RU217323U1

RU217323U1 - wave power plant

Info

Publication number: RU217323U1
Application number: RU2022134604U
Authority: RU
Inventors: Андрей Александрович Война; Владимир Владимирович Юнин
Filing date: 2022-12-27
Publication date: 2023-03-28

Abstract

Полезная модель относится к гидроэнергетике, в частности к волновым энергетическим установкам, преобразующим энергию движения морских волн в электрическую энергию. Волновая электростанция содержит корпус, выполненный в виде цилиндра, внутри которого под поршнем и над ним расположены две рабочие камеры, оснащенные симметричными контурами рециркуляции воды с впускными и выпускными клапанами, двумя гидротурбинами и генераторами. Поршень жестко закреплен на нижнем конце штока, к верхнему концу которого прикреплен поплавок. Техническим результатом использования предлагаемой волновой электростанции является усовершенствование ее конструкции, позволяющее использовать для вырабатывания электроэнергии движение потоков воды в обеих рабочих камерах цилиндра: под поршнем и над ним.

The utility model relates to hydropower, in particular to wave power plants that convert the energy of the movement of sea waves into electrical energy. The wave power plant contains a housing made in the form of a cylinder, inside which, under the piston and above it, there are two working chambers equipped with symmetrical water recirculation circuits with inlet and outlet valves, two hydraulic turbines and generators. The piston is rigidly fixed on the lower end of the rod, to the upper end of which a float is attached. The technical result of using the proposed wave power plant is the improvement of its design, which makes it possible to use the movement of water flows in both working chambers of the cylinder to generate electricity: under the piston and above it.

Description

Полезная модель относится к гидроэнергетике, в частности к волновым энергетическим установкам, преобразующим энергию движения морских волн в электрическую энергию.The utility model relates to hydropower, in particular to wave power plants that convert the energy of the movement of sea waves into electrical energy.

Известна волновая электростанция (патент РФ №2542736), содержащая корпус, выполненный в виде цилиндра, в нижней части которого расположены рабочая камера, впускной и выпускной клапаны. Под корпусом расположена труба циркуляции, последовательно соединенная с выпускным клапаном и гидротурбиной, которая в нижней части соединена с впускным клапаном, а в верхней части - с генератором. Гидротурбина соединена с рабочей камерой через выпускной клапан и с выпускной трубой - через выпускной клапан. Внутри корпуса расположен поршень, закрепленный на штоке, механически связанном с поплавком.Known wave power plant (RF patent No. 2542736), containing a housing made in the form of a cylinder, in the lower part of which there is a working chamber, inlet and outlet valves. Under the housing there is a circulation pipe connected in series with the exhaust valve and the hydraulic turbine, which is connected to the intake valve in the lower part, and to the generator in the upper part. The hydraulic turbine is connected to the working chamber through the exhaust valve and to the exhaust pipe through the exhaust valve. Inside the housing there is a piston fixed on a rod mechanically connected to the float.

Недостатком данной волновой электростанции является ее недостаточная производительность, вследствие невозможности полезного использования движения потока воды в верхней камере цилиндра над поршнем.The disadvantage of this wave power plant is its insufficient performance, due to the impossibility of useful use of the movement of the water flow in the upper chamber of the cylinder above the piston.

Задачей полезной модели является создание волновой электростанции, способной преобразовывать энергию волн водной поверхности в электрическую энергию с большей эффективностью.The objective of the utility model is to create a wave power plant capable of converting the energy of water surface waves into electrical energy with greater efficiency.

Техническим результатом использования предлагаемой волновой электростанции является усовершенствование ее конструкции, позволяющее использовать для вырабатывания электроэнергии движение потоков воды в обеих рабочих камерах цилиндра: под поршнем и над ним.The technical result of using the proposed wave power plant is the improvement of its design, which makes it possible to use the movement of water flows in both working chambers of the cylinder to generate electricity: under the piston and above it.

Технический результат достигается волновой электростанцией, содержащей корпус, выполненный в виде цилиндра, внутри которого под поршнем расположена рабочая камера, впускной и выпускной клапаны. Под корпусом расположена труба циркуляции, последовательно соединенная с выпускным клапаном и гидротурбиной, которая в нижней части соединена с впускным клапаном, а в верхней части - с генератором. Гидротурбина соединена с рабочей камерой через выпускной клапан, а с выпускной трубой - через выпускной клапан. Поршень жестко закреплен на нижнем конце штока, к верхнему концу которого прикреплен поплавок. При этом над корпусом симметрично относительно плоскости поршня расположена верхняя рабочая камера, впускной и выпускной клапаны. Над корпусом расположена труба циркуляции, последовательно соединенная с выпускным клапаном и гидротурбиной, которая в верхней части соединена с впускным клапаном, а в нижней части - с генератором. Гидротурбина соединена с верхней рабочей камерой через выпускной клапан и с выпускной трубой - через выпускной клапан.The technical result is achieved by a wave power plant containing a housing made in the form of a cylinder, inside which a working chamber, inlet and outlet valves are located under the piston. Under the housing there is a circulation pipe connected in series with the exhaust valve and the hydraulic turbine, which is connected to the intake valve in the lower part, and to the generator in the upper part. The hydraulic turbine is connected to the working chamber through the exhaust valve, and to the exhaust pipe - through the exhaust valve. The piston is rigidly fixed on the lower end of the rod, to the upper end of which a float is attached. At the same time, the upper working chamber, inlet and outlet valves are located above the body symmetrically with respect to the piston plane. A circulation pipe is located above the body, connected in series with the exhaust valve and the hydraulic turbine, which is connected in the upper part to the inlet valve, and in the lower part to the generator. The hydraulic turbine is connected to the upper working chamber through the exhaust valve and to the exhaust pipe through the exhaust valve.

На фиг.1 изображена волновая электростанция в рабочем состоянии (режим вырабатывания электроэнергии).Figure 1 shows a wave power plant in operation (power generation mode).

Волновая электростанция содержит корпус 1 выполненный в виде цилиндра, внутри которого под поршнем 2 расположена рабочая камера 3, впускной 4 и выпускной 5 клапаны. Под корпусом 1 расположена труба циркуляции 6, последовательно соединенная с выпускным клапаном 7 и гидротурбиной 8, которая в нижней части соединена с впускным клапаном 9, а в верхней части - с генератором 10. Гидротурбина 8 соединена с рабочей камерой 3 через выпускной клапан 5, а с выпускной трубой 11 - через выпускной клапан 12. Поршень 2 жестко закреплен на нижнем конце штока 13, к верхнему концу которого прикреплен поплавок 14. Над корпусом 1 симметрично относительно плоскости поршня 2 расположена верхняя рабочая камера 15, впускной 16 и выпускной 17 клапаны. Над корпусом 1 расположена труба циркуляции 18, последовательно соединенная с выпускным клапаном 19 и гидротурбиной 20, которая в верхней части соединена с впускным клапаном 21, а в нижней части - с генератором 22. Гидротурбина 20 соединена с верхней рабочей камерой 15 через выпускной клапан 17 и с выпускной трубой 23 - через выпускной клапан 24.The wave power plant contains a housing 1 made in the form of a cylinder, inside which, under the piston 2, there is a working chamber 3, inlet 4 and outlet 5 valves. Under the body 1 there is a circulation pipe 6, connected in series with the outlet valve 7 and the hydraulic turbine 8, which is connected in the lower part to the inlet valve 9, and in the upper part to the generator 10. The hydraulic turbine 8 is connected to the working chamber 3 through the outlet valve 5, and with the outlet pipe 11 - through the outlet valve 12. The piston 2 is rigidly fixed at the lower end of the rod 13, to the upper end of which the float 14 is attached. Above the body 1, symmetrically with respect to the plane of the piston 2, there is an upper working chamber 15, inlet 16 and outlet 17 valves. Above the body 1 there is a circulation pipe 18 connected in series with the exhaust valve 19 and the hydraulic turbine 20, which is connected in the upper part to the inlet valve 21, and in the lower part to the generator 22. The hydraulic turbine 20 is connected to the upper working chamber 15 through the exhaust valve 17 and with exhaust pipe 23 - through exhaust valve 24.

Волновая электростанция работает следующим образом.Wave power works as follows.

При внешних колебаниях воды в движение приводится поплавок 14 посредством штока 13, колебания переходят к поршню 2, то есть в механической системе возникают колебания, направление и амплитуда которых зависят от внешнего возмущающего воздействия.With external vibrations of water, the float 14 is set in motion by means of the rod 13, the vibrations pass to the piston 2, that is, vibrations occur in the mechanical system, the direction and amplitude of which depend on the external perturbing influence.

В результате колебаний поршня 2 в рабочей камере 3 возникает переменное давление, которое используется для циркуляции воды под поршнем 2. При подъеме поршня 2 впускной клапан 9 всасывает воду, и поток воды поступает в гидротурбину 8, которая вращает вал генератора 10. Затем посредством впускного клапана 4 поток воды попадает в рабочую камеру 3. При спуске поршня 2 вниз с помощью выпускного клапана 5 поток воды проходит через трубу циркуляции 5 и посредством выпускного клапана 7 вновь попадает в гидротурбину 8, приводящую во вращение вал генератора 10, вырабатывающего электрический ток. Излишки потока воды выходят через выпускную трубу 11 с помощью клапана 12.As a result of oscillations of the piston 2, a variable pressure arises in the working chamber 3, which is used to circulate water under the piston 2. When the piston 2 rises, the inlet valve 9 sucks in water, and the water flow enters the hydraulic turbine 8, which rotates the shaft of the generator 10. Then through the inlet valve 4, the water flow enters the working chamber 3. When the piston 2 is lowered down with the help of the exhaust valve 5, the water flow passes through the circulation pipe 5 and through the exhaust valve 7 again enters the hydraulic turbine 8, which drives the shaft of the generator 10, which generates electric current. Excess water flow exits through the outlet pipe 11 through the valve 12.

Аналогично, в результате колебаний поршня 2 в верхней рабочей камере 15 также возникает переменное давление, которое используется для циркуляции воды над поршнем 2. При спуске поршня 2 впускной клапан 21 всасывает воду, и поток воды поступает в гидротурбину 20, которая вращает вал генератора 22. Затем посредством впускного клапана 16 поток воды попадает в верхнюю рабочую камеру 15. При подъеме поршня 2 вверх с помощью выпускного клапана 17 поток воды проходит через трубу циркуляции 18 и посредством выпускного клапана 19 вновь попадает в гидротурбину 20, приводящую во вращение вал генератора 22, вырабатывающего электрический ток. Излишки потока воды выходят через выпускную трубу 23 с помощью клапана 24.Similarly, as a result of oscillations of the piston 2, a variable pressure also arises in the upper working chamber 15, which is used to circulate water over the piston 2. When the piston 2 is lowered, the inlet valve 21 sucks in water, and the water flow enters the hydraulic turbine 20, which rotates the shaft of the generator 22. Then, through the inlet valve 16, the water flow enters the upper working chamber 15. When the piston 2 rises upwards with the help of the exhaust valve 17, the water flow passes through the circulation pipe 18 and through the exhaust valve 19 again enters the hydraulic turbine 20, which drives the shaft of the generator 22, which generates electricity. Excess water flow exits through outlet pipe 23 via valve 24.

Таким образом, усовершенствование позволяет полезно использовать обе рабочие камеры цилиндра 1, а также две гидротурбины 8 и 20 с генераторами 10 и 22, тем самым увеличить производительность волновой электростанции в два раза.Thus, the improvement makes it possible to usefully use both working chambers of the cylinder 1, as well as two hydraulic turbines 8 and 20 with generators 10 and 22, thereby doubling the performance of the wave power plant.

Claims

A wave power plant containing a housing made in the form of a cylinder, inside which a working chamber, inlet and outlet valves are located under the piston, a circulation pipe is located under the housing, connected in series with the outlet valve and a hydraulic turbine, which is connected to the inlet valve in the lower part, and in the upper part parts - with a generator, the hydraulic turbine is connected to the working chamber through the exhaust valve, and with the exhaust pipe through the exhaust valve, the piston is rigidly fixed at the lower end of the rod, to the upper end of which a float is attached, characterized in that the upper working chamber, inlet and outlet valves, a circulation pipe is located above the body, connected in series with the outlet valve and the hydraulic turbine, which is connected in the upper part to the inlet valve, and in the lower part to the generator, the hydraulic turbine is connected to the upper working chamber through the outlet valve and to the outlet pipe through the outlet valve.