RU2254494C2

RU2254494C2 - Wind and wave energy converter

Info

Publication number: RU2254494C2
Application number: RU2003127482/06A
Authority: RU
Inventors: А.С. Алиев (RU); А.С. Алиев
Original assignee: АЛИЕВ Абдулла Сиражутдинович; Алиева Бесханум Зиядовна
Priority date: 2003-09-10
Filing date: 2003-09-10
Publication date: 2005-06-20
Also published as: RU2003127482A

Abstract

FIELD: wind and hydraulic power engineering; renewable energy sources.

SUBSTANCE: proposed converter contains rotary platforms interconnected by levers. Each platform carries blades (sail) and additionally intercoupled motion converter and unit to change orientation and to fix blade in position installed in center and interacting with all blades and wind vane, rotary platforms are made in form of streamlined sealed chambers of which flat blades are installed and sprockets coupled with blades for free rotation around vertical posts. Sprockets are mechanically coupled with corresponding segment sprocket by chains and cables.

EFFECT: increased power of converter and its sensitivity to weak flows of wind and water.

8 cl, 19 dwg

Description

Изобретение относится к области возобновляющихся источников энергии, а именно волновой и ветровой энергии, и преобразования их в другие виды, преимущественно в электрическую.The invention relates to the field of renewable energy sources, namely wave and wind energy, and their conversion into other types, mainly into electric.

Известна ветроэнергетическая установка [1] с использованием основного рабочего элемента в виде лопасти, установленного на платформах, которые в свою очередь соединены в состав, начало и конец которого соединены вместе, то есть образуют кольцо. Состав устанавливается на соответствующих размеров рельсовый путь. Парус имеет наибольший коэффициент использования ветровой энергии. Мощность, развиваемая установкой, отбирается от вала колес платформы.Known wind power installation [1] using the main working element in the form of a blade mounted on platforms, which in turn are connected to the composition, the beginning and end of which are connected together, that is, form a ring. The composition is installed on the appropriate rail track sizes. The sail has the highest wind energy utilization. The power developed by the installation is taken from the platform wheel shaft.

Недостаток указанной ветроэнергетической установки заключается в том, что ориентация паруса меняется синхронно на всём протяжении времени прохода платформы по кольцевому пути. За это время парус делает полуоборот (180°) вокруг своей оси (мачты).The disadvantage of this wind power installation is that the orientation of the sail changes synchronously throughout the passage of the platform along the ring path. During this time, the sail makes a half-turn (180 °) around its axis (mast).

Известен также ветродвигатель [2], который по своим конструктивным признакам может быть указан в качестве аналога предлагаемого преобразователя энергии.Also known is a wind turbine [2], which by its design features can be specified as an analogue of the proposed energy converter.

Данный аналог содержит вертикальный вал, вертикальные лопасти, флюгер и механизм регулирования. На валу закреплён диск, лопасти выполнены в виде плоских пластин и установлены на диске с возможностью поворота относительно их вертикальных осей, на корневых частях которых закреплены верхние магниты, взаимодействующие с нижними магнитами. Последние размещены на поворотной платформе, связанной с флюгером.This analogue contains a vertical shaft, vertical blades, a weather vane and a control mechanism. A disk is mounted on the shaft, the blades are made in the form of flat plates and mounted on the disk with the possibility of rotation relative to their vertical axes, on the root parts of which are fixed upper magnets that interact with the lower magnets. The latter are placed on a turntable associated with a weather vane.

Механизм регулирования снабжён центробежным регулятором скорости вращения с ползуном, клином и пластиной, взаимодействующими друг с другом. При этом пластина установлена на платформе с возможностью линейного перемещения в направлении, перпендикулярном плоскости флюгера. Ползунок центробежного регулятора связан через клин с пластиной, взаимодействующей с нижними магнитами.The control mechanism is equipped with a centrifugal speed controller with a slider, wedge and plate interacting with each other. In this case, the plate is mounted on the platform with the possibility of linear movement in the direction perpendicular to the plane of the wind vane. The slider of the centrifugal regulator is connected through the wedge to the plate interacting with the lower magnets.

При взаимодействии верхних магнитов, жёстко закреплённых на осях лопастей, с нижними магнитами, закреплёнными на подвижной платформе, происходит изменение ориентации лопастей относительно направления ветра.In the interaction of the upper magnets, rigidly fixed on the axes of the blades, with the lower magnets fixed on a moving platform, the orientation of the blades relative to the direction of the wind changes.

Каждая из лопастей на активном участке принимает положение, перпендикулярное направлению ветра, а на пассивном - вдоль направления.Each of the blades in the active section takes a position perpendicular to the direction of the wind, and in the passive - along the direction.

В качестве недостатка указанного аналога можно указать его конструктивную сложность. Это связано с необходимостью установки магнитов и одновременного изменения их ориентации по всему кругу, где проходит корневая часть вертикальной оси лопастей (парусов).As a disadvantage of this analogue, you can specify its structural complexity. This is due to the need to install magnets and simultaneously change their orientation throughout the circle, where the root part of the vertical axis of the blades (sails) passes.

Указанная особенность приводит к тому, что данную конструкцию трудно реализовать в агрегатах значительной мощности.This feature leads to the fact that this design is difficult to implement in units of significant power.

Известна также ветроэлектрическая установка [3], которая может быть указана в качестве ближайшего аналога изобретения (прототипа). Она содержит установленные на круговом пути (замкнутая колея) взаимосвязанные платформы, каждая из которых, в свою очередь, включает кинематически связанную вагонетку (тележку) и лопасть (парус).Also known is a wind power installation [3], which can be indicated as the closest analogue of the invention (prototype). It contains interconnected platforms installed on a circular path (closed track), each of which, in turn, includes a kinematically connected trolley (trolley) and a blade (sail).

В качестве недостатка прототипа можно указать конструктивную сложность установки, а также то, что его невозможно использовать для преобразования энергии волн.As a disadvantage of the prototype, you can specify the structural complexity of the installation, as well as the fact that it cannot be used to convert wave energy.

Технический результат заключается в значительном повышении мощности ветроэнергетической установки за счёт одновременного преобразования энергии поступательного и поперечного движения волн и обеспечивается за счет того, что преобразователь энергии ветра и волн, содержащий взаимосвязанные через рычаги вращающиеся платформы, на каждой из которых установлена лопасть (парус) имеет дополнительно взаимосвязанный преобразователь движения и узел изменения ориентации и фиксации положения лопасти, установленные в центре и взаимодействующие со всеми лопастями и флюгером, установленным также в центре преобразователя.The technical result consists in a significant increase in the power of a wind turbine due to the simultaneous conversion of translational and transverse wave energy, and is ensured by the fact that the wind and wave energy transducer containing rotating platforms interconnected through levers, each of which has a blade (sail), has interconnected motion transducer and a node for changing the orientation and fixing the position of the blade, installed in the center and interacting e with all vanes and a weather vane installed also in the center of the inverter.

Узел изменения ориентации и фиксации положения лопасти содержит фланец, установленный на втулке лопасти с возможностью поворота на 30° и связанный неподвижно с внешней шлицевой полумуфтой и фиксатором положения цепей, взаимодействующих соответственно с внутренней шлицевой полумуфтой и взаимно сдвинутыми относительно друг друга на 60° и соединенными неподвижно сегментными звездочками, при этом внутренняя шлицевая полумуфта, установленная с возможностью вертикального смещения, с помощью пружины связана с установочным кольцом и взаимодействует через кольцо с профильным торцом с отжимными подшипниками.The unit for changing the orientation and fixing the position of the blade contains a flange mounted on the sleeve of the blade with the possibility of rotation by 30 ° and connected motionlessly with the external splined coupling half and the position lock of the chains interacting respectively with the internal splined coupling half and mutually shifted relative to each other by 60 ° and connected motionless segmented sprockets, while the internal spline coupling half mounted with the possibility of vertical displacement, by means of a spring connected to the installation ring and inter Procedure via the ring with a profile end with squeeze bearings.

Преобразователь содержит связанные горизонтальную лопасть, установленную на горизонтальном кронштейне, закрепленном над поплавковой камерой и звездочку, а пары сегментных звездочек через цепь и трос связаны со звездочками, установленными в соответствующих взаимно противоположных горизонтальных лопастях.The converter contains a connected horizontal blade mounted on a horizontal bracket mounted above the float chamber and an asterisk, and pairs of segmented stars through a chain and cable are connected with sprockets installed in the respective mutually opposite horizontal blades.

Преобразователь движения содержит вращающийся на неподвижной стойке корпус и выходной вал, на котором в два яруса установлены кинематически связанные верхние и нижние обгонные муфты и центральные конические шестерни, каждая из которых входит в сцепление с шестернями-сателлитами, размещенными по периметру боковой поверхности корпуса через равные промежутки одна над другой по вертикали, при этом шестерни-сателлиты через соответствующие обгонные муфты связаны с храповыми колесами, рычаги вращения которых через втулки соединены неподвижно с наконечниками соответствующих спаренных рычагов, кроме того, выходной вал через конические шестерни связан с электрогенератором (насосом), установленным на торце неподвижной стойки.The motion converter comprises a housing rotating on a stationary rack and an output shaft on which kinematically connected upper and lower overrunning clutches and central bevel gears are installed in two tiers, each of which engages with pinion gears placed along the perimeter of the side surface of the housing at regular intervals one above the other vertically, while the gears-satellites through the corresponding overrunning clutches are connected with ratchet wheels, the levers of rotation of which are connected through bushings with the tips of the corresponding paired levers, in addition, the output shaft is connected via bevel gears to an electric generator (pump) mounted on the end of the fixed rack.

На осях вращения нижних колес-сателлитов установлены вторые храповые колеса, взаимодействующие также с рычагами первых храповых колес, и через верхние и нижние цилиндрические шестерни с соответствующими верхними обгонными муфтами и шестернями-сателлитами.The second ratchet wheels are installed on the rotation axes of the lower satellite wheels, which also interact with the levers of the first ratchet wheels, and through the upper and lower cylindrical gears with the corresponding upper overrunning clutches and satellite gears.

Вращающиеся платформы выполнены в виде каркаса пирамидальной формы, на каждом из которых установлены штанга и связанная с ней неподвижно верхняя звездочка с возможностью свободного вращения на вертикальной стойке, кроме того, они содержат жестко установленные на одной втулке нижние и верхние звездочки, при этом верхние звездочки через цепь связаны со звездочками, установленными на втулках двух половин лопастей, средние звездочки через цепь связаны со звездочкой, установленной дополнительно на втулке флюгера, а нижние звездочки через цепи и трос - с соответствующими сегментными звездочками.The rotating platforms are made in the form of a pyramidal frame, on each of which a rod and a fixed upper sprocket connected with it are mounted with the possibility of free rotation on a vertical strut, in addition, they contain lower and upper sprockets rigidly mounted on one sleeve, with the upper sprockets through the chain is connected to the sprockets mounted on the bushings of the two halves of the blades, the middle sprockets through the chain are connected to the sprocket mounted additionally on the vane bush, and the lower stars through the Chain and cable - with corresponding segmented stars.

Каждая вращающаяся платформа содержит дополнительно кинематически связанные двухшлицевую муфту, фланец и кольцо с профильным (двухкулачковым) торцом, взаимодействующим с двумя подшипниками, установленными на каркасе платформы, верхняя торцевая плоскость которого через вновь введенную пружину взаимодействует с фланцем, установленным на одной втулке с верхней звездочкой с возможностью вертикального смещения и сцепления через двухшлицевую муфту со средней звездочкой, связанной с флюгером и двумя половинами лопасти.Each rotating platform additionally contains kinematically connected double-slotted coupling, a flange and a ring with a profile (two-jaw) end interacting with two bearings mounted on the platform frame, the upper end plane of which interacts with the flange mounted on the same sleeve with the upper sprocket with the newly inserted spring the possibility of vertical displacement and adhesion through a two-slot clutch with a middle sprocket associated with a weather vane and two half blades.

Вращающие платформы выполнены в виде герметичных камер обтекаемой формы, на которых установлены плоские лопасти и связанные с ними неподвижно звездочки, с возможностью свободного вращения вокруг вертикальных стоек, при этом звездочки через цепи и тросы кинематически связаны с соответствующими сегментными звездочками.Rotating platforms are made in the form of streamlined hermetic chambers on which flat blades and associated sprockets are mounted, with the possibility of free rotation around vertical uprights, while the sprockets are kinematically connected through chains and cables to the corresponding segment sprockets.

На фиг.1 изображён общий вид преобразователя энергии ветра и волн, где:Figure 1 shows a General view of the Converter of wind energy and waves, where:

1 - стойка преобразователя;1 - converter stand;

2 - вращающаяся платформа (поплавковая камера);2 - a rotating platform (float chamber);

3 - лопасть;3 - blade;

4 - преобразователь движения;4 - motion converter;

5 - рычаги спаренные;5 - paired levers;

6 - узел для изменения ориентации и фиксации положения лопастей 3;6 - site for changing the orientation and fixing the position of the blades 3;

авб и бса - активный и пассивный участки вращения поплавковых камер 2 соответственно.Avb and BSA - active and passive sections of rotation of the float chambers 2, respectively.

На фиг.2 приведена кинематическая связь между поплавковой камерой 2 (ветровой вариант вращения) с преобразователем движения 4,Figure 2 shows the kinematic connection between the float chamber 2 (wind rotation option) with the motion Converter 4,

7 - неподвижная стойка;7 - motionless rack;

8 - упорное кольцо;8 - a persistent ring;

9 - упорный подшипник;9 - thrust bearing;

10 - ведущая шестерня;10 - pinion gear;

11 - ведомая шестерня;11 - driven gear;

12 - вал редуктора электрогенератора (насоса);12 - a shaft of a reducer of the electric generator (pump);

13 - плоские шарниры;13 - flat hinges;

14 - звёздочка;14 - asterisk;

15 - цепь;15 - chain;

16 - трос;16 - a cable;

17 - блочки.17 - blocks.

На фиг.3 изображен волновой вариант вращения поплавковой платформы 2 (камеры), где 2К - кронштейн горизонтальный.Figure 3 shows the wave version of the rotation of the float platform 2 (camera), where 2K is a horizontal arm.

На фиг.4 изображена конструкция ветрового варианта поплавковой платформы 2, где:Figure 4 shows the design of the wind version of the float platform 2, where:

18 - вертикальная стойка лопасти 3;18 - vertical rack of the blade 3;

19 - втулка лопасти 3;19 - the sleeve of the blade 3;

20 - упорный подшипник.20 - thrust bearing.

На фиг.5 изображена конструкция автономного ветрового вариантаFigure 5 shows the design of an autonomous wind option

вращающейся платформы 2, где:rotating platform 2, where:

21 - каркас пирамидальный;21 - pyramidal frame;

22 - колесо;22 - wheel;

23 - упорный подшипник:23 - thrust bearing:

24 - коромысло;24 - rocker;

25 - средняя звездочка;25 - middle asterisk;

26 - втулка;26 - sleeve;

27 - нижняя звездочка;27 - lower sprocket;

28 - верхняя звездочка;28 - upper sprocket;

29 - цепь;29 - chain;

30 - звездочки двух половин лопасти 3.30 - sprockets of two halves of the blade 3.

На фиг. 6 представлен второй вариант конструкции вращающихся платформ 2, где каждая лопасть 3 имеет автономный вариант узла 6 изменения ориентации и фиксации положения двух половинок лопастей 3, где:In FIG. 6 shows a second embodiment of the design of the rotating platforms 2, where each blade 3 has an autonomous version of the node 6 changes the orientation and fixation of the position of the two halves of the blades 3, where:

31 - двухшлицевая муфта сцепления;31 - double-clutch clutch;

32 - фланец;32 - flange;

33 - втулка соединительная;33 - connecting sleeve;

34 - палец направляющий;34 - guide pin;

35 - паз вертикальный;35 - the groove is vertical;

36 - верхняя торцевая плоскость каркаса;36 - upper end plane of the frame;

37 - пружина;37 - spring;

38 - кольцо с профильным (двухкулачковым) торцом;38 - a ring with a profile (two-jaw) end;

39 - подшипники отжимные;39 - squeezing bearings;

40 - крепление подшипников.40 - bearing mounting.

На фиг.7 изображен вид В-В по фиг.6.In Fig.7 shows a view BB in Fig.6.

На фиг. 8 изображена конструкция узла 6 для изменения ориентации и фиксации положения лопастей 3, где:In FIG. 8 shows the design of the node 6 for changing the orientation and fixing the position of the blades 3, where:

41 - кольцо установочное;41 - installation ring;

42 - фланец;42 - flange;

43, 44 - внутренняя и внешняя шлицевые полумуфты;43, 44 - internal and external splined coupling halves;

45 - сегментные звёздочки;45 - segmented stars;

46 - кольца промежуточные;46 - intermediate rings;

47 - подшипник;47 - bearing;

48 - кольцо с профильным (кулачковым) торцом;48 - a ring with a profile (cam) end;

49 - профиль торца кольца 48;49 - profile of the end face of the ring 48;

50 - пружина;50 - spring;

51 - второе упорное кольцо;51 - second thrust ring;

52 - второй упорный подшипник;52 - second thrust bearing;

53 - шлицы полумуфт 43, 44;53 - slots of the coupling halves 43, 44;

54 - цепь;54 - chain;

55 - скоба с двумя зубцами;55 - bracket with two teeth;

56 - пружина;56 - spring;

57 - упорное кольцо (прокладка)57 - a persistent ring (laying)

58 - упорная планка;58 - a persistent level;

59 - боковая направляющая;59 - side guide;

60 - направляющие стержни;60 - guide rods;

61 - выходной вал;61 - output shaft;

62 - ведущая шестерня;62 - pinion gear;

63 - ведомая шестерня;63 - driven gear;

64 - электрогенератор (насос);64 - electric generator (pump);

65 - подставка;65 - stand;

66 - фиксатор (болт).66 - retainer (bolt).

На фиг.9 изображен вид на внутреннюю 43 и внешнюю 44 шлицевые полумуфты.Figure 9 shows a view of the inner 43 and outer 44 spline coupling halves.

На фиг. 10 изображен вид развертки профильного торца 49 кольца 48.In FIG. 10 shows a scan view of the profile end face 49 of the ring 48.

На фиг.11 изображен флюгер конической формы, где:Figure 11 shows a weather vane conical shape, where:

67 - флюгер конический;67 - conical weather vane;

68 - втулка цилиндрическая;68 - sleeve cylindrical;

69 - радиальные стойки;69 - radial racks;

70 - рычаг трубчатый горизонтальный;70 - horizontal tubular lever;

71 - паз;71 - groove;

72 - палец;72 - finger;

73 - трос;73 - cable;

74 - упор;74 - emphasis;

75 - блочки;75 - blocks;

76,77,78 - рычаги первый, второй и третий соответственно;76,77,78 - levers of the first, second and third, respectively;

79 - пружина;79 - spring;

80 - паз;80 - groove;

81- втулка флюгера 67.81- vane bush 67.

На фиг.12 изображен вид А-А по фиг.11.In Fig.12 shows a view aa in Fig.11.

На фиг.13 приведена кинематическая схема цепной связи между сегментными звездочками 45 и звездочками 14, установленными на втулках одинарных лопастей 3.Figure 13 shows the kinematic diagram of the chain link between the segment sprockets 45 and sprockets 14 mounted on the bushings of single blades 3.

На фиг. 14 изображен третий вариант для изменения ориентации и фиксации положения вертикальных и горизонтальных лопастей, где на втулке 81 флюгера 67 установлена дополнительная звездочка 82.In FIG. 14 shows a third option for changing the orientation and fixing the position of the vertical and horizontal blades, where an additional sprocket 82 is installed on the sleeve 81 of the weather vane 67.

На фиг. 15 приведена кинематическая схема цепных связей между сегментными звездочками 45 и нижними звездочками 27, установленными на втулках 26 лопастей 3, состоящих из двух половинок и обеспечивающих их поворот во взаимно противоположных направлениях на угол ±90°.In FIG. 15 shows a kinematic diagram of the chain links between the segment sprockets 45 and the lower sprockets 27 mounted on the bushings 26 of the blades 3, consisting of two halves and providing their rotation in mutually opposite directions by an angle of ± 90 °.

На фиг. 16 приведена кинематическая связь цепной передачи между звездочкой 82, установленной на стойке флюгера 67 и средними звездочками 25, установленными на коромыслах 24 лопастей 3, состоящих из двух половинок.In FIG. 16 shows the kinematic connection of a chain transmission between an asterisk 82 mounted on a vane stand 67 and middle asterisks 25 mounted on a rocker arm 24 of blades 3, consisting of two halves.

На фиг. 17 изображен преобразователь движения 4, совмещенный с узлом 6 изменения ориентации лопастей 3, где:In FIG. 17 shows a motion transducer 4, combined with the node 6 changes the orientation of the blades 3, where:

83 - выходной вал преобразователя 4;83 - output shaft of the Converter 4;

84 - корпус преобразователя движения 4;.84 - housing of the motion Converter 4 ;.

85 - крышка преобразователя движения 4;85 - cover of the motion Converter 4;

86 - диск неподвижный;86 - fixed disk;

87 - верхняя и нижняя обгонные муфты;87 - upper and lower overrunning clutches;

88, 89 - верхняя и нижняя центральные конические шестерни;88, 89 - upper and lower central bevel gears;

90 - шестерни-сателлиты;90 - satellite gears;

91 - храповое колесо;91 - ratchet wheel;

92 - обгонная муфта;92 - freewheel;

93 - собачка (см. фиг.19);93 - a dog (see Fig. 19);

94 - рычаг храпового колеса 91;94 - lever ratchet wheel 91;

95 - втулка;95 - sleeve;

96 - ось шестерни-сателлита;96 - axis of the gear-satellite;

97 - наконечник спаренного рычага 5 (см. фиг.19);97 - the tip of the paired lever 5 (see Fig.19);

98 - шестерня ведущая;98 - pinion gear;

99 - генератор (насос);99 - generator (pump);

100 - пружина.100 - spring.

На фиг.18 изображен второй вариант преобразователя движения, где:On Fig shows a second variant of the motion Converter, where:

101, 102 - первая и вторая цилиндрические шестерни;101, 102 - the first and second spur gears;

103 - второе спаренное храповое колесо;103 - second twin ratchet wheel;

104 - вторая собачка;104 - the second dog;

105 - наконечник одиночного рычага.105 - tip of a single lever.

На фиг.19 изображен преобразователь энергии ветра и волн с первым вариантом преобразователя движения по фиг.8; где:In Fig.19 shows a transducer of wind and wave energy with a first embodiment of the transducer of Fig.8; Where:

106, 107 - ведущая и ведомая конические шестерни;106, 107 - leading and driven bevel gears;

108 - электрогенератор (насос);108 - electric generator (pump);

109 - диск неподвижный;109 - a disk motionless;

110 - фиксатор углового положения.110 - latch angular position.

Преобразователь 4 устанавливается в море на неподвижной вертикальной стойке 7 так, чтобы поплавковые камеры 2 и преобразователь движения 4 оказались на уровне моря. Стойка 7 устанавливается на железобетонной основе с боковыми подпорками. Преобразователь 4 может быть также подвешен над уровнем моря с помощью горизонтальной балки.The transducer 4 is installed in the sea on a stationary vertical strut 7 so that the float chambers 2 and the motion transducer 4 are at sea level. Rack 7 is installed on a reinforced concrete basis with side supports. The transducer 4 can also be suspended above sea level using a horizontal beam.

Поплавковая платформа 2 представляет собой герметичные камеры обтекаемой формы типа торпеды. На фиг.3 поплавковые камеры 2 имеют форму цилиндра. Желательно выполнить их из пластика.Float platform 2 is a sealed chamber streamlined torpedo type. 3, the float chambers 2 are in the form of a cylinder. It is advisable to make them out of plastic.

Лопасти 3 устанавливаются над герметичными поплавковыми камерами 2 на вертикальных стойках 18, и они меняют свою ориентацию на угол ±90° относительно направления ветра или волн.The blades 3 are mounted above the sealed float chambers 2 on the vertical posts 18, and they change their orientation by an angle of ± 90 ° relative to the direction of the wind or waves.

Для сохранения вертикального положения лопастей 3 используются спаренные рычаги 5. Они состоят из двух параллельных одинаковых стержней, концы которых с помощью плоских шарниров 13 прикреплены к боковым поверхностям преобразователя движения 4 и поплавковых платформ 2. При подъеме и опускании платформы 2 на волнах стойка 18 лопасти 3 сохраняет своё вертикальное положение.To maintain the vertical position of the blades 3, paired levers 5 are used. They consist of two parallel identical rods, the ends of which are attached to the lateral surfaces of the motion transducer 4 and float platforms 2 using flat hinges 13. When raising and lowering the platform 2 on the waves, the rack 18 of the blade 3 retains its vertical position.

На фиг.1 при указанном направлении ветра или волн участок авб вращения платформы 2 является активным, а участок бса - пассивным. На активном участке лопасти 3 ориентированы перпендикулярно, а на пассивном - вдоль направления ветра или волн.In Fig. 1, with the indicated direction of the wind or waves, the portion ABB of rotation of the platform 2 is active, and the portion BSA is passive. In the active section, the blades 3 are oriented perpendicularly, and in the passive section, they are oriented along the direction of the wind or waves.

При такой ориентации лопастей 3 поплавковые платформы 2 вращаются вокруг вертикальной стойки преобразователя 7 по часовой стрелке.With this orientation of the blades 3, the float platforms 2 rotate around the vertical strut of the transducer 7 in a clockwise direction.

Вертикальная неподвижная стойка 7 устанавливается на дне моря около берега так, чтобы преобразователь движения 4 оказался над уровнем моря. Параллельные спаренные рычаги 5 с помощью плоских шарниров 13 установлены один над другим и ориентированы в вертикальной плоскости. Они обеспечивают вертикальность стойки лопасти 18 при ее вращении вокруг стойки 7. Преобразователь движения 4 свободно вращается на неподвижной стойке 7. Для этого на стойке 7 сварено неподвижное упорное кольцо 8 и установлен упорный подшипник 9.A vertical fixed post 7 is installed on the bottom of the sea near the shore so that the motion transducer 4 is above sea level. Parallel paired levers 5 using flat hinges 13 are mounted one above the other and are oriented in a vertical plane. They provide the verticality of the rack of the blade 18 when it rotates around the rack 7. The motion sensor 4 rotates freely on a stationary rack 7. For this, a stationary thrust ring 8 is welded on the rack 7 and a thrust bearing 9 is installed.

Над преобразователем движения 4 на стойке 7 установлен также узел 6 для изменения ориентации и фиксации положения лопастей 3. Электрогенератор 12 устанавливается на горизонтальном диске, закреплённом на верхнем торце стойки 7. На валу генератора 12 установлена ведомая шестерня 11. Вращение от ведомой шестерни на генератор 12 должно быть передано через редуктор.A unit 6 is also installed above the motion transducer 4 on the rack 7 for changing the orientation and fixing the position of the blades 3. The generator 12 is mounted on a horizontal disk mounted on the upper end of the rack 7. A driven gear 11 is installed on the shaft of the generator 12. Rotation from the driven gear to the generator 12 must be transmitted through the gearbox.

Редуктор необходим для согласования скорости вращения ведомой шестерни 11 со скоростью вращения ротора электрогенератора 12.The gearbox is necessary to coordinate the rotation speed of the driven gear 11 with the rotational speed of the rotor of the electric generator 12.

На втулке 19 неподвижно установлены лопасть 3 и звёздочка 14. Они имеют возможность свободно вращаться вокруг вертикальной стойки 18 и лопасти 3. Стойка 18 установлена, в свою очередь, неподвижно по центру поплавковой платформы 2. Поплавковая камера 2 должна быть герметичной и иметь обтекаемую форму, типа торпеды. Подъемная сила поплавковой камеры 2 должна быть такой, чтобы обеспечить надводное положение звёздочки 14, установленной в корневой части лопасти 3.The blade 3 and sprocket 14 are fixedly mounted on the sleeve 19. They have the ability to rotate freely around the vertical strut 18 and the blade 3. The strut 18 is installed, in turn, motionless in the center of the float platform 2. The float chamber 2 must be tight and streamlined, like a torpedo. The lifting force of the float chamber 2 must be such as to ensure the surface position of the sprocket 14 installed in the root of the blade 3.

Звёздочка 14 находится в сцеплении с цепью 15, которая затем переходит в связанные с ней с цепью с обоих концов тросы 16. Тросы 16 соединяют оба конца цепи 15 с концами цепи 54, входящими в сцепление с сегментными звёздочками 45. Таким образом, образуется замкнутое соединение, передающее вращение на угол +60° от сегментных звёздочек 45 на соответствующие звёздочки 14 взаимно противоположных лопастей 3 и поворачивающих их соответственно на углы ±90°.The sprocket 14 is in engagement with the chain 15, which then goes into cables connected at both ends of the chain 16. The cables 16 connect both ends of the chain 15 to the ends of the chain 54 engaged with the segment sprockets 45. Thus, a closed connection is formed transmitting rotation by an angle of + 60 ° from segment sprockets 45 to corresponding sprockets 14 of mutually opposite blades 3 and turning them respectively by angles of ± 90 °.

Лопасть по фиг.3 имеет удлинённую в горизонтальном направлении форму. Лопасть 3 устанавливают рядом с поплавковой камерой 2 на горизонтальном кронштейне 2к, закреплённом над поплавковой камерой 2.The blade of FIG. 3 has a horizontal elongated shape. The blade 3 is installed next to the float chamber 2 on a horizontal bracket 2k, mounted above the float chamber 2.

Такая установка лопасти 3 обеспечивает максимальный отбор энергии морской волны в самом подвижном поверхностном слое его перемещения.This installation of the blade 3 provides the maximum selection of the energy of the sea wave in the most moving surface layer of its movement.

При необходимости одновременного использования энергии горизонтального перемещения волн и ветра на одном валу со звёздочкой 14 могут быть установлены две лопасти 3: для ветра - сверху и для волны - снизу.If it is necessary to simultaneously use the energy of horizontal movement of waves and wind, two blades 3 can be installed on the same shaft with sprocket 14: for the wind - from above and for the wave - from below.

Лопасть 3 и звездочка 14, установленные неподвижно на втулке 19, свободно вращаются на вертикальной стойке 18. Вертикальность стойки 18 лопасти 3 обеспечивается с помощью параллельных спаренных рычагов 5. Плоские шарниры 13, неподвижно установленные на определённом расстоянии на боковых поверхностях преобразователя движения 4 и поплавковой платформы (камеры) 2, при взаимодействии с параллельными и одинаковыми спаренными рычагами 5 обеспечивают свободное качание платформ 2 на волнах. При этом стойки 18 лопастей 3 сохраняют вертикальное положение по всей траектории их вращения вокруг центральной стойки независимо от высоты волны.The blade 3 and sprocket 14, mounted motionlessly on the sleeve 19, rotate freely on the vertical strut 18. The verticality of the strut 18 of the blade 3 is provided by parallel paired levers 5. Flat hinges 13, fixedly mounted at a certain distance on the side surfaces of the motion transducer 4 and the float platform (cameras) 2, when interacting with parallel and identical paired levers 5, provide free swinging of the platforms 2 on the waves. While the rack 18 of the blades 3 maintain a vertical position along the entire trajectory of their rotation around the Central rack, regardless of wave height.

На фиг.5 приведена конструкция ветрового наземного варианта вращающейся платформы 2. В этом варианте преобразователя нет необходимости в преобразователе движения 4. Платформы 2 выполнены в виде каркаса пирамидальной формы 21. Каркас создает минимальное сопротивление встречному потоку воздуха при своем вращении и обеспечивает устойчивое вертикальное положение лопасти 3, состоящей из двух половин. Каркас 21 установлен на двух колесах 22. На верхнем торце каркаса 21 на упорном подшипнике 23 установлено коромысло 24, с которым неподвижно связана средняя звездочка 25. Коромысло 24 с помощью средней звездочки 25 свободно поворачивается вокруг втулки 26. На этой втулке 26 неподвижно установлены нижняя 27 и верхняя 28 звездочки. Верхняя звездочка 28 с помощью цепи 29 взаимодействует с двумя звездочками 30, установленными на втулках двух половин лопасти 3 (см.фиг.5 и 6). При этом нижняя звездочка 27 через цепь 29 и трос взаимодействует с сегментными звездочками 45.Figure 5 shows the design of the ground-based wind version of the rotating platform 2. In this embodiment, the converter does not need a motion converter 4. The platforms 2 are made in the form of a pyramidal shape 21. The frame creates minimal resistance to the oncoming air flow during its rotation and ensures a stable vertical position of the blade 3, consisting of two halves. The frame 21 is mounted on two wheels 22. At the upper end of the frame 21 on the thrust bearing 23 there is a rocker 24 with which the middle sprocket 25 is fixedly connected. The beam 24 with the middle sprocket 25 rotates freely around the sleeve 26. The lower 27 is fixedly mounted on this sleeve 26 and the top 28 stars. The upper sprocket 28 using the chain 29 interacts with two sprockets 30 mounted on the bushings of the two halves of the blade 3 (see Fig. 5 and 6). In this case, the lower sprocket 27 through the chain 29 and the cable interacts with the segment sprockets 45.

Средняя звездочка 25 через цепь 29 взаимодействует со звездочкой 82, установленной неподвижно на стойке флюгера 67.The middle sprocket 25 through the chain 29 interacts with the sprocket 82, mounted motionless on the stand of the vane 67.

При изменении направления ветра меняется ориентация флюгера 67. Это приводит к вращению звездочки 82, установленной на втулке 81 флюгера 67. С помощью цепи 29 это вращение передается на средние звездочки 25, установленные на коромыслах 24 всех лопастей 3 преобразователя. Таким образом, осуществляется ориентация коромысел 24 лопастей 3 относительно направления ветра.When the wind direction changes, the orientation of the vane 67 changes. This leads to the rotation of the sprocket 82 mounted on the sleeve 81 of the vane 67. With the help of the chain 29, this rotation is transmitted to the middle sprockets 25 mounted on the rocker arms 24 of all of the converter blades 3. Thus, the orientation of the rocker arm 24 of the blades 3 relative to the direction of the wind.

Изменение ориентации левой и правой половин лопастей 3 относительно коромысла 24 осуществляется с помощью звездочек 30, установленных на втулках 26, и верхней звездочки 28. Кинематическая схема их соединения с помощью цепи 29 приведена на фиг. 13.The orientation of the left and right halves of the blades 3 relative to the rocker arm 24 is changed using sprockets 30 mounted on the bushings 26 and the upper sprocket 28. The kinematic diagram of their connection using the chain 29 is shown in FIG. thirteen.

Верхняя звездочка 28, закрепленная на одной втулке 26 с нижней звездочкой 27, дважды за период в точках а и б меняют свое угловое положение на угол ±90°. Такое изменение углового положения звездочек 27, 28 осуществляется с помощью цепной связи нижней звездочки 27 каждой пары противоположно расположенных лопастей 3 с соответствующей секцией сегментных звездочек 45.The upper sprocket 28, mounted on one sleeve 26 with the lower sprocket 27, twice during the period at points a and b change their angular position by an angle of ± 90 °. Such a change in the angular position of the sprockets 27, 28 is carried out using a chain connection of the lower sprocket 27 of each pair of oppositely located blades 3 with the corresponding section of the segmented sprockets 45.

Изменение углового положения сегментных звездочек 45 на угол 60° при их вращении вокруг неподвижной стойки 7 преобразуется во вращение нижней звездочки 27 на угол ±90°. Так как в целом за период цепь 29 не меняет свое положение относительно звездочек, ее можно в целях экономии заменить тросом. Тросы соединяют концы двух звеньев цепи 29, образуя замкнутую цепь согласно кинематической схеме на фиг.13.The change in the angular position of the segment sprockets 45 by an angle of 60 ° when they rotate around a stationary rack 7 is converted into rotation of the lower sprocket 27 by an angle of ± 90 °. Since in general for the period the chain 29 does not change its position relative to the sprockets, it can be replaced with a cable in order to save. Cables connect the ends of two links of the circuit 29, forming a closed circuit according to the kinematic diagram in Fig.13.

Второй вариант конструкции вращающейся платформы 2 на фиг.6. отличается от конструкции на фиг. 5 тем, что имеет автономный узел 4 изменения ориентации и фиксации положения двух половин лопасти 3.The second embodiment of the rotating platform 2 in Fig.6. different from the design in FIG. 5 in that it has an autonomous unit 4 of orientation change and fixing the position of the two halves of the blade 3.

Это достигается тем, что средняя звездочка, удерживающая ориентацию коромысла относительно направления флюгера (ветра), через двухшлицевую муфту сцепления 31 связана с фланцем 32. Фланец 32 установлен на соединительной втулке 33 с возможностью свободного перемещения по вертикали. Для этого в соединительной втулке 33 неподвижно установлен палец направляющий 34, который ходит по пазу вертикальному 35 во фланце 32. Вращение фланца 32 с помощью втулки 33 передается верхней звездочке 28. Для изменения ориентации двух половинок лопасти 3 используется вращение платформы 2 вокруг центрального колеса. На верхней торцевой плоскости каркаса 36 установлены упорный подшипник и коромысло, связанные со средней звездочкой. Эта звездочка, в свою очередь, через двухшлицевую муфту сцепления 31 (см. фиг.7) связана с фланцем 32. Фланец 32 с помощью пружины 37, которая работает на закрутку и на сжатие, связан с верхней торцевой плоскостью вращающегося каркаса 36.This is achieved by the fact that the middle sprocket, which keeps the rocker orientation relative to the direction of the wind vane (wind), is connected to the flange 32 through the two-slot clutch 31. The flange 32 is mounted on the connecting sleeve 33 with the possibility of free vertical movement. To do this, a guide rail 34 is fixedly mounted in the connecting sleeve 33, which runs along the vertical groove 35 in the flange 32. The rotation of the flange 32 is transmitted to the upper sprocket 28 using the sleeve 33. To change the orientation of the two halves of the blade 3, the rotation of the platform 2 around the central wheel is used. On the upper end plane of the frame 36, a thrust bearing and a beam connected to the middle sprocket are installed. This sprocket, in turn, is connected through a two-slot clutch 31 (see Fig. 7) to the flange 32. The flange 32 is connected to the upper end plane of the rotating frame 36 by means of a spring 37, which works to twist and compress.

Пружина 37 при вращении каркаса 36 закручивается на 180°. В точках а и б кулачковые выступы профильного торца кольца 38 наталкиваются на отжимные подшипники 39. С помощью креплений 40 подшипники 39 установлены на боковых стойках каркаса 36. При отжатии кольца 38 и фланца 32 вниз шлицы муфты сцепления 31 выходят из сцепления друг с другом. При этом фланец 32, а также связанная с ним верхняя звездочка 28 поворачиваются на 180° относительно неподвижного коромысла 24. При соотношении числа зубьев верхней звездочки Z₁ с числом зубьев Z₂ звездочек 30, установленных на втулках двух половинок лопастей 3, Z₁/Z₂=1/2. Последние меняют свою ориентацию на 90°. После изменения указанной ориентации фланец 32 снова входит в сцепление со средней звездочкой 25, что осуществляется с помощью муфты 31. Таким образом, фиксируется положение двух половинок лопастей 3 на всем протяжении активных и пассивных участков вращения платформ 2. На активном участке половинки лопастей 3 ориентированы перпендикулярно направлению ветра, а на пассивном - вдоль указанного направления.Spring 37 during rotation of the frame 36 is twisted through 180 °. At points a and b, the cam tabs of the profile end face of the ring 38 collide with the squeeze bearings 39. Using the fasteners 40, the bearings 39 are mounted on the side posts of the frame 36. When the ring 38 and the flange 32 are pressed down, the clutch splines 31 come out of engagement with each other. In this case, the flange 32, as well as the associated upper sprocket 28, rotate 180 ° relative to the fixed rocker 24. When the ratio of the number of teeth of the upper sprocket Z ₁ with the number of teeth Z _{2 of the} sprockets 30 mounted on the bushings of the two halves of the blades 3, Z ₁ / Z ₂ = 1/2. The latter change their orientation by 90 °. After changing this orientation, the flange 32 again engages with the middle sprocket 25, which is carried out using the coupling 31. Thus, the position of the two halves of the blades 3 is fixed throughout the active and passive sections of rotation of the platforms 2. In the active section, the halves of the blades 3 are oriented perpendicularly wind direction, and on the passive - along the specified direction.

На фиг.8 приведена конструкция узла 6 для изменения ориентации и фиксации положения лопастей 3.On Fig shows the design of the node 6 to change the orientation and fixation of the position of the blades 3.

На торце вертикальной стойки 7 неподвижно устанавливается второе упорное кольцо 51 и второй упорный подшипник 52. Над подшипником 52 сверху устанавливают фланец 42 с фиксатором углового положения (болт) 66. В зависимости от направления ветра или волны меняется угловое положение фланца 42, к которому крепится узел 6 для изменения ориентации и фиксации положения лопасти 3. Внешняя шестишлицевая полумуфта 44 крепится к фланцу 42. Одновременно при изменении углового положения фланца 42 меняется и фиксируется угловое положение кольца с профильным (кулачковым) торцом 48. Узел 6 для изменения ориентации лопастей 3 включает в себя конструктивные элементы 43-55. Элементы 56-61 относятся к фиксатору положения лопастей 3. Узел 6 изменения ориентации обеспечивает через каждую 1/6 периода вращения (60°) поворот лопастей 3 на угол ±90° при наличии у преобразователя шести лопастей 3. При четырёх лопастях 3 этот угол составляет 90°, а при восьми лопастях -45°. Соответственно меняется её число шлицов у полумуфт 43 и 44 и кулачков профильного торца 49.A second thrust ring 51 and a second thrust bearing 52 are fixedly mounted at the end of the vertical strut 7. A flange 42 with an angular position lock (bolt) 66 is mounted on top of the bearing 52 from above. The angular position of the flange 42 to which the assembly is mounted changes depending on the direction of the wind or wave. 6 to change the orientation and fixation of the position of the blade 3. The outer six-slot coupling half 44 is attached to the flange 42. At the same time, when changing the angular position of the flange 42, the angular position of the ring with the profile is changed and fixed check) end face 48. The node 6 for changing the orientation of the blades 3 includes structural elements 43-55. Elements 56-61 relate to the position lock of the blades 3. The node 6 changes the orientation through each 1/6 of the rotation period (60 °), the rotation of the blades 3 by an angle of ± 90 ° if the transducer has six blades 3. With four blades 3, this angle is 90 °, and with eight blades -45 °. Accordingly, its number of slots in the coupling halves 43 and 44 and the cams of the profile end face 49 changes.

Узел 6 изменения ориентации лопастей 3 является подвижным относительно фланца 42. При этом угловое положение фиксатора положения лопастей 3 не меняется. Узел 6 изменения ориентации положения лопастей 3 состоит из неподвижно соединённых друг с другом внутренней шлицевой полумуфты 43, взаимно сдвинутых на 60° сегментных звездочек 45, колец промежуточных 46 и кольца с отжимными подшипниками 47 (см. фиг.8).The node 6 changes the orientation of the blades 3 is movable relative to the flange 42. In this case, the angular position of the position lock of the blades 3 does not change. The node 6 changes the orientation of the position of the blades 3 consists of motionlessly connected to each other internal spline half coupling 43, mutually shifted by 60 ° segment sprockets 45, intermediate rings 46 and rings with squeezing bearings 47 (see Fig. 8).

Отжимные подшипники 47 перемещаются по профильному (кулачковому) торцу 49 кольца 48. Согнутые концы второй пружины 50 обеспечивают постоянный прижим подшипника 47 к профильному торцу 49 кольца 48.The squeeze bearings 47 move along the profile (cam) end 49 of the ring 48. The bent ends of the second spring 50 provide a constant pressure of the bearing 47 to the profile end 49 of the ring 48.

Взаимодействие подшипника 47 с кулачковыми выступами профильного торца 49 приводит к подъему внутренней шлицевой полумуфты 43 и выводит ее из сцепления с внешней полумуфтой 44. Заведенная до этого пружина 50 поворачивает на 60° по часовой стрелке сегментные звездочки 45. Только одна звездочка из шести сегментных звездочек 45 входит в сцепление с соответствующей цепью из шести и поворачивает одну из лопастей 3 (в т. a) на угол +90°, другую - (в т. б) на угол -90°.The interaction of the bearing 47 with the cam tabs of the profile end 49 leads to the rise of the internal spline coupling half 43 and disengages it from the external coupling half 44. The previously inserted spring 50 rotates the segment sprockets 45 ° clockwise 45. Only one sprocket of six segment sprockets 45 enters the clutch with the corresponding chain of six and rotates one of the blades 3 (incl. a) by an angle of + 90 °, the other - (incl. b) by an angle of -90 °.

После этого шлицы полумуфт 43 и 44 снова входят в сцепление друг с другом. Так как верхний конец пружины 50 входит в отверстие внутренней шлицевой полумуфты 43, начинается закрутка пружины 50 на 60°. Накопление энергии закрутки пружины 50 меняет через 1/6 периода вращения платформ 2 ориентацию следующей пары лопастей 3, оказавшихся в это время в точках а и б траектории их движения вокруг вертикальной стойки (см. фиг.1).After this, the splines of the coupling halves 43 and 44 again engage with each other. Since the upper end of the spring 50 enters the bore of the inner spline coupling half 43, the spring 50 begins to spin by 60 °. The accumulation of the twist energy of the spring 50 changes after 1/6 of the period of rotation of the platforms 2 the orientation of the next pair of blades 3, which at that time were at points a and b of the trajectory of their movement around the vertical strut (see figure 1).

В следующие полпериода с лопастями 3 взаимодействуют последовательно нижние сегментные звездочки 45 каждой из трех пар. При этом угол поворота лопастей 3 в каждой паре меняется на противоположный. Таким образом, каждая из лопастей 3 меняет свое положение на угол ±90° в точках а и б. В точке а лопасть 3 установится перпендикулярно направлению ветра (или волны), а в точке б - становится вдоль указанного направления.In the next half period, the lower segment sprockets 45 of each of the three pairs interact sequentially with the blades 3. In this case, the rotation angle of the blades 3 in each pair is reversed. Thus, each of the blades 3 changes its position by an angle of ± 90 ° at points a and b. At point a, blade 3 is established perpendicular to the direction of the wind (or wave), and at point b it becomes along the indicated direction.

Угловое положение шестишлицевых полумуфт 44 жестко связано с угловым положением профильного торца 49 кольца 48.The angular position of the six-slot coupling halves 44 is rigidly connected with the angular position of the profile end face 49 of the ring 48.

При изменении направления ветра или волн необходимо менять угловое положение фланца 42 и кольца 48 с профильным (кулачковым) торцом 49 и фиксировать угловое положение болтом 66.When changing the direction of the wind or waves, it is necessary to change the angular position of the flange 42 and the ring 48 with the profile (cam) end 49 and fix the angular position with a bolt 66.

Кольцо установочное 41 имеет отверстие для утопления нижнего конца пружины 50. Концентричная выточка в установленном кольце препятствует радиальным перемещениям вращающих элементов узла 6 для изменения ориентации лопастей 3.The installation ring 41 has an opening for drowning the lower end of the spring 50. A concentric recess in the installed ring prevents radial movements of the rotating elements of the assembly 6 to change the orientation of the blades 3.

Фиксатор положения лопастей 3 содержит три одинаковые выдвигающиеся подпружиненные секции. Каждая секция при этом включает в себя скобу с двумя зубцами 55, пружину 56, прокладки 57, упорную планку 58 и две боковые направляющие 59.The blade position lock 3 comprises three identical retractable spring-loaded sections. Each section in this case includes a bracket with two teeth 55, a spring 56, gaskets 57, a stop bar 58 and two side guides 59.

Каждая секция охватывает пару цепей 54 и фиксирует их положение в период между циклами их сцепления с сегментными звездочками 45.Each section covers a pair of chains 54 and fixes their position between the cycles of their engagement with the segment sprockets 45.

Зубья во всех скобах 55 находятся на одной вертикали и по очереди взаимодействуют с соответствующими сегментными звездочками 45. Расклинивание зубца 55 узла 6 фиксации положения лопастей 3 происходит, когда соответствующая сегментная звездочка 45 (одна из двух) подходит к верхнему или нижнему зубцу 55 и выталкивает зубец из цепи 54. При этом обе цепи 54 освобождаются, и происходит смещение связанных между собой цепей 54 в ту и другую стороны, в зависимости от того, какая из сегментных звездочек 45 (верхняя или нижняя) взаимодействует с цепью.The teeth in all the brackets 55 are on the same vertical and in turn interact with the corresponding segmented sprockets 45. The wedging of the tooth 55 of the blade position fixing unit 6 occurs when the corresponding segment sprocket 45 (one of two) approaches the upper or lower tooth 55 and pushes the tooth from the chain 54. In this case, both chains 54 are released, and the chains 54 connected to each other are displaced to one side or the other, depending on which of the segment sprockets 45 (upper or lower) interacts with the chain.

Зубцы 55 в скобах в каждой секции соединены друг с другом на определенном расстоянии между ними. Это расстояние зависит от расстояния между двумя цепями 54 и определяется толщиной прокладки 57. Пружина 56 устанавливается между упорной планкой 58 и прокладкой 57. Она обеспечивает необходимое усилие для заклинивания зубца 55 в цепь 54 и для его расклинивания при подходе соответствующей сегментной звездочки 45.The teeth 55 in brackets in each section are connected to each other at a certain distance between them. This distance depends on the distance between the two chains 54 and is determined by the thickness of the gasket 57. The spring 56 is installed between the retaining plate 58 and the gasket 57. It provides the necessary force to jam the tooth 55 into the chain 54 and to wedge it when the corresponding segment sprocket 45 approaches.

Все три секции фиксатора положения 6 соединены неподвижно с фланцем 42, угловое положение которого задается и фиксируется болтом 66. При этом угловое положение фланца 32 относительно установочного кольца 41 может меняться автоматически в зависимости от направления и скорости ветра.All three sections of the position lock 6 are fixedly connected to the flange 42, the angular position of which is set and fixed by the bolt 66. In this case, the angular position of the flange 32 relative to the mounting ring 41 can automatically change depending on the direction and speed of the wind.

Для предотвращения угловых смещений узла 6 фиксации положения лопастей 3 относительно внутренней шлицевой полумуфты 43 его устанавливают на двух параллельных направляющих стержнях 60. Стержни 60, в свою очередь, неподвижно устанавливают на кольце 46 с отжимными подшипниками 47.To prevent angular displacements of the node 6 for fixing the position of the blades 3 relative to the internal spline coupling half 43, it is mounted on two parallel guide rods 60. The rods 60, in turn, are fixedly mounted on the ring 46 with squeeze bearings 47.

Преобразователь энергии ветра и волн может работать без преобразователя движения 4, что существенно упрощает конструкцию преобразователя. При этом используется энергия только текущей среды - ветра или воды.The transducer of wind and wave energy can operate without a motion transducer 4, which greatly simplifies the design of the transducer. In this case, only the energy of the current medium is used - wind or water.

Преобразователь движения используется, когда необходимо преобразовать энергию подъема и опускания поплавковой платформы 2 (камеры) на волнах.A motion converter is used when it is necessary to convert the energy of raising and lowering the float platform 2 (camera) on the waves.

Следует отметить, что преобразователи движения на фиг. 17 и на фиг.18 могут быть использованы автономно без устройства 6 для изменения ориентации и фиксации положения лопастей 3 и без лопастей 3, с одним или несколькими поплавковыми камерами 2 (без лопастей 3) в качестве самостоятельного волнового двигателя.It should be noted that the motion converters in FIG. 17 and FIG. 18 can be used autonomously without a device 6 for changing the orientation and fixing the position of the blades 3 and without blades 3, with one or more float chambers 2 (without blades 3) as an independent wave engine.

На фиг. 8 приводится конструкция преобразователя энергии ветра и волн без преобразователя движения 4.In FIG. Figure 8 shows the design of a converter of wind and wave energy without a motion converter 4.

В этом случае на вертикальной стойке 7 с помощью упорного кольца 8 и упорного подшипника 9 устанавливается вращающееся установочное кольцо 41, которое соединяется с помощью плоских шарниров 13 и рычагов с вращающимися на колесах (или плавающими) платформами 2, на которых установлены лопасти 3 и связанные с ними звездочки 14. Кольцо 41 соединено неподвижно с соосным выходным валом 61 и ведущей шестерней 62 преобразователя.In this case, a rotary mounting ring 41 is mounted on a vertical strut 7 using a thrust ring 8 and a thrust bearing 9, which is connected using flat hinges 13 and levers with rotating on wheels (or floating) platforms 2 on which the blades 3 are mounted and connected with asterisks 14. The ring 41 is fixedly connected to the coaxial output shaft 61 and the drive gear 62 of the converter.

Ведущая шестерня 62 передает вращение на ведомую шестерню 63, установленную на валу редуктора электрогенератора (насоса). Электрогенератор 12 установлен на подставке 65, закрепленной неподвижно на стойке 7.The pinion gear 62 transmits rotation to the pinion gear 63 mounted on the shaft of the gearbox of the generator (pump). The generator 12 is mounted on a stand 65, mounted stationary on the rack 7.

При использовании преобразователя движения (ПД) роль установочного кольца 41 играет корпус 84 преобразователя движения 4.When using a motion converter (PD), the role of the mounting ring 41 is played by the housing 84 of the motion converter 4.

Для автоматической регулировки скорости вращения выходного вала 61 преобразователя необходимо с опережением или с задержкой относительно направления ветра (а-б) менять ориентацию лопастей 3. При этом угол смещения может меняться в пределах от 0 до 45° в зависимости от скорости ветра или волн. При ураганных скоростях (более 40 м/с) при угле смещения 45° происходит самоторможение преобразователя, т.к. положительный и отрицательный моменты вращения, создаваемые лопастями 3 на активном и пассивном участках траектории их вращения, компенсируют друг друга.To automatically adjust the rotation speed of the output shaft 61 of the transducer, it is necessary to change the orientation of the blades 3 ahead of or with a delay relative to the wind direction (a-b). In this case, the offset angle can vary from 0 to 45 ° depending on the wind speed or waves. At hurricane speeds (more than 40 m / s) at an offset angle of 45 °, the converter self-brakes, because positive and negative moments of rotation created by the blades 3 on the active and passive sections of the trajectory of their rotation, cancel each other out.

Для решения данной задачи используются флюгер формы усеченного конуса (см.фиг.11), взаимодействующий с фланцем 42. В зависимости от скорости ветра угловое положение фланца 42 должно регулироваться в пределах от 0 до 30°.To solve this problem, a weather vane of the shape of a truncated cone is used (see Fig. 11), which interacts with flange 42. Depending on the wind speed, the angular position of flange 42 should be adjustable from 0 to 30 °.

Это угловое смещение в 30° с помощью цепной передачи преобразуется в угол 45°, на который смещается фаза переключения ориентации лопастей 3. Для этого отношение числа зубьев сегментных звездочек Z₁ к числу зубьев нижних звездочек 27 Z₂ должно быть равно Z₁-2, Z₂-3.This angular displacement of 30 ° using a chain drive is converted into an angle of 45 °, which shifts the phase of switching the orientation of the blades 3. For this, the ratio of the number of teeth of the segment sprockets Z ₁ to the number of teeth of the lower sprockets 27 Z ₂ should be equal to Z ₁ -2, Z ₂ -3.

Флюгер конической формы 67 на фиг. 11 содержит цилиндрическую втулку 68 и радиальные стойки 69. При этом втулка 68 свободно перемещается в продольном направлении по горизонтальному трубчатому рычагу 70. Одним концом рычаг 70 неподвижно под углом 90° соединен с втулкой 81 флюгера 67, другим концом трос 73 связан с флюгером 67.Vane cone shape 67 in FIG. 11 contains a cylindrical sleeve 68 and radial struts 69. In this case, the sleeve 68 moves freely in the longitudinal direction along the horizontal tubular lever 70. At one end, the lever 70 is fixedly connected at 90 ° to the sleeve 81 of the weather vane 67, the other end of the cable 73 is connected to the weather vane 67.

Натянутый по оси трубчатого рычага 70 трос 73 перемещает флюгер 67 до упора 74.The cable 73 stretched along the axis of the tubular arm 70 moves the weather vane 67 to the stop 74.

Трос 73 с помощью двух блочков 75, установленных на концах рычагов 76, неподвижно связанных со стойкой 81 флюгера 67, передает перемещение флюгера 67 на рычаг 78. Рычаг 78 неподвижно соединен с фланцем 42 и с помощью пружины 79, другой конец которой связан с втулкой флюгера 81, фиксирует начальное положение фланца 42.The cable 73 with the help of two blocks 75 mounted on the ends of the levers 76, fixedly connected with the stand 81 of the vane 67, transfers the movement of the weather vane 67 to the lever 78. The lever 78 is fixedly connected to the flange 42 and by means of a spring 79, the other end of which is connected with the sleeve of the vane 81, fixes the initial position of the flange 42.

Сила натяжения пружины 79 должна обеспечить необходимое усилие прижатия флюгера 67 к упору 74.The tension force of the spring 79 should provide the necessary force to press the vane 67 to the stop 74.

Подбирая параметры пружины, а также флюгера - площадь боковой поверхности, диаметры верхнего и нижнего торцовых сечений, возможно настроить преобразователь так, чтобы скорость вращения выходного вала не менялась при изменении скорости ветра в широком диапазоне скорости ветра от 5 до 40 м/с.Selecting the parameters of the spring, as well as the weather vane - the area of the side surface, the diameters of the upper and lower end sections, it is possible to adjust the converter so that the rotation speed of the output shaft does not change when the wind speed changes over a wide range of wind speeds from 5 to 40 m / s.

Поворот фланца 42 на угол от 0 до 30° приводит к изменению углового положения узла 6 для изменения ориентации и фиксации положения лопасти 3 (см.фиг.8).The rotation of the flange 42 by an angle from 0 to 30 ° leads to a change in the angular position of the node 6 to change the orientation and fix the position of the blade 3 (see figure 8).

На фиг. 11 на втулке флюгера дополнительно установлена неподвижно звездочка 82. Эта звездочка 82 с помощью цепи 29 соединяется со всеми средними звездочками 25, ориентирующими коромысла 24 лопастей 3, состоящих из двух половинок. Звездочки 82 и 25 имеют одинаковое число зубьев. Таким образом, флюгер 67, установленный в центре преобразователя, меняет ориентацию коромысел 24 всех лопастей 3.In FIG. 11, an asterisk 82 is additionally fixed on the weather vane bush. This sprocket 82 is connected to all the middle sprockets 25 by orientating the chain 29, orienting the rocker arms 24 of the blades 3, consisting of two halves. Sprockets 82 and 25 have the same number of teeth. Thus, the weather vane 67 mounted in the center of the transducer changes the orientation of the rocker arm 24 of all blades 3.

Для изменения ориентации двух половинок лопастей 3 относительно коромысла 24 используется цепная связь между сегментными звездочками 45 и нижними звездочками 27. Отношение зубьев этих звездочек Z₁/Z₂, равное 2/3, обеспечивает поворот левой и правой половинок лопастей 3 во взаимно противоположных направлениях на угол ±90°. Верхние звездочки 28, в свою очередь, цепью связаны со звездочками 30, установленными на втулках 19 двух половин каждой лопасти 3. Звездочки 28 и 30 также имеют одинаковый диаметр и число зубьев.To change the orientation of the two halves of the blades 3 relative to the rocker arm 24, a chain connection between the segmented sprockets 45 and the lower sprockets 27 is used. The ratio of the teeth of these sprockets Z ₁ / Z ₂ equal to 2/3 provides rotation of the left and right halves of the blades 3 in mutually opposite directions on angle ± 90 °. The upper sprockets 28, in turn, are connected by a chain with sprockets 30 mounted on the bushings 19 of the two halves of each blade 3. The sprockets 28 and 30 also have the same diameter and number of teeth.

Преобразователь движения 4 функционирует следующим образом. The motion sensor 4 operates as follows.

На стойке 7 неподвижно установлено упорное кольцо 8, а на нем - упорный подшипник 9. Над упорным подшипником 9 установлен корпус 84 преобразователя движения 4 цилиндрической формы.A thrust ring 8 is fixedly mounted on the stand 7, and a thrust bearing 9 is mounted on it. Above the thrust bearing 9 is a housing 84 of a motion transducer 4 of cylindrical shape.

Если преобразователь движения 4 используется как автономный волновой двигатель, то его корпус 84 устанавливается на упорном кольце 8 неподвижно без упорного подшипника 9.If the motion transducer 4 is used as an autonomous wave engine, then its casing 84 is mounted on the thrust ring 8 motionless without thrust bearing 9.

На стойке 7 установлен выходной вал 83 преобразователя энергии 4 с возможностью свободного вращения. На верхнем конце его неподвижно закреплена ведущая шестерня 98. На валу 83 с помощью обгонных муфт 87 установлены верхняя 88 и нижняя 89 центральные конические шестерни. В сцепление с центральной верхней шестерней входят шесть верхних шестерен-сателлитов 90. Аналогично, в сцепление с центральной нижней шестерней 89 входят шесть нижних конических шестерен-сателлитов 90.On the rack 7 is installed the output shaft 83 of the energy Converter 4 with the possibility of free rotation. At the upper end of it, the pinion gear 98 is fixedly fixed. On the shaft 83 with the help of overrunning clutches 87, the upper 88 and lower 89 central bevel gears are installed. The clutch with the central upper gear includes six upper gears-satellites 90. Similarly, the clutch with the central lower gear 89 includes six lower bevel gears-satellites 90.

Шестерни-сателлиты 90 установлены симметрично через равные промежутки (60°). При этом верхние и нижние шестерни-сателлиты 90 установлены одна под другой по одной вертикали. На осях вращения шестерен-сателлитов 90 установлены соответствующие храповые колёса 91. Храповые колеса 91 связаны с шестернями-сателлитами 90 через обгонные муфты 92 типа I [4], передающие вращение только в одном направлении [3]. На оси вращения шестерни-сателлита 90 установлена втулка 95, с которой жестко связаны рычаг храпового колеса 94 и наконечник 97 одного из спаренных рычагов 5. На конце рычага 94 установлена подпружиненная собачка 93, с помощью которой приводится во вращение храповое колесо 91. Вращение храпового колеса 91 передается через обгонную муфту 92 на шестерню-сателлит 90 и далее на соответствующую центральную коническую шестерню 88 или 89.The pinion gears 90 are mounted symmetrically at regular intervals (60 °). In this case, the upper and lower gears-satellites 90 are mounted one below the other one vertically. The corresponding ratchet wheels 91 are mounted on the rotation axes of the satellite gears 90. The ratchet wheels 91 are connected to the satellite gears 90 through overrunning clutches 92 of type I [4], which transmit rotation in only one direction [3]. A sleeve 95 is installed on the axis of rotation of the pinion gear 90, with which the ratchet wheel lever 94 and the tip 97 of one of the twin levers 5 are rigidly connected. A spring-loaded dog 93 is installed at the end of the lever 94 to rotate the ratchet wheel 91. The ratchet wheel rotates 91 is transmitted via a freewheel clutch 92 to the satellite gear 90 and then to the corresponding central bevel gear 88 or 89.

Вращение от центральных шестерен 88, 89 через соответствующие обгонные муфты 87 передается выходному валу преобразователя 83 и установленной на нем ведущей шестерне 98.The rotation from the central gears 88, 89 through the corresponding overrunning clutch 87 is transmitted to the output shaft of the inverter 83 and the drive gear 98 mounted thereon.

Эта шестерня 98 приводит во вращение ведомую шестерню 11, установленную на валу редуктора электрогенератора 99.This gear 98 drives the driven gear 11 mounted on the gear shaft of the generator 99.

По фиг. 18 преобразователь движения приводит во вращение выходной вал как при подъеме поплавковой камеры 2, так и при его опускании. Для этого необходимо, чтобы суммарный вес поплавковой платформы 2 с лопастью был равен половине веса морской воды, вытесненной погруженной в воду частью поплавковой камеры 2.In FIG. 18, the motion transducer drives the output shaft both during the raising of the float chamber 2 and during its lowering. For this, it is necessary that the total weight of the float platform 2 with the blade be equal to half the weight of seawater displaced by the part of the float chamber 2 immersed in water.

В этом случае моменты вращения, создаваемые рычагом 5 при его подъеме и опускании, будут равны друг другу. На одной оси установлены два храповых колеса 91 и 103, которые работают по очереди. Так, при подъеме рычага 5 собачка 104 приводит к повороту колеса 103 и связанной с ним цилиндрической шестерни 101, и находящейся с ним в сцеплении шестерни 102. Затем вращение передается через обгонную муфту 92 типа 1 [4] конической шестерне-сателлиту 90. Эта шестерня 90 находится в сцеплении с центральной шестерней 88, установленной с помощью обгонной муфты 87. Обгонные муфты 87 и 92 позволяют беспрепятственно передавать вращение от всех шести шестерней-сателлитов 90 на выходной вал преобразователя 83, автоматически отключая те звенья, которые создают отрицательные моменты и препятствуют его вращению.In this case, the moments of rotation created by the lever 5 when it is raised and lowered will be equal to each other. Two ratchet wheels 91 and 103 are installed on one axis, which operate in turn. So, when lifting the lever 5, the dog 104 leads to the rotation of the wheel 103 and the associated spur gear 101, and the gear 102 that is in engagement with it. Then, the rotation is transmitted through the freewheel clutch 92 of the type 1 [4] bevel gear-satellite 90. This gear 90 is in engagement with the central gear 88 mounted by means of overrunning clutch 87. The overrunning clutches 87 and 92 allow unobstructed transmission of rotation from all six gears-satellites 90 to the output shaft of converter 83, automatically disconnecting those links that create negative moments and impede its rotation.

Аналогично работают нижние шестерни-сателлиты 90, которые через обгонные муфты 92 связаны со вторыми храповыми колесами 103 и передают вращение нижней центральной конической шестерне 89. Эта шестерня установлена на выходном валу также с помощью обгонной муфты 87.The lower gears-satellites 90 work in a similar way, which are connected via the overrunning clutches 92 to the second ratchet wheels 103 and transmit the rotation of the lower central bevel gear 89. This gear is also mounted on the output shaft using the overrunning clutch 87.

По фиг. 19 конструкция преобразователя энергии преобразует энергию ветра, приводящую к вращению поплавковые камеры 2, а также энергию волн, приводящую к поперечным колебаниям указанных камер, в электрическую энергию. Электрогенератор с редуктором 108 установлен на неподвижном диске 109, закрепленном на верхнем торце вертикальной стойки. Вращение выходного вала через ведущую 106 и ведомую 107 шестерни передается на вал редуктора электрогенератора 108. В зависимости от скорости ветра и волн устанавливается необходимое угловое положение узла 6 изменения ориентации и фиксации положения лопастей 3, которое фиксируется с помощью фиксатора углового положения 110.In FIG. 19, the design of the energy converter converts wind energy leading to rotation of the float chambers 2, as well as wave energy, leading to transverse vibrations of these chambers, into electrical energy. An electric generator with a reducer 108 is mounted on a fixed disk 109 mounted on the upper end of the upright. The rotation of the output shaft through the drive gear 106 and the driven gear 107 is transmitted to the gearbox of the electric generator 108. Depending on the speed of the wind and the waves, the necessary angular position of the orientation change unit 6 and the position of the blades 3 is fixed, which is fixed using the angular position lock 110.

На выходе преобразователя может быть установлен также винтовой насос. В этом случае нет необходимости в синхронизации скорости вращения выходного вала преобразователя.A screw pump can also be installed at the inverter output. In this case, there is no need to synchronize the speed of rotation of the output shaft of the converter.

Преобразователь может быть использован в качестве двигателя ходового винта для лодок, которые могут плавать по морям без расхода топлива.The converter can be used as a spindle motor for boats that can sail across the seas without fuel consumption.

Источники информацииSources of information

1. RU, №2125182 С1, кл. F 03 D 5/04, 20.01.1999.1. RU, No. 2125182 C1, cl. F 03 D 5/04, 01/20/1999.

2. RU, №2153599 С1, F 03 D 7/06, 27.07.2000.2. RU, No. 2153599 C1, F 03 D 7/06, 07.27.2000.

3. SU, №1275114 А1, кл. F 03 D 5/00, 07.12.1986.3. SU, No. 1275114 A1, cl. F 03 D 5/00, 12/07/1986.

4. Анурьев В.И. Справочник конструктора машиностроителя. Том 2, М.: Машиностроение, 1980, стр.209-215.4. Anuryev V.I. Reference designer mechanical engineer. Volume 2, Moscow: Engineering, 1980, pp. 209-215.

Claims

1. A converter of wind and wave energy, containing rotating platforms interconnected via levers, on each of which a blade (sail) is installed, characterized in that it also contains an additional interconnected motion converter and a unit for changing the orientation and fixing the position of the blade, installed in the center and interacting with all blades and weather vane, also installed in the center of the transducer.

2. The Converter of wind energy and waves according to claim 1, characterized in that the node changes the orientation and fixation of the position of the blade contains a flange mounted on the sleeve of the blade with the ability to rotate 30 ° and connected motionlessly with an external splined coupling half and a position lock of the chains interacting respectively with an internal spline coupling half and 60 ° mutually shifted relative to each other and connected by motionless segmented sprockets, while an internal spline coupling half, mounted vertically with room, with the help of a spring connected to the mounting ring and interacts through the ring with a profile end with squeezing bearings.

3. The Converter of wind energy and waves according to claim 1 or 2, characterized in that it contains a connected horizontal blade mounted on a horizontal bracket mounted above the float chamber, and an asterisk, and a pair of segmented stars through a chain and cable are connected with asterisks installed in corresponding mutually opposite horizontal blades.

4. The converter of wind and wave energy according to claim 1, characterized in that the motion converter comprises a housing rotating on a stationary rack and an output shaft on which kinematically connected upper and lower overrunning clutches and central bevel gears are installed in two tiers, each of which is included in engagement with the gears-satellites placed along the perimeter of the side surface of the housing at regular intervals one above the other vertically, while the gears-satellites through the corresponding overrunning clutches are connected with ratchet and wheels, the rotation levers of which through the bushings are fixedly connected to the tips of the corresponding paired levers, in addition, the output shaft is connected via bevel gears to an electric generator (pump) mounted on the end of the fixed rack.

5. The converter of wind and wave energy according to claim 4, characterized in that the second ratchet wheels are installed on the axis of rotation of the lower satellite wheels, which also interact with the levers of the first ratchet wheels and through the upper and lower cylindrical gears with the corresponding upper overrunning clutches and gears satellites.

6. The converter of wind and wave energy according to claim 1, characterized in that the rotating platforms are made in the form of a pyramidal frame, on each of which a rod and a fixed upper sprocket connected with it are mounted with the possibility of free rotation on a vertical rack, in addition, they they contain the lower and upper sprockets rigidly mounted on one sleeve, while the upper sprockets are connected through the chain to the sprockets mounted on the bushings of the two halves of the blades, the middle sprockets are connected through the chain to the sprocket, lennoy further wind vane on the hub, and the lower sprockets and a chain through the cable - with the corresponding segment asterisks.

7. The converter of wind and wave energy according to claim 6, characterized in that each rotating platform additionally contains kinematically coupled two-slot coupling, a flange and a ring with a profile (two-jaw) end that interacts with two bearings mounted on the platform frame, the upper end plane of which through a newly introduced spring it interacts with a flange mounted on one sleeve with an upper sprocket, with the possibility of vertical displacement and engagement through a two-slot clutch with an average sprocket, associated with a weather vane and two half blades.

8. The converter of wind and wave energy according to claim 1, characterized in that the rotating platforms are made in the form of hermetic streamlined chambers on which flat blades and fixed sprockets connected with them are mounted, with the possibility of free rotation around vertical uprights, while asterisks through chains and cables are kinematically connected with the corresponding segment sprockets.