RU219898U1 - Wave power plant - Google Patents

Wave power plant Download PDF

Info

Publication number
RU219898U1
RU219898U1 RU2023115995U RU2023115995U RU219898U1 RU 219898 U1 RU219898 U1 RU 219898U1 RU 2023115995 U RU2023115995 U RU 2023115995U RU 2023115995 U RU2023115995 U RU 2023115995U RU 219898 U1 RU219898 U1 RU 219898U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
stator
rotor
pipe
power plant
housing
Prior art date
Application number
RU2023115995U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Максим Павлович Хомутов
Андрей Александрович Война
Светлана Валерьевна Негина
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ")
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ")
Application granted granted Critical
Publication of RU219898U1 publication Critical patent/RU219898U1/en

Links

Abstract

Полезная модель относится к области производства электроэнергии путем преобразования механической энергии, например, энергии морских волн, в электрическую. Волновая энергетическая установка содержит корпус с верхней крышкой и днищем. В корпусе расположена вертикальная труба, верхний конец которой укреплен на крышке корпуса, а нижний конец трубы имеет зазор с днищем. Соосно с трубой расположены ротор и статор линейного генератора внутри и вне ее соответственно. Ротор и статор выполнены с положительной плавучестью, причем масса статора в два раза больше массы ротора. В верхней части трубы выполнены отверстия для сообщения между собой воздушных сред над внутренним и внешним столбами жидкости. Во избежание ударов о крышку ротор поджат сверху внутренней пружиной сжатия, а статор поджат внешней пружиной сжатия, а жесткость пружин подобрана так, что в нейтральном положении энергетической установки нижние края ротора и статора погружены в жидкость на одном уровне. Техническим результатом использования предлагаемой волновой энергетической установки является увеличение скорости перемещения ротора относительно статора. The utility model relates to the field of generating electricity by converting mechanical energy, such as the energy of sea waves, into electrical energy. The wave power plant comprises a body with a top cover and a bottom. In the housing there is a vertical pipe, the upper end of which is fixed on the housing cover, and the lower end of the pipe has a gap with the bottom. The rotor and stator of the linear generator are located coaxially with the pipe inside and outside it, respectively. The rotor and stator are made with positive buoyancy, and the mass of the stator is twice the mass of the rotor. Holes are made in the upper part of the pipe for communication of air media above the internal and external liquid columns. To avoid impacts on the cover, the rotor is pressed from above by an internal compression spring, and the stator is pressed by an external compression spring, and the spring stiffness is selected so that in the neutral position of the power plant, the lower edges of the rotor and stator are immersed in the liquid at the same level. The technical result of using the proposed wave power plant is to increase the speed of the rotor relative to the stator.

Description

Полезная модель относится к области производства электроэнергии путем преобразования механической энергии, например энергии морских волн, в электрическую энергию.The utility model relates to the field of generating electricity by converting mechanical energy, such as the energy of sea waves, into electrical energy.

Известна волновая энергетическая установка (патент РФ №2028502) содержащая частично заполненный жидкостью герметичный корпус и расположенный в нем линейный электрический генератор, состоящий из статора и ротора. В корпусе соосно с ним установлена вертикальная труба, один конец которой прикреплен к крышке корпуса, а другой расположен с зазором относительно днища. Ротор и статор выполнены с положительной плавучестью и расположены в образовавшихся столбах жидкости, причем в газовых объемах над этими столбами создана разность давлений.Known wave power plant (RF patent No. 2028502) containing partially filled with liquid sealed housing and located in it a linear electric generator, consisting of a stator and a rotor. A vertical pipe is installed in the housing coaxially with it, one end of which is attached to the housing cover, and the other end is located with a gap relative to the bottom. The rotor and stator are made with positive buoyancy and are located in the formed liquid columns, and a pressure difference is created in the gas volumes above these columns.

Недостатком данной волновой энергетической установки является низкая скорость перемещения ротора относительно статора, обусловленная повышенным сопротивлением сжимаемого воздуха при изменении уровней столбов жидкости.The disadvantage of this wave power plant is the low speed of movement of the rotor relative to the stator, due to the increased resistance of the compressed air when changing the levels of the liquid columns.

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

Техническим результатом является увеличение скорости перемещения ротора относительно статора волновой энергетической установки.The technical result is an increase in the speed of movement of the rotor relative to the stator of the wave power plant.

Технический результат достигается предлагаемой волновой энергетической установкой, содержащей корпус с верхней крышкой и днищем. В корпусе расположена вертикальная труба, верхний конец которой укреплен на крышке корпуса, а нижний конец трубы имеет зазор с днищем. Соосно с трубой расположены ротор и статор линейного генератора внутри и вне ее соответственно. Ротор и статор выполнены с положительной плавучестью. Внутренняя труба образует в находящейся в корпусе жидкости два столба внутренний и внешний, которые сообщаются через зазор между нижним концом трубы и днищем. При этом в верхней части трубы выполнены отверстия для сообщения между собой воздушных сред над внутренним и внешним столбами жидкости. Статор выполнен массой в два раза большей, чем масса ротора. Во избежание ударов о крышку ротор поджат сверху внутренней пружиной сжатия, а статор поджат внешней пружиной сжатия. Верхние концы внутренней и внешней пружин сжатия упираются в крышку, а жесткость пружин подобрана так, что в нейтральном положении энергетической установки нижние края ротора и статора погружены в жидкость на одном уровне.The technical result is achieved by the proposed wave power plant, containing a housing with a top cover and a bottom. In the housing there is a vertical pipe, the upper end of which is fixed on the housing cover, and the lower end of the pipe has a gap with the bottom. The rotor and stator of the linear generator are located coaxially with the pipe inside and outside it, respectively. The rotor and stator are made with positive buoyancy. The inner pipe forms in the liquid in the housing two columns, internal and external, which communicate through the gap between the lower end of the pipe and the bottom. At the same time, holes are made in the upper part of the pipe for communication of air media above the inner and outer columns of liquid. The stator is made with a mass twice the mass rotor. In order to avoid impacts on the cover, the rotor is pressed from above by an internal compression spring, and the stator is pressed by an external compression spring. The upper ends of the inner and outer compression springs rest against the cover, and the stiffness of the springs is selected so that in the neutral position of the power plant, the lower edges of the rotor and stator are immersed in the liquid at the same level.

На фиг. 1 изображена волновая энергетическая установка в нейтральном положении поплавка. На фиг. 2 изображена волновая энергетическая установка при набегании волны. На фиг. 3 изображена волновая энергетическая установка при сбегании волны.In FIG. 1 shows a wave power plant in the neutral position of the float. In FIG. 2 shows a wave power plant during the onset of a wave. In FIG. 3 shows a wave power plant when a wave runs off.

Волновая энергетическая установка содержит (фиг.1) корпус 1 с верхней крышкой 2 и днищем 3. В корпусе расположена вертикальная труба 4, верхний конец которой укреплен на крышке 2 корпуса, а нижний конец трубы 4 имеет зазор с днищем 3. Соосно с трубой 4 расположены ротор 5 и статор 6 линейного генератора внутри и вне ее соответственно. Ротор 5 и статор 6 выполнены с положительной плавучестью. Внутренняя труба 4 образует в находящейся в корпусе 1 жидкости два столба внутренний 7 и внешний 8, которые сообщаются через зазор между нижним концом трубы 4 и днищем 3. При этом в верхней части трубы 4 выполнены отверстия 9 для сообщения между собой воздушных сред над внутренним 7 и внешним 8 столбами жидкости. Статор 6 выполнен массой в два раза большей, чем масса ротора 5. Во избежание ударов о крышку 2 ротор 5 поджат сверху внутренней пружиной сжатия 10, а статор 6 поджат внешней пружиной сжатия 11. Верхние концы внутренней 10 и внешней 11 пружин сжатия упираются в крышку 2, а жесткость пружин подобрана так, что в нейтральном положении энергетической установки нижние края ротора 5 и статора 6 погружены в жидкость на одном уровне.Wave power plant contains (figure 1) housing 1 with a top cover 2 and a bottom 3. In the housing is a vertical pipe 4, the upper end of which is mounted on the cover 2 of the housing, and the lower end of the pipe 4 has a gap with the bottom 3. Coaxially with the pipe 4 the rotor 5 and the stator 6 of the linear generator are located inside and outside it, respectively. Rotor 5 and stator 6 are made with positive buoyancy. The inner pipe 4 forms in the liquid in the body 1 two columns, inner 7 and outer 8, which communicate through the gap between the lower end of the pipe 4 and the bottom 3. At the same time, holes 9 are made in the upper part of the pipe 4 for communicating air media above the inner 7 and outer 8 columns of liquid. Stator 6 is made of mass twice the mass rotor 5. In order to avoid hitting the cover 2, the rotor 5 is preloaded from above by the internal compression spring 10, and the stator 6 is preloaded by the external compression spring 11. The upper ends of the internal 10 and external 11 compression springs rest against the cover 2, and the stiffness of the springs is selected so that in the neutral in the position of the power plant, the lower edges of the rotor 5 and stator 6 are immersed in the liquid at the same level.

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

При отсутствии волны ротор 5 и статор 6 неподвижны, а столбы жидкости 7 и 8 находятся на одном уровне. При волновой качке корпус 1 совершает вертикальные колебания с линейным ускорением .In the absence of a wave, rotor 5 and stator 6 are stationary, and liquid columns 7 and 8 are at the same level. When wave rolling, the body 1 performs vertical oscillations with linear acceleration .

При набегании волны корпус 1 поднимается вместе с волной вверх с вертикальным ускорением . У ротора 5 и статора 6, плавающих в столбах жидкости 7 и 8, появляются силы инерцииWhen the wave runs, body 1 rises with the wave upwards with vertical acceleration . Rotor 5 and stator 6, floating in liquid columns 7 and 8, have inertia forces

; ; ,,

направленные противоположно ускорению а, то есть вертикально вниз.directed opposite to the acceleration a , i.e. vertically downwards.

Из-за разной массы сила инерции статора 6 оказывается в два раза больше силы инерции ротора 5Due to the different masses, the inertial force stator 6 turns out to be twice the inertia force rotor 5

, ,

вследствие чего при движении вверх вместе с корпусом 1 статор 6 отстает от ротора 5 и погружается в столб жидкости 8, вытесняя её в трубу 4. Поднимаясь вверх внутри трубы 4, столб жидкости 7 сообщает ротору 5 дополнительный импульс движения, что позволяет ротору 5 преодолеть усилие внутренней пружины сжатия 10 и двигаться вверх, обгоняя статор 6.as a result, when moving upwards together with the housing 1, the stator 6 lags behind the rotor 5 and plunges into the liquid column 8, forcing it into the pipe 4. Rising up inside the pipe 4, the liquid column 7 informs the rotor 5 of an additional impulse of movement, which allows the rotor 5 to overcome the force internal compression spring 10 and move up, overtaking stator 6.

При сбегании волны корпус 1 опускается вместе с волной вниз с вертикальным ускорением а. У ротора 5 и статора 6, плавающих в столбах жидкости 7 и 8, снова появляются силы инерцииWhen the wave runs off, the body 1 falls down together with the wave with a vertical acceleration a . Rotor 5 and stator 6, floating in liquid columns 7 and 8, again have inertia forces

; ; ,,

направленные противоположно ускорению , то есть вертикально вверх.directed opposite to the acceleration , i.e. vertically upwards.

Из-за разной массы сила инерции статора 6 оказывается больше силы инерции ротора 5Due to the different masses, the inertia force of the stator 6 is greater than the inertia force of the rotor 5

, ,

вследствие чего при движении вниз вместе с корпусом 1 статор 6 отстает от ротора 5, который погружается в столб жидкости 7, вытесняя её из трубы 4. При этом внутренняя пружина сжатия 10, разжимается и сообщает ротору 5 дополнительный импульс движения, что позволяет ротору 5 двигаться вниз, обгоняя статор 6.as a result, when moving down, together with the housing 1, the stator 6 lags behind the rotor 5, which is immersed in the liquid column 7, displacing it from the pipe 4. In this case, the internal compression spring 10 unclenches and imparts an additional impulse to the rotor 5, which allows the rotor 5 to move down, overtaking the stator 6.

Встречное колебательное движение ротора 5 и статора 6 возбуждает в обмотках статора ЭДС, которая преобразуется в электроэнергию.The counter oscillatory motion of the rotor 5 and stator 6 excites EMF in the stator windings, which is converted into electricity.

Таким образом, отсутствие сил сопротивления сжимаемого воздуха, а также разная масса статора и ротора обеспечивают увеличение скорости встречного движения ротора и статора, что повышает производительность волновой энергоустановки.Thus, the absence of compressed air resistance forces, as well as the different masses of the stator and rotor, provide an increase in the speed of the opposite movement of the rotor and stator, which increases the performance of the wave power plant.

Claims (1)

Волновая энергетическая установка, содержащая корпус с верхней крышкой и днищем, в корпусе расположена вертикальная труба, верхний конец которой укреплен на крышке корпуса, а нижний конец трубы имеет зазор с днищем, соосно с трубой расположены ротор и статор линейного генератора внутри и вне ее соответственно, ротор и статор выполнены с положительной плавучестью, внутренняя труба образует в находящейся в корпусе жидкости два столба внутренний и внешний, которые сообщаются через зазор между нижним концом трубы и днищем, отличающаяся тем, что в верхней части трубы выполнены отверстия для сообщения между собой воздушных сред над внутренним и внешним столбами жидкости, статор выполнен массой в два раза большей, чем масса ротора, во избежание ударов о крышку ротор поджат сверху внутренней пружиной сжатия, статор поджат внешней пружиной сжатия, верхние концы внутренней и внешней пружин сжатия упираются в крышку, а жесткость пружин подобрана так, что в нейтральном положении энергетической установки нижние края ротора и статора погружены в жидкость на одном уровне.A wave power plant, comprising a housing with a top cover and a bottom, a vertical pipe is located in the housing, the upper end of which is fixed on the housing cover, and the lower end of the pipe has a gap with the bottom, the rotor and stator of the linear generator are located coaxially with the pipe inside and outside it, respectively, the rotor and the stator are made with positive buoyancy, the inner pipe forms two columns in the fluid located in the housing, internal and external, which communicate through the gap between the lower end of the pipe and the bottom, characterized in that holes are made in the upper part of the pipe for communication between the air media above internal and external columns of liquid, the stator is made of mass twice the mass of the rotor, in order to avoid impacts on the cover, the rotor is pressed from above by an internal compression spring, the stator is pressed by an external compression spring, the upper ends of the internal and external compression springs abut against the cover, and the stiffness of the springs is selected so that in the neutral position of the power plant the lower edges of the rotor and stator are immersed in liquid at the same level.
RU2023115995U 2023-06-19 Wave power plant RU219898U1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU219898U1 true RU219898U1 (en) 2023-08-11

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2028502C1 (en) * 1992-07-30 1995-02-09 Акционерное общество "Экоэн" Wave-electric power plant
RU69932U1 (en) * 2007-07-30 2008-01-10 Андрей Евгеньевич Наздратенко FLOATING WAVE GENERATOR
WO2014171910A1 (en) * 2013-04-17 2014-10-23 Sidorenko Yuriy Linear electric generator
CN204805026U (en) * 2015-06-02 2015-11-25 南通鼎盛海洋仪器设备有限公司 Oceanographic buoy's wave power generation system
US9624900B2 (en) * 2012-10-29 2017-04-18 Energystics, Ltd. Linear faraday induction generator for the generation of electrical power from ocean wave kinetic energy and arrangements thereof

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2028502C1 (en) * 1992-07-30 1995-02-09 Акционерное общество "Экоэн" Wave-electric power plant
RU69932U1 (en) * 2007-07-30 2008-01-10 Андрей Евгеньевич Наздратенко FLOATING WAVE GENERATOR
US9624900B2 (en) * 2012-10-29 2017-04-18 Energystics, Ltd. Linear faraday induction generator for the generation of electrical power from ocean wave kinetic energy and arrangements thereof
WO2014171910A1 (en) * 2013-04-17 2014-10-23 Sidorenko Yuriy Linear electric generator
CN204805026U (en) * 2015-06-02 2015-11-25 南通鼎盛海洋仪器设备有限公司 Oceanographic buoy's wave power generation system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1280994B1 (en) Apparatus for storage of potential energy
KR101604780B1 (en) Wave power generator
CN101571097B (en) Float suspended liquid metal magnetic fluid wave energy direct generating device
KR101328468B1 (en) Wave power energy generation apparatus
US20130069368A1 (en) Wave power generating apparatus and method
CN103807087A (en) Spherical pendulum arc type wave power generation device
AU2014202797A1 (en) Power generating device utilizing oscillating water for converting into wave power
CN101949352A (en) Impact type vibration generator
RU219898U1 (en) Wave power plant
CN102720629B (en) Wave energy conversion apparatus and system thereof
WO2008001057A1 (en) Apparatus for converting wave motin into mechanical energy
US9097240B1 (en) Fluid pressure based power generation system
CN203515942U (en) Wave energy absorber
CN102200091A (en) Method and device for generating power by using umbrella-shaped device for absorbing energy of sea waves
US20140145444A1 (en) Apparatus and method for wave power generation of underwater type
US2242598A (en) Variable water-pressure power producing apparatus
CN103527393A (en) Direct-driven type double-vibration wave power generation device
KR101883992B1 (en) Piston type generator based on liquid phase
RU2028502C1 (en) Wave-electric power plant
CN108252848B (en) Resonant wave power generation device
JP2713286B2 (en) Seawater power generation method
CN114320715B (en) Inertial-energy-point vibration absorption type wave energy power generation system
WO2011120532A1 (en) New unlimited/clean source of energy invention
CN215292744U (en) Wave energy power generation device
CN115076018B (en) Self-lifting lever type tidal current energy power generation device