RU2187692C1 - Wave energy plant - Google Patents

Wave energy plant Download PDF

Info

Publication number
RU2187692C1
RU2187692C1 RU2001110028/06A RU2001110028A RU2187692C1 RU 2187692 C1 RU2187692 C1 RU 2187692C1 RU 2001110028/06 A RU2001110028/06 A RU 2001110028/06A RU 2001110028 A RU2001110028 A RU 2001110028A RU 2187692 C1 RU2187692 C1 RU 2187692C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cylinder
piston
float
buoyancy
housing
Prior art date
Application number
RU2001110028/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
П.И. Исаев
Original Assignee
Исаев Пайзулла Исаевич
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 Исаев Пайзулла Исаевич filed Critical Исаев Пайзулла Исаевич
Priority to RU2001110028/06A priority Critical patent/RU2187692C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2187692C1 publication Critical patent/RU2187692C1/en

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient

Landscapes

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

Abstract

FIELD: hydraulic power engineering. SUBSTANCE: proposed plant has float and negative buoyancy cylinder submerged in water and accommodating a piston. Piston has at least one check valve and guide peripheral rim. Float is coupled with piston by wire rope or rigid tie. Cylinder is provided with open bottom and cover projecting over its perimeter. Cover is provided with discharge hole with check valve connected through flexible pipeline to consumer. Cylinder is installed for vertical displacement in positive buoyancy anchored rod housing enclosing the cylinder. Positive buoyancy of housing is provided by float chamber arranged in its upper part. Housing has shell secured to lower ends of rods. Cylinder is provided with projections in its lower part. Projections are located above shell between housing rods to prevent their relative rotation. Positive buoyancy of rod housing exceeds negative buoyancy of cylinder. EFFECT: provision of reliable operation of plant even at storm loads. 4 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области гидроэнергетики, в частности к установкам, преобразующим энергию волн в полезный вид энергии, улучшая при этом экологию водоема и побережья, предохраняя от разрушающего воздействия прибойных волн. The invention relates to the field of hydropower, in particular to installations that convert wave energy into a useful form of energy, while improving the ecology of the reservoir and the coast, protecting against the damaging effects of breaking waves.

Известна волновая энергетическая установка, содержащая опору с закрепленным на ней и частично погруженным под уровень воды цилиндром и расположенным внутри него поршнем, кинематически связанным посредством рычага с поплавком, при этом цилиндр выполнен с открытым дном, а в его крышке и в поршне выполнены обратные клапаны, причем первый подключен посредством трубопровода к потребителю, в данном случае к поднятому наверх резервуару, в который при работе установки закачивается морская вода (см. патент США 2436517, МПК 7 F 03 В 13/12, 24.02.1948). Known wave power plant containing a support mounted on it and partially immersed under the water level of the cylinder and a piston located inside it, kinematically connected by means of a lever with a float, while the cylinder is made with an open bottom, and check valves are made in its cover and in the piston, moreover, the first is connected via a pipeline to a consumer, in this case, to a tank raised upwards, into which seawater is pumped during operation of the installation (see US patent 2436517, IPC 7 F 03 B 13/12, 02.24.1948).

Однако конструкция данной установки не может обеспечить ее надежную работу, так как цилиндр и поршень, то есть ее наиболее важные элементы, находятся в зоне непосредственного воздействия ветровых волн, что особенно опасно во время шторма, причем, если выполнить установку с учетом штормовых нагрузок, то она получится настолько массивной, что не сможет воспринимать энергию волн, наиболее характерных для данной акватории. However, the design of this installation cannot ensure its reliable operation, since the cylinder and piston, that is, its most important elements, are located in the zone of direct influence of wind waves, which is especially dangerous during a storm, and if the installation is carried out taking into account storm loads, then it will turn out so massive that it will not be able to perceive the energy of the waves most characteristic of a given water area.

Известна также волновая энергетическая установка, содержащая поплавок и полностью погруженный под уровень воды цилиндр с поршнем, при этом цилиндр заякорен у дна водоема и снабжен клапанами и линией нагнетания, подключенной к потребителю энергии, например гидромотору (см. заявку Франции 678551, МПК 7 F 03 В 13/12, 02.04.1930). A wave power plant is also known, which contains a float and a cylinder with a piston completely submerged under the water level, while the cylinder is anchored at the bottom of the reservoir and equipped with valves and a discharge line connected to an energy consumer, such as a hydraulic motor (see French application 678551, IPC 7 F 03 On 13/12, 04/02/1930).

Данная установка может работать при более сильных нагрузках волн, но имеет сложную конструкцию, требует установки уплотнений и фильтра, что также снижает надежность ее работы. This installation can work at stronger wave loads, but has a complex structure, requires the installation of seals and a filter, which also reduces the reliability of its operation.

Задачей изобретения является создание простой и надежной в работе волновой энергетической установки, способной сохранять свою работоспособность и при штормовых нагрузках без заклинивания поршня в цилиндре. The objective of the invention is to create a simple and reliable wave power plant, able to maintain its operability under storm loads without jamming the piston in the cylinder.

Указанный технический результат достигается за счет того, что волновая энергетическая установка содержит поплавок и погруженный под уровень воды цилиндр с расположенным внутри него поршнем, выполненными с отрицательной плавучестью, причем поршень снабжен, по меньшей мере, одним обратным клапаном и направляющим периферийным ободом, поплавок связан с поршнем посредством тросовой или жесткой связи, а цилиндр выполнен с открытым дном и крышкой, выступающей по его периметру, в которой выполнено выпускное отверстие с обратным клапаном, подключенным посредством гибкого трубопровода к потребителю, при этом цилиндр размещен с возможностью вертикального перемещения в заякоренном и охватывающем его стержневом корпусе с положительной плавучестью, обеспеченной посредством поплавковой камеры, расположенной в его верхней части, и с обечайкой, прикрепленной к нижним концам стрежней, цилиндр в нижней части снабжен выступами, размещенными над обечайкой между стрежнями корпуса, для предотвращения их относительного вращения, причем положительная плавучесть стрежневого корпуса превышает отрицательную плавучесть цилиндра. The specified technical result is achieved due to the fact that the wave power plant contains a float and a cylinder submerged under the water level with a piston located inside it and made with negative buoyancy, the piston being provided with at least one non-return valve and a peripheral rim guiding the float the piston through a cable or rigid connection, and the cylinder is made with an open bottom and a cover protruding along its perimeter, in which an outlet is made with a check valve, under closed by means of a flexible conduit to the consumer, while the cylinder is placed with the possibility of vertical movement in the anchored and encircling rod body with positive buoyancy provided by a float chamber located in its upper part and with a shell attached to the lower ends of the rods, the cylinder in the lower the parts are provided with protrusions located above the shell between the rods of the housing, to prevent their relative rotation, and the positive buoyancy of the rod housing pre negative cylinder buoyancy.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 схематически изображена волновая энергетическая установка при расчетном волнении и ходе поршня вниз, на фиг.2 - положение установки при волнении больше расчетного и ходе поршня вверх, на фиг.3 - сечение А-А на фиг.2. The invention is illustrated by drawings, in which Fig. 1 schematically shows a wave power plant with a design wave and a piston stroke down, in Fig. 2 - the installation position when a wave is greater than the design wave and a piston stroke up, in Fig. 3 - section AA in Fig. 2.

Волновая энергетическая установка содержит поплавок 1 и погруженный под уровень воды цилиндр 3 с расположенным внутри него поршнем 4, выполненными с отрицательной плавучестью, причем поршень 4 снабжен, по меньшей мере, одним обратным клапаном 5 и направляющим периферийным ободом 6, поплавок 1 связан с поршнем 4 посредством тросовой или жесткой связи 7, а цилиндр 3 выполнен с открытым дном 8 и крышкой 9, выступающей по его периметру, в которой выполнено выпускное отверстие с обратным клапаном 10, подключенным посредством гибкого трубопровода 11 к потребителю, а также в крышке 9 выполнено центральное отверстие с уплотнением для прохода связи 7 (не показано). Цилиндр 3 размещен с возможностью вертикального перемещения в заякоренном и охватывающем его стержневом корпусе 12 с положительной плавучестью, обеспеченной посредством поплавковой камеры 13, расположенной в его верхней части, и с обечайкой 14, прикрепленной к нижним концам стрежней 15, цилиндр 3 в нижней части снабжен выступами 16, размещенными над обечайкой 14 между стрежнями 15 корпуса 12, для предотвращения их относительного вращения, причем положительная плавучесть стрежневого корпуса 12 превышает отрицательную плавучесть цилиндра 3, что не позволяет цилиндру 3 погрузиться на дно вместе с корпусом 12. Поплавок 1 и цилиндр 3 могут быть изготовлены из не подверженного коррозии металла (нержавеющая сталь, алюминиевые или титановые сплавы), а также из пластмассы, керамического материала или стекла, причем поплавок 1 может быть выполнен из пористого материала со сплошным наружным слоем. В верхней части обода 6 поршня 4 выполнен выступающий вовнутрь кольцевой уступ 17, а напротив него к внутренней поверхности крышки 9 цилиндра 3 прикреплен, по меньшей мере, один амортизирующий упругий элемент 18. В нижней части цилиндра 3 выполнена внутренняя заходная фаска 19. Якорная связь стержневого корпуса 12 выполнена посредством, по меньшей мере, трех гибких связей 20, равномерно по окружности прикрепленных к обечайке 14 или непосредственно к стержням 15 и соединенных с единой гибкой связью 21, соединенной с якорем 22, лежащим на дне водоема. Высота цилиндра 3 выбирается равной высоте волн, наиболее характерных для водоема использования (с небольшим запасом), а высота стержневого корпуса 12 выбирается с учетом возможного штормового волнения. Причем цилиндр 3 и корпус 12 при необходимости могут быть связаны между собой посредством телеуправляемых замковых соединений (не показаны), которые при повышении волнения выше расчетного эксплуатационного могут быть разъединены. The wave power plant comprises a float 1 and a cylinder 3 immersed under the water level with a piston 4 located inside it and made with negative buoyancy, the piston 4 having at least one non-return valve 5 and a guiding peripheral rim 6; the float 1 is connected to the piston 4 through a cable or rigid connection 7, and the cylinder 3 is made with an open bottom 8 and a cover 9 protruding along its perimeter, in which an outlet is made with a check valve 10 connected by a flexible pipe 11 to the cutter, as well as in the lid 9, has a central hole with a seal for the communication passage 7 (not shown). The cylinder 3 is placed with the possibility of vertical movement in the anchored and encircling rod body 12 with positive buoyancy provided by the float chamber 13 located in its upper part and with a shell 14 attached to the lower ends of the rods 15, the cylinder 3 in the lower part is provided with protrusions 16, located above the shell 14 between the rods 15 of the housing 12, to prevent their relative rotation, and the positive buoyancy of the rod body 12 exceeds the negative buoyancy of the cylinder 3, which is not allows the cylinder 3 to sink to the bottom together with the housing 12. The float 1 and the cylinder 3 can be made of non-corrosive metal (stainless steel, aluminum or titanium alloys), as well as plastic, ceramic material or glass, and float 1 can be made made of porous material with a continuous outer layer. At the top of the rim 6 of the piston 4, an inwardly projecting annular ledge 17 is made, and opposite to it, at least one shock-absorbing elastic element 18 is attached to the inner surface of the cover 9 of the cylinder 3. At the bottom of the cylinder 3, an internal lead-in chamfer 19 is made. Anchor connection of the rod the housing 12 is made by means of at least three flexible connections 20, uniformly circumferentially attached to the shell 14 or directly to the rods 15 and connected to a single flexible connection 21 connected to the anchor 22 lying on the bottom of the reservoir. The height of the cylinder 3 is chosen equal to the height of the waves most characteristic of the reservoir of use (with a small margin), and the height of the rod body 12 is selected taking into account possible storm waves. Moreover, the cylinder 3 and the housing 12, if necessary, can be interconnected by means of remote-controlled lock joints (not shown), which can be disconnected if the excitement rises above the calculated operational one.

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

При отсутствии волнения длиной связи 7 обеспечивается расположение поршня 4 в средней части цилиндра 3. При волнении поплавок 1 приводит в движение поршень 4, который при подъеме поплавка 1 на гребень волны движется вверх и нагнетает воду из надпоршневой полости цилиндра 3 через обратный клапан 10 и гибкий трубопровод 11 к потребителю, в качестве которого может служить любая расположенная наверху емкость, из которой вода может использоваться для непосредственного потребления или поступать на турбину гидроагрегата, вырабатывая электрическую энергию. При движении поплавка 1 и поршня 4 вниз открывается, по меньшей мере, один обратный клапан 5 и вода вновь поступает в надпоршевую полость цилиндра 4, при этом обратный клапан 10 закрыт. Величина отрицательной плавучести поршня 4 и пропускная способность клапана 5 должны обеспечить возврат поршня 4 в нижнее положение в соответствии с характеристикой волны, при этом добиться этого можно, используя жесткую связь 7, что позволит участвовать в данном процессе и силе веса поплавка 1, причем выполнение дна 8 цилиндра 3 открытым способствует скорейшему движению вниз поршня 4, а следовательно, и готовности всей установки к последующему рабочему ходу поршня 4 для нагнетания воды. Выполнение крышки 9, выступающей за периметр цилиндра 3, позволяет увеличить ее гидродинамическое сопротивление, что вместе с отрицательной плавучестью обеспечивает ее неподвижное положение несмотря на увеличение давления в надпоршневой полости цилиндра 3. In the absence of excitement, the bond length 7 ensures the location of the piston 4 in the middle part of the cylinder 3. During the excitement, the float 1 drives the piston 4, which, when the float 1 is raised to the wave crest, moves upward and pumps water from the over-piston cavity of the cylinder 3 through the check valve 10 and is flexible pipeline 11 to the consumer, which can be any tank located above, from which water can be used for direct consumption or fed to the turbine of a hydraulic unit, generating electric energy. When the float 1 and the piston 4 move downward, at least one check valve 5 opens and water again enters the supra-piston cavity of the cylinder 4, while the check valve 10 is closed. The magnitude of the negative buoyancy of the piston 4 and the throughput of the valve 5 should ensure the return of the piston 4 to the lower position in accordance with the characteristic of the wave, while this can be achieved using a rigid connection 7, which will allow to participate in this process and the weight of the float 1, and the bottom 8 cylinder 3 open contributes to the speedy downward movement of the piston 4, and therefore, the readiness of the entire installation for the subsequent stroke of the piston 4 to pump water. The implementation of the cover 9, protruding beyond the perimeter of the cylinder 3, allows to increase its hydrodynamic resistance, which together with the negative buoyancy ensures its motionless position despite the increase in pressure in the supra-piston cavity of the cylinder 3.

При волнении выше расчетного и даже при шторме поршень 4 может воздействовать уступом 17 своего направляющего обода 6 на амортизирующий упругий элемент 18, выполненный, например, в виде резинового кольца, прикрепленного к внутренней поверхности крышки 9, при этом крышка 9 вместе с цилиндром 3 приподнимутся несколько вверх, а стержневой корпус 12 с якорем 22 останутся на своем месте, что исключит аварийную ситуацию. Наличие у цилиндра 3 выступов 16 не позволит ему выйти из внутренней полости стержневого корпуса 12, выполненного по типу "беличьей клетки", так как выступы 16 упрутся в поплавковую камеру 13, которая в месте контакта может быть снабжена дополнительными силовыми элементами. Гибкие связи 20 исключат потерю поршня 4 даже при обрыве связи 7, а наличие у цилиндра 3 заходной фаски 19 обеспечит вхождение без заклинивания поршня 4 внутрь в любой экстремальной ситуации. When the excitement is higher than the calculated one and even during a storm, the piston 4 can act by the step 17 of its guide rim 6 on the shock-absorbing elastic element 18, made, for example, in the form of a rubber ring attached to the inner surface of the cover 9, while the cover 9 together with the cylinder 3 will rise slightly up, and the rod body 12 with the anchor 22 will remain in place, which eliminates the emergency. The presence of the cylinder 3 of the protrusions 16 will not allow him to leave the inner cavity of the rod housing 12, made by the type of "squirrel cage", since the protrusions 16 will abut in the float chamber 13, which at the point of contact can be equipped with additional power elements. Flexible connections 20 will eliminate the loss of the piston 4 even if the connection 7 is broken, and the presence of the entry chamfer 19 on the cylinder 3 will ensure that the piston 4 enters without any jamming in any extreme situation.

Данные волновые энергетические установки можно расположить в шахматном порядке вдоль побережья любого водоема, при этом они помимо выработки полезной энергии предотвратят разрушающее воздействие прибойных волн и обеспечат подъем воды из нижних слоев, куда переместятся более обогащенные кислородом верхние слои, что безусловно скажется на экологии всего побережья. These wave power plants can be staggered along the coast of any reservoir, and in addition to generating useful energy, they will prevent the destructive effect of breaking waves and will ensure the rise of water from the lower layers, where the upper layers enriched with oxygen will move, which will certainly affect the ecology of the entire coast.

Claims (4)

1. Волновая энергетическая установка, содержащая поплавок и погруженный под уровень воды цилиндр с расположенным внутри него поршнем, выполненными с отрицательной плавучестью, причем поршень снабжен, по меньшей мере, одним обратным клапаном и направляющим периферийным ободом, поплавок связан с поршнем посредством тросовой или жесткой связи, а цилиндр выполнен с открытым дном и крышкой, выступающей по его периметру, в которой выполнено выпускное отверстие с обратным клапаном, подключенным посредством гибкого трубопровода к потребителю, при этом цилиндр размещен с возможностью вертикального перемещения в заякоренном и охватывающем его стержневом корпусе с положительной плавучестью, обеспеченной посредством поплавковой камеры, расположенной в его верхней части, и с обечайкой, прикрепленной к нижним концам стержней, цилиндр в нижней части снабжен выступами, размещенными над обечайкой между стержнями корпуса, для предотвращения их относительного вращения, причем положительная плавучесть стержневого корпуса превышает отрицательную плавучесть цилиндра. 1. A wave power plant comprising a float and a cylinder submerged beneath a water level with a piston located inside it and made with negative buoyancy, the piston being provided with at least one non-return valve and a peripheral rim, the float connected to the piston via a cable or a rigid connection and the cylinder is made with an open bottom and a lid protruding along its perimeter, in which an outlet is made with a check valve connected via a flexible pipe to the consumer, while the cylinder is placed with the possibility of vertical movement in the anchored and encircling rod body with positive buoyancy provided by a float chamber located in its upper part, and with a shell attached to the lower ends of the rods, the cylinder in the lower part is provided with protrusions placed above the shell between the cores of the body, to prevent their relative rotation, and the positive buoyancy of the rod body exceeds the negative buoyancy of the cylinder. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что поплавок и цилиндр изготовлены из керамического материала или стекла, причем поплавок выполнен из пористого материала со сплошным наружным слоем. 2. Installation according to claim 1, characterized in that the float and cylinder are made of ceramic material or glass, and the float is made of porous material with a continuous outer layer. 3. Установка по любому из пп.1 и 2, отличающаяся тем, что в верхней части обода поршня выполнен выступающий вовнутрь кольцевой уступ, а напротив него к внутренней поверхности крышки цилиндра прикреплен, по меньшей мере, один амортизирующий упругий элемент. 3. Installation according to any one of claims 1 and 2, characterized in that in the upper part of the piston rim there is an annular protrusion protruding inward, and at least one shock-absorbing elastic element is attached to the inner surface of the cylinder cover. 4. Установка по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что в нижней части цилиндра выполнена внутренняя заходная фаска. 4. Installation according to any one of claims 1 to 3, characterized in that an inlet chamfer is made in the lower part of the cylinder.
RU2001110028/06A 2001-04-16 2001-04-16 Wave energy plant RU2187692C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001110028/06A RU2187692C1 (en) 2001-04-16 2001-04-16 Wave energy plant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001110028/06A RU2187692C1 (en) 2001-04-16 2001-04-16 Wave energy plant

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2187692C1 true RU2187692C1 (en) 2002-08-20

Family

ID=20248421

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001110028/06A RU2187692C1 (en) 2001-04-16 2001-04-16 Wave energy plant

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2187692C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2466294C1 (en) * 2008-08-26 2012-11-10 Сибэйсд Аб Wave power device
WO2013006088A1 (en) * 2011-07-01 2013-01-10 Kolevatov Mikhail Nikolaevich Wave and tidal energy device
RU2472030C2 (en) * 2007-01-25 2013-01-10 Дартмаут Уэйв Энерджи Лимитед Wave energy converter
RU2545112C2 (en) * 2013-02-12 2015-03-27 Михаил Николаевич Колеватов Wave and tidal power plant

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2472030C2 (en) * 2007-01-25 2013-01-10 Дартмаут Уэйв Энерджи Лимитед Wave energy converter
RU2466294C1 (en) * 2008-08-26 2012-11-10 Сибэйсд Аб Wave power device
WO2013006088A1 (en) * 2011-07-01 2013-01-10 Kolevatov Mikhail Nikolaevich Wave and tidal energy device
RU2545112C2 (en) * 2013-02-12 2015-03-27 Михаил Николаевич Колеватов Wave and tidal power plant

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101395962B1 (en) Hydro column
US8105052B1 (en) Wave and tide actuated renewable energy pump
US6388342B1 (en) Hydro electric plant
EA020705B1 (en) Wave energy plant
AU2014403443B2 (en) A tidal wave powered device and a method thereof for producing potential energy
US20080206077A1 (en) Wave Pump Device
WO2011067124A2 (en) Wave powered buoyancy control system for floating wave power plants
US9175664B2 (en) Wave energy conversion
US3030893A (en) Wave motion actuated hydraulic pump
KR101046317B1 (en) Tidal power generation method and apparatus
GB2068469A (en) Electrical power station driven by wave energy
RU2187692C1 (en) Wave energy plant
CN1069119C (en) Sea wave power generator
KR101930397B1 (en) Pumping Apparatus for Tidal Power Generation, Tidal Power Generation System Using the Same and Pumping Method thereof
JPH08312519A (en) Buoy for wave power pumping device and wave power pumping device
CN211543820U (en) Overwater floating body anchoring system suitable for large wind power
JPH0617742A (en) Automatic pumping device utilizing wave motion
JPH0672594B2 (en) Pumping equipment for seawater, etc.
JPH0329583Y2 (en)
CN1065321C (en) Tidal power generating equipment
AU2013203488B2 (en) Wave Energy Conversion
KR100564330B1 (en) Tidal tank power system
KR20110015484A (en) Small hydroelectric complex powergeneration ship system for ocean stand-floating type
JPS6131310B2 (en)
KR100432684B1 (en) A floating hydro-electric power plant by buoyancy

Legal Events

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

Effective date: 20040417