RU218360U1

RU218360U1 - Wave power plant

Info

Publication number: RU218360U1
Application number: RU2023107107U
Authority: RU
Inventors: Максим Павлович Хомутов; Андрей Александрович Война; Наталия Николаевна Белина
Filing date: 2023-03-24
Publication date: 2023-05-23

Abstract

Полезная модель относится к области механических устройств, применяемых для производства электроэнергии путем преобразования энергии морских волн в электрическую. Волновая энергоустановка содержит линейный электрогенератор тока, состоящий из статора и генерирующего сердечника, способного к вертикальному возвратно-поступательному движению внутри статора, который установлен на двух вертикальных стойках, жестко закрепленных на понтоне с положительной плавучестью. Шток проходит через отверстие в понтоне, а нижний конец штока посредством шарнирного устройства прикреплен к якорю, находящемуся неподвижно на дне водоема. Напротив отверстия в верхней части понтона закреплены два кронштейна с дополнительными направляющими роликами, установленными с возможностью вращения. Шток проходит между дополнительными направляющими роликами. Размещение линейного электрогенератора на плавучем понтоне, оснащенном дополнительными направляющими роликами, позволяет исключить действие горизонтальных сил на опорные ролики и направляющие балки при набегании волны, что значительно повышает надежность энергоустановки.

The utility model relates to the field of mechanical devices used to generate electricity by converting the energy of sea waves into electrical energy. The wave power plant contains a linear electric current generator, consisting of a stator and a generating core capable of vertical reciprocating motion inside the stator, which is mounted on two vertical posts rigidly fixed to a pontoon with positive buoyancy. The rod passes through the hole in the pontoon, and the lower end of the rod is attached to the anchor, which is motionless at the bottom of the reservoir, by means of a hinged device. Opposite the hole in the upper part of the pontoon, two brackets are fixed with additional guide rollers mounted for rotation. The stem passes between additional guide rollers. Placing a linear electric generator on a floating pontoon equipped with additional guide rollers makes it possible to exclude the effect of horizontal forces on the support rollers and guide beams during wave incursion, which significantly increases the reliability of the power plant.

Description

Полезная модель относится к области механических устройств, применяемых для производства электроэнергии путем преобразования энергии морских волн в электрическую.The utility model relates to the field of mechanical devices used to generate electricity by converting the energy of sea waves into electrical energy.

Известна волновая энергетическая установка (патент РФ №2440510), содержащая вертикальную стойку, неподвижно установленную в грунте водоема, и укрепленный на ней корпус, в котором размещен линейный электрогенератор тока, состоящий из статора и генерирующего сердечника, способного к вертикальному возвратно-поступательному движению внутри статора, поплавок, шток, кинематически связывающий генерирующий сердечник с поплавком. Генерирующий сердечник имеет возможность прикрепления к вертикальному возвратно-поступательному движению внутри статора благодаря опорным роликам, которые перемещаются по вертикальным направляющим балкам, жестко закрепленным на своде и днище корпуса.A wave power plant is known (RF patent No. 2440510), containing a vertical rack, fixedly installed in the soil of a reservoir, and a housing fixed on it, in which a linear current generator is placed, consisting of a stator and a generating core capable of vertical reciprocating motion inside the stator , float, rod kinematically connecting the generating core with the float. The generating core can be attached to the vertical reciprocating movement inside the stator due to the support rollers that move along the vertical guide beams rigidly fixed to the roof and bottom of the housing.

Недостатком данной волновой энергетической установки является слабая надежность опорных роликов и направляющих балок, обусловленная действием боковых нагрузок при набегании волны. Вследствие консольного расположения поплавка на штоке большой длины горизонтальная составляющая силы волны, набегающей на поплавок, создает большой момент и вызывает дополнительные нагрузки, действующие на опорные ролики и направляющие балки.The disadvantage of this wave power plant is the low reliability of the support rollers and guide beams, due to the action of lateral loads during the onset of the wave. Due to the cantilever arrangement of the float on a long rod, the horizontal component of the force of the wave incident on the float creates a large moment and causes additional loads acting on the support rollers and guide beams.

Задачей полезной модели является усовершенствование конструкции волновой энергетической установки, позволяющее увеличить её надежность.The objective of the utility model is to improve the design of a wave power plant, which makes it possible to increase its reliability.

Техническим результатом использования предлагаемой волновой энергоустановки является уменьшение дополнительных нагрузок, действующих на опорные ролики и направляющие балки со стороны набегающей волны.The technical result of using the proposed wave power plant is to reduce the additional loads acting on the support rollers and guide beams from the oncoming wave.

Технический результат достигается предлагаемой волновой энергоустановкой, содержащей корпус, в котором размещен линейный электрогенератор тока, состоящий из статора и генерирующего сердечника, способного к вертикальному возвратно-поступательному движению внутри статора. Корпус выполнен в виде пустотелого короба из неметаллического материала с центральными отверстиями на своде и на днище. Генерирующий сердечник со штоком имеет возможность вертикального возвратно-поступательного движения внутри статора благодаря опорным роликам, которые перемещаются по вертикальным направляющим балкам, жестко закрепленным на своде и днище корпуса. Опорные ролики прикреплены к боковой поверхности генерирующего сердечника. Для ограничения хода генерирующего сердечника на концах вертикальных направляющих балок размещены демпферы. При этом корпус установлен на двух вертикальных стойках, жестко закрепленных на понтоне с положительной плавучестью. Шток проходит через отверстие в понтоне, а нижний конец штока посредством шарнирного устройства прикреплен к якорю, находящемуся неподвижно на дне водоема. Напротив отверстия в верхней части понтона закреплены два кронштейна с дополнительными направляющими роликами, установленными с возможностью вращения. Шток проходит между дополнительными направляющими роликами.The technical result is achieved by the proposed wave power plant, containing a housing in which a linear current generator is placed, consisting of a stator and a generating core capable of vertical reciprocating motion inside the stator. The body is made in the form of a hollow box made of non-metallic material with central holes on the roof and on the bottom. The generating core with a rod has the possibility of vertical reciprocating motion inside the stator due to the support rollers that move along the vertical guide beams rigidly fixed to the roof and bottom of the housing. Support rollers are attached to the side surface of the generating core. To limit the stroke of the generating core, dampers are placed at the ends of the vertical guide beams. In this case, the hull is mounted on two vertical posts, rigidly fixed on a pontoon with positive buoyancy. The rod passes through the hole in the pontoon, and the lower end of the rod is attached to the anchor, which is motionless at the bottom of the reservoir, by means of a hinged device. Opposite the hole in the upper part of the pontoon, two brackets are fixed with additional guide rollers mounted for rotation. The stem passes between the additional guide rollers.

На фиг. 1 изображена волновая энергоустановка в нейтральном положении; In FIG. 1 shows a wave power plant in a neutral position;

на фиг. 2 изображена волновая энергоустановка при набегании волны.in fig. 2 shows a wave power plant when the wave runs.

Волновая энергетическая установка содержит (фиг. 1) корпус 1, в котором размещен линейный электрогенератор тока 2, состоящий из статора 3 и генерирующего сердечника 4, способного к вертикальному возвратно-поступательному движению внутри статора 3. Корпус 1 выполнен в виде пустотелого короба из неметаллического материала с центральными отверстиями 5 и 6 на своде 7 и на днище 8. Генерирующий сердечник 4 со штоком 9 имеет возможность вертикального возвратно-поступательного движения внутри статора 3 благодаря опорным роликам 10, которые перемещаются по вертикальным направляющим балкам 11, жестко закрепленным на своде 7 и днище 8 корпуса 1. Опорные ролики 10 прикреплены к боковой поверхности генерирующего сердечника 4. Для ограничения хода генерирующего сердечника 4 на концах вертикальных направляющих балок 11 размещены демпферы 12. При этом корпус 1 установлен на двух вертикальных стойках 13, жестко закрепленных на понтоне 14 с положительной плавучестью. Шток 9 проходит через отверстие 15 в понтоне 14, а нижний конец штока 9 посредством шарнирного устройства 16 прикреплен к якорю 17, находящемуся неподвижно на дне водоема 18. Напротив отверстия 15 в верхней части понтона 14 закреплены два кронштейна 19 с дополнительными направляющими роликами 20, установленными с возможностью вращения. Шток 9 проходит между дополнительными направляющими роликами 20.The wave power plant contains (Fig. 1) a housing 1, in which a linear current generator 2 is placed, consisting of a stator 3 and a generating core 4 capable of vertical reciprocating motion inside the stator 3. The housing 1 is made in the form of a hollow box made of non-metallic material with central holes 5 and 6 on the arch 7 and on the bottom 8. The generating core 4 with the rod 9 has the possibility of vertical reciprocating motion inside the stator 3 due to the support rollers 10, which move along the vertical guide beams 11, rigidly fixed on the arch 7 and the bottom 8 housing 1. Support rollers 10 are attached to the side surface of the generating core 4. To limit the stroke of the generating core 4, dampers 12 are placed at the ends of the vertical guide beams 11. In this case, the housing 1 is mounted on two vertical posts 13 rigidly fixed to the pontoon 14 with positive buoyancy . The rod 9 passes through the hole 15 in the pontoon 14, and the lower end of the rod 9 by means of a hinged device 16 is attached to the anchor 17, which is motionless at the bottom of the reservoir 18. Opposite the hole 15 in the upper part of the pontoon 14, two brackets 19 are fixed with additional guide rollers 20 installed with the possibility of rotation. Rod 9 passes between additional guide rollers 20.

Волновая энергетическая установка работает следующим образом. Wave power plant works as follows.

При набегании волны (фиг. 2) понтон 14 поднимается вместе с волной вверх и поднимает корпус 1 со статором 3 электрогенератора. Генерирующий сердечник 4 со штоком 9 не перемещаются по вертикали, а только совершают поворот вместе с понтоном 14 относительно неподвижного якоря 17. При этом корпус 1 со статором 3 электрогенератора перемещается вверх относительно генерирующего сердечника 4.When the wave runs (Fig. 2), the pontoon 14 rises with the wave up and lifts the housing 1 with the stator 3 of the generator. The generating core 4 with the rod 9 does not move vertically, but only rotate together with the pontoon 14 relative to the fixed anchor 17. In this case, the housing 1 with the stator 3 of the electric generator moves upward relative to the generating core 4.

При сбегании волны понтон 14 опускается вместе с волной и перемещает корпус 1 со статором 3 электрогенератора вниз относительно генерирующего сердечника 4. При этом генерирующий сердечник 4 вместе со штоком 9 и понтоном 14 также не перемещаются по вертикали, а совершают поворот в другую сторону относительно неподвижного якоря 17.When the wave runs off, the pontoon 14 descends along with the wave and moves the body 1 with the stator 3 of the electric generator down relative to the generating core 4. In this case, the generating core 4, together with the rod 9 and the pontoon 14, also do not move vertically, but rotate in the other direction relative to the fixed anchor 17.

Возвратно-поступательное движение статора 3 относительно генерирующего сердечника 4 возбуждает в обмотках статора 3 ЭДС, которая передается в центральную сеть для преобразования.The reciprocating motion of the stator 3 relative to the generating core 4 excites in the windings of the stator 3 EMF, which is transmitted to the central network for conversion.

При перемещении статора 3 относительно генерирующего сердечника 4 опорные ролики 10 перекатываются по направляющим балкам 11, а дополнительные направляющие ролики 20 принимают на себя горизонтальную составляющую FГ силы набегающей волны, действующую на шток 9.When the stator 3 moves relative to the generating core 4, the support rollers 10 roll along the guide beams 11, and the additional guide rollers 20 take on the horizontal component FG of the oncoming wave force acting on the rod 9.

Таким образом, размещение линейного электрогенератора на плавучем понтоне, оснащенном дополнительными направляющими роликами 20, позволяет исключить действие горизонтальных сил на опорные ролики 10 и направляющие балки 11 при набегании волны, что значительно повышает надежность энергоустановки.Thus, the placement of a linear electric generator on a floating pontoon, equipped with additional guide rollers 20, makes it possible to eliminate the effect of horizontal forces on the support rollers 10 and guide beams 11 during the onset of a wave, which significantly increases the reliability of the power plant.

Claims

Wave power plant containing a housing in which a linear current generator is placed, consisting of a stator and a generating core capable of vertical reciprocating motion inside the stator, the housing is made in the form of a hollow box made of non-metallic material with central holes on the roof and on the bottom, generating core with a rod has the possibility of vertical reciprocating movement inside the stator due to the support rollers that move along the vertical guide beams, rigidly fixed on the roof, and the bottom of the housing, the support rollers are attached to the side surface of the generating core, to limit the stroke of the generating core at the ends of the vertical guide beams dampers are placed, characterized in that the body is mounted on two vertical posts rigidly fixed to the pontoon with positive buoyancy, the rod passes through the hole in the pontoon, the lower end of the rod is attached to the anchor by means of a hinged device, which is motionless at the bottom of the reservoir, opposite the hole in the upper part The pontoon has two brackets with additional guide rollers mounted for rotation, and the rod passes between the additional guide rollers.