the support is made in the form a modular transparent volumetric rigid body for the waves, the levers are made of two shoulders, on one of the shoulders of which floats are installed, and a flexible connection is attached to the other shoulder, enveloping several times of the single coupling external rotation on the power take-off shaft, and after part of the revolutions around the drum, the connection is fixed to the drum, a tension load is suspended to the free end of the connection, the weight of the load is selected from the condition that the drum returns to its original position in the absence of tension from the float side, the length of which is wound on the drum and up to and after the connection fixation point is not less than half of the maximum amplitude of movement of the lever arm opposite the float, an arbitrary number of floats in 3 or more rows are placed along the power take-off shaft, sizes eny floats calm water surface is not more than 0.25 of the wavelength, and floats height is 0.1 - 2.0 of the height of the waves, characteristic of operating conditions, the number and size of the floats are chosen in accordance with the expressions
Figure 00000007

S 0 = nS,
where N is the required power of the power station for the utilization of wave energy;
S is the cross-sectional area of one float by the surface of calm water;
S 0 is the total cross-sectional area of the floats indicated by the surface of the water;
ρ is the density of water;
g is the acceleration of gravity;
h is the wave height characteristic of the water area of the intended operation;
T is the period of the indicated wave;
n is the number of floats.
21. Модуль энергостанции мощностью до мегаватт по п.20, отличающийся тем, что каркас имеет форму прямоугольного параллелепипеда, одна из сторон которого перпендикулярна валу отбора мощности, каркас выполнен из элементов с использованием стальных труб и металлопроката, с антикоррозионной обработкой и покрытием, модули энергостанции одинаково ориентированы между собой и жестко скреплены болтами и гайками в единую конструкцию, амплитуду движения поплавка ограничивают упорами с упругими элементами с использованием пружин и резины; груз натяжения обеспечивает провисание связи не более 0,005 - 0,5 м, груз размещен на направляющей; рычаги с поплавками установлены с возможностью вращения в вертикальной плоскости в соосных подшипниках, установленных на каркасе, ось вращения рычага параллельна валу отбора мощности, поплавки имеют цилиндрическую форму с горизонтальной образующей, параллельной оси вращения рычага, и перпендикулярным к оси сечением в форме обрезанного в нижней части кругового сектора, ограниченного с одной из сторон, в отсутствие волн, вертикальной с точностью до 30o плоскостью, перпендикулярной с точностью до 30o линии обреза, эта сторона поплавка снабжена лопастью в форме ковша или совковой лопаты, модуль ориентирован рабочей стороной ковша/лопаты к фронту набегающих волн, причем в отсутствие волн расстояние от оси вращения рычага до поверхности воды составляет 0,1 - 8 м и выбирается таким, чтобы линия обреза упомянутого сектора была горизонтальна с точностью до 30o, в отсутствие волн погружение поплавков составляет 0,0001 - 0,5 от их объема, поплавки сбалансированы совместно с рычагом с помощью грузов-противовесов, к нижней части поплавков приделывают емкости с отверстиями, которые заполняются водой при погружении поплавка, и опорожняются через указанные отверстия в течение 1 - 100 с после поднятия поплавков над водой, к основанию поплавков приделывают гибкие элементы из впитывающих воду материалов в виде многочисленных свободно свисающих веревок, либо нитей, либо полос тканей или губки, внутренние объемы поплавков заполнены влагонепроницаемыми пористыми газонаполненными синтетическими материалами, в модуле установлен силовой низкооборотный до 500 об./мин вал отбора мощности, в том числе составленный из отдельных частей, соединенных муфтами, названный вал оснащен передаточными механизмами, одним или несколькими, с переходниками для подсоединения потребителей; точка зацепления связи к рычагу поплавка находится в плоскости, перпендикулярной оси вращения соответствующего вала и пересекающей соответствующий данной связи барабан на муфте, который данная связь огибает.21. The power plant module with a capacity of up to megawatts according to claim 20, characterized in that the frame is in the form of a rectangular parallelepiped, one of whose sides is perpendicular to the power take-off shaft, the frame is made of elements using steel pipes and metal, with anti-corrosion treatment and coating, power station modules are equally oriented to each other and rigidly fastened with bolts and nuts in a single design, the amplitude of the movement of the float is limited by stops with elastic elements using springs and rubber; tension load ensures slack of communication not more than 0.005 - 0.5 m, the load is placed on the guide; levers with floats are mounted for rotation in a vertical plane in coaxial bearings mounted on the frame, the axis of rotation of the lever is parallel to the power take-off shaft, the floats have a cylindrical shape with a horizontal generatrix parallel to the axis of rotation of the lever, and a section perpendicular to the axis in the form of a cut in the lower part circular sector delimited on one side, in the absence of waves, the vertical up to 30 o plane perpendicular to within 30 o a cut line, this side of the float snab the blade in the form of a bucket or shovel, the module is oriented by the working side of the bucket / shovel to the front of the incoming waves, and in the absence of waves, the distance from the axis of rotation of the lever to the surface of the water is 0.1 - 8 m and is selected so that the cut line of the mentioned sector is horizontal up to 30 o, in the absence of waves immersion floats is 0.0001 - 0.5 times their volume floats are balanced together with the lever by means of a counterweight, to fasten the bottom of the vessel floats with holes which fill water when the float is immersed, and emptied through the indicated holes within 1 - 100 s after raising the floats above the water, attach flexible elements from water-absorbing materials to the base of the floats in the form of numerous freely hanging ropes, or threads, or strips of fabric or sponge, internal the volumes of the floats are filled with moisture-proof porous gas-filled synthetic materials, a power take-off shaft with low speed up to 500 rpm is installed in the module, including a power take-off shaft, including one made up of separate parts, soy dyny couplings, the named shaft is equipped with gears, one or more, with adapters for connecting consumers; the engagement point of the connection to the lever of the float is in a plane perpendicular to the axis of rotation of the corresponding shaft and intersecting the drum corresponding to the given connection on the coupling, which this connection bends around. 22. Модуль энергостанции мощностью до мегаватт по п.20 или 21, отличающийся тем, что второе плечо двуплечего рычага, противоположное поплавку, имеет форму сегмента, соосного рычагу шкива, гибкая связь огибает его и жестко закреплена. 22. The power plant module with a capacity of up to megawatts according to claim 20 or 21, characterized in that the second shoulder of the two-shouldered lever, opposite the float, has the form of a segment coaxial to the pulley lever, a flexible connection bends around it and is rigidly fixed. 23. Модуль энергостанции мощностью до мегаватт по любому из пп.20 - 22, отличающийся тем, что модуль снабжен горизонтальными и вертикальными понтонами, образующими вместе с каркасом плавающую платформу, длина и ширина которой более чем в 3 раза, а высота более чем в 1,1 раза больше максимальной высоты волны, характерной для акватории предполагаемой эксплуатации, вертикальные понтоны частично погружены в воду и зафиксированы на направляющих в каркасе модуля, платформа оснащена якорями и лебедками; к валу отбора мощности через передаточные механизмы, механизмы сцепления и коробки передач подсоединены водяные колеса для маневрирования, установленные на периферии платформы, понтоны имеют вытянутую цилиндрическую форму, внутренние объемы понтонов заполнены влагонепроницаемыми пористыми газонаполненными синтетическими материалами, причем суммарный объем всех понтонов, в кубометрах, в 1,1 - 5 раз больше веса всей платформы, в тоннах, причем вертикальные понтоны распределены по площади платформы таким образом, чтобы они не находились на пути волн, набегающих на поплавки, а расстояние между ними в верхнем слое воды толщиной 1 - 10 м выдержано в 3 - 5000 раз больше поперечных размеров понтонов, трубы каркаса, погруженные в воду, заварены с торцов и снабжены пробками-заглушками, трубы заполнены влагонепроницаемым пористым газонаполненным синтетическим материалом. 23. The power plant module with a capacity of up to megawatts according to any one of claims 20 to 22, characterized in that the module is equipped with horizontal and vertical pontoons, which together with the frame form a floating platform, the length and width of which is more than 3 times and the height more than 1 , 1 times the maximum wave height characteristic of the area of intended use, the vertical pontoons are partially submerged in water and fixed on the rails in the module frame, the platform is equipped with anchors and winches; maneuvering water wheels connected to the power take-off shaft through gears, clutch mechanisms and gearboxes mounted on the periphery of the platform, pontoons have an elongated cylindrical shape, the internal volumes of the pontoons are filled with moisture-proof porous gas-filled synthetic materials, and the total volume of all pontoons, in cubic meters, in 1.1 - 5 times the weight of the entire platform, in tons, and the vertical pontoons are distributed over the platform so that they are not and the paths of the waves running onto the floats, and the distance between them in the upper layer of water with a thickness of 1 - 10 m is 3 to 5000 times longer than the transverse dimensions of the pontoons, the frame pipes immersed in water are welded from the ends and equipped with plugs, the pipes are filled waterproof porous gas-filled synthetic material. 24. Модуль энергостанции мощностью до мегаватт по любому из пп.20 - 22, отличающийся тем, что опора установлена на грунте и модуль закреплен в средней точке на опоре с помощью осевого шарнира с горизонтальной осью вращения, расположенной над уровнем воды, имеется уравновешивающий груз для поддержания модуля в рабочем положении. 24. A power plant module with a capacity of up to megawatts according to any one of claims 20 to 22, characterized in that the support is mounted on the ground and the module is fixed at a midpoint on the support using an axial hinge with a horizontal axis of rotation located above the water level, there is a balancing load for keeping the module in working position. 25. Модуль энергостанции мощностью до мегаватт по любому из пп.20 - 24, отличающийся тем, что к валу отбора мощности через передаточный механизм подключен электрогенератор, соединенный с электролизером, подключенным к резервуарам для хранения водорода и кислорода, причем резервуар для хранения водорода связан с двигателем внутреннего сгорания, соединенным со вторым электрогенератором, снабженным блоком стабилизации. 25. The power plant module with a capacity of up to megawatts according to any one of claims 20 to 24, characterized in that an electric generator connected to an electrolyzer connected to hydrogen and oxygen storage tanks is connected to the power take-off shaft through the transmission mechanism, and the hydrogen storage tank is connected to an internal combustion engine connected to a second electric generator provided with a stabilization unit.
RU99110683A 1999-05-31 1999-05-31 Method and megawatt-capacity power-plant module for recovering energy of reusable sources (options) RU2150021C1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99110683A RU2150021C1 (en) 1999-05-31 1999-05-31 Method and megawatt-capacity power-plant module for recovering energy of reusable sources (options)
AU49611/00A AU4961100A (en) 1999-05-31 2000-05-29 Method for using renewable energy sources, variants and powerplant module of up to one megawatt for realising the same
PCT/RU2000/000203 WO2000075506A1 (en) 1999-05-31 2000-05-29 Method for using renewable energy sources, variants and powerplant module of up to one megawatt for realising the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99110683A RU2150021C1 (en) 1999-05-31 1999-05-31 Method and megawatt-capacity power-plant module for recovering energy of reusable sources (options)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2150021C1 true RU2150021C1 (en) 2000-05-27

Family

ID=20220159

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99110683A RU2150021C1 (en) 1999-05-31 1999-05-31 Method and megawatt-capacity power-plant module for recovering energy of reusable sources (options)

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU4961100A (en)
RU (1) RU2150021C1 (en)
WO (1) WO2000075506A1 (en)

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011115520A1 (en) * 2010-03-16 2011-09-22 Motygullin Ildar Fanilevich Core-and-rod wave power generator
RU2443900C1 (en) * 2010-10-20 2012-02-27 Учреждение Российской академии наук Институт биологии Коми научного центра Уральского отделения РАН Wave-activated power plant
RU2447317C2 (en) * 2010-04-20 2012-04-10 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого МО РФ Device for electric power generation due to water surface sloshing
RU2462613C1 (en) * 2011-03-31 2012-09-27 Александр Борисович Бродский Sea wave energy converter
US8795525B2 (en) 2008-12-03 2014-08-05 Oasys Water, Inc. Utility scale osmotic grid storage
RU2555604C1 (en) * 2013-12-17 2015-07-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный технологический университет" Floating microhydrosolar power station
US9115701B2 (en) 2006-11-09 2015-08-25 Yale University Osmotic heat engine
RU2660700C2 (en) * 2016-04-22 2018-07-09 Евгений Александрович Савин Marine wave power generator
RU2687656C1 (en) * 2018-02-27 2019-05-15 Евгений Александрович Савин Ocean or sea wave coastal electric generator
RU189283U1 (en) * 2018-03-26 2019-05-17 Частное акционерное общество "Укргидропроект" MODULE OF GRAVITATIONAL WAVE ENERGY INSTALLATION
RU2689713C1 (en) * 2018-07-09 2019-05-28 Общество с ограниченной ответственностью "НПО Гидроэнергоспецстрой" Device for evaluation of wave forces acting on wave power converter of coastal wave-energy complex, and evaluation of efficiency of wave energy conversion into useful work
WO2020089776A1 (en) * 2018-10-29 2020-05-07 Maestranza Diésel S.A. System for transmitting wave energy absorbed by one or more floating bodies to an energy conversion system located on the coast, and method for transmitting energy
RU2796293C1 (en) * 2022-10-21 2023-05-22 Владимир Викторович Михайлов Wave hydroelectric power plant

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GR1005359B (en) 2006-05-08 2006-11-13 Sea wave power generation

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3911287A (en) * 1974-03-13 1975-10-07 Robert Lee Neville Wave driven power generators
DE3115491A1 (en) * 1981-04-16 1982-11-04 Bernhard 6800 Mannheim Jöst COMBINED WIND AND WAVE USE SYSTEM
SU1273635A1 (en) * 1984-04-10 1986-11-30 Parakhin Ivan E Power plant
SU1373855A1 (en) * 1986-02-10 1988-02-15 Н.А.Сапетный Wave electric power plant
SU1596125A1 (en) * 1987-04-17 1990-09-30 Кутаисский политехнический институт им.Н.И.Мусхелишвили Wave-energy power plant

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9115701B2 (en) 2006-11-09 2015-08-25 Yale University Osmotic heat engine
US8795525B2 (en) 2008-12-03 2014-08-05 Oasys Water, Inc. Utility scale osmotic grid storage
WO2011115520A1 (en) * 2010-03-16 2011-09-22 Motygullin Ildar Fanilevich Core-and-rod wave power generator
RU2447317C2 (en) * 2010-04-20 2012-04-10 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого МО РФ Device for electric power generation due to water surface sloshing
RU2443900C1 (en) * 2010-10-20 2012-02-27 Учреждение Российской академии наук Институт биологии Коми научного центра Уральского отделения РАН Wave-activated power plant
RU2462613C1 (en) * 2011-03-31 2012-09-27 Александр Борисович Бродский Sea wave energy converter
RU2555604C1 (en) * 2013-12-17 2015-07-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный технологический университет" Floating microhydrosolar power station
RU2660700C2 (en) * 2016-04-22 2018-07-09 Евгений Александрович Савин Marine wave power generator
RU2687656C1 (en) * 2018-02-27 2019-05-15 Евгений Александрович Савин Ocean or sea wave coastal electric generator
RU189283U1 (en) * 2018-03-26 2019-05-17 Частное акционерное общество "Укргидропроект" MODULE OF GRAVITATIONAL WAVE ENERGY INSTALLATION
RU2689713C1 (en) * 2018-07-09 2019-05-28 Общество с ограниченной ответственностью "НПО Гидроэнергоспецстрой" Device for evaluation of wave forces acting on wave power converter of coastal wave-energy complex, and evaluation of efficiency of wave energy conversion into useful work
WO2020089776A1 (en) * 2018-10-29 2020-05-07 Maestranza Diésel S.A. System for transmitting wave energy absorbed by one or more floating bodies to an energy conversion system located on the coast, and method for transmitting energy
RU2796293C1 (en) * 2022-10-21 2023-05-22 Владимир Викторович Михайлов Wave hydroelectric power plant

Also Published As

Publication number Publication date
WO2000075506A1 (en) 2000-12-14
AU4961100A (en) 2000-12-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2604501B1 (en) System of anchoring and mooring of floating wind turbine towers and corresponding methods for towing and erecting thereof
US7339285B2 (en) Hydroelectric wave-energy conversion system
US7969033B2 (en) Buoyancy energy cell
US20100107627A1 (en) Buoyancy energy storage and energy generation system
CN101611226B (en) Energy extraction method and apparatus
NO326269B1 (en) Facility for utilization of ocean energy.
WO2010076617A2 (en) Method and apparatus for converting ocean wave energy into electricity
RU2150021C1 (en) Method and megawatt-capacity power-plant module for recovering energy of reusable sources (options)
CN202756167U (en) Floating platform wave energy storage system and wave energy power generation system
WO2011056919A2 (en) Wave energy conversion device
GB2473659A (en) Dynamically tuned wave energy converter
WO1984002162A1 (en) Wave power converter
CN102900592B (en) Floating platform wave energy storage system and wave energy power generation system
US20110221209A1 (en) Buoyancy Energy Cell
WO2009093988A2 (en) Energy generating system from sea waves
US20120114486A1 (en) Offshore energy storage device
US20120119503A1 (en) Submerged energy storage
US20120187694A1 (en) Converting Kinetic Energy Using a Hydrofoil
CA3005792C (en) An apparatus for power generation from the surface ocean waves in deep seas
WO2007009192A1 (en) Power generation system
WO1998032967A1 (en) Wave energy converter
WO2022055469A1 (en) Method for producing electrical energy from wave energy, device and offshore energy island for the implementation thereof
EP2961979B1 (en) Modular floating pier with integrated generator of energy from renewable sources
WO2010122566A2 (en) Movable water turbine for power generation from sea waves/flowing water
JP3243383U6 (en) Device for generating electrical energy from ocean wave energy and offshore energy island

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130601