RU2409763C2 - Energy convertor (versions) - Google Patents

Energy convertor (versions) Download PDF

Info

Publication number
RU2409763C2
RU2409763C2 RU2009100906/06A RU2009100906A RU2409763C2 RU 2409763 C2 RU2409763 C2 RU 2409763C2 RU 2009100906/06 A RU2009100906/06 A RU 2009100906/06A RU 2009100906 A RU2009100906 A RU 2009100906A RU 2409763 C2 RU2409763 C2 RU 2409763C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rod
shaft
blades
tips
platform
Prior art date
Application number
RU2009100906/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009100906A (en
Inventor
Абдулла Сиражутдинович Алиев (RU)
Абдулла Сиражутдинович АЛИЕВ
Рахметуллах Абдулаевич Алиев (RU)
Рахметуллах Абдулаевич Алиев
Original Assignee
Абдулла Сиражутдинович АЛИЕВ
Рахметуллах Абдулаевич Алиев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Абдулла Сиражутдинович АЛИЕВ, Рахметуллах Абдулаевич Алиев filed Critical Абдулла Сиражутдинович АЛИЕВ
Priority to RU2009100906/06A priority Critical patent/RU2409763C2/en
Publication of RU2009100906A publication Critical patent/RU2009100906A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2409763C2 publication Critical patent/RU2409763C2/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy

Landscapes

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

Abstract

FIELD: power industry.
SUBSTANCE: as per one version, energy converter includes kinematically connected post, platform, vane, flat blades and shaft which interacts with multiplier and electric generator, as well as the first and the second interacting points of orientation change and fixture of position of blades, rod with rings installed on both sides with possibility of rotation and hinged to root tips of the first and the second piston-rod connected by means of peripheral tips to the first and the second radial levers connected to the first and the second free-wheel clutches installed on the shaft. Rod is installed on platform with possibility of oscillation through 90° and free rotation around its own axis; on its ends there rigidly installed are mutually perpendicular flat blades. Engagement of clutches with radial levers and interaction of the first and the second points of orientation change and fixture of position of blades with the appropriate stops is performed in turn. As per the other version, energy converter includes shaft, multiplier, hydraulic pump, hydraulic motor and electric generator, as well as horizontal platform and mutually interacting pontoon, power lever, the first and the second piston-rods the root tips of which are connected to power lever, and radial levers the tips of which are hinged to upper tips of the appropriate piston-rods. At that, radial levers are rigidly connected to shells of the first and the second free-wheel clutches the hubs of which are rigidly installed on the shaft; at that, power lever is installed with possibility of free oscillation in vertical plane and interacts with free-wheel clutches in turn.
EFFECT: inventions allow converting energy of wind, river and waves to electric or mechanical energy at simple and reliable design.
3 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к области возобновляющихся источников энергии, а именно к использованию потенциальной энергии ветра, текучей реки, волн и преобразованию ее в другие виды, преимущественно в электрическую и механическую энергию.The invention relates to the field of renewable energy sources, namely, the use of potential wind energy, a flowing river, waves and its transformation into other types, mainly into electrical and mechanical energy.

Разработка альтернативных источников электрической энергии является актуальной и востребованной.The development of alternative sources of electrical energy is relevant and in demand.

Первый вариант преобразователя энергии может быть использован в качестве ветроэнергетической установки или для преобразования энергии реки и волн в электрическую энергию.The first version of the energy converter can be used as a wind power installation or for converting river and wave energy into electrical energy.

Известен преобразователь энергии ветра и волн (Алиева А.С, Алиева Б.З. «Преобразователь энергии ветра и волн», патент РФ №2254494 от 10.09.2003 г. F03D 5/04), который содержит связанные с помощью рычагов вращающиеся платформы. На каждой платформе установлена лопасть. Преобразователь энергии содержит также кинематически связанные преобразователь движения и узел изменения ориентации и фиксации положения лопасти, взаимодействующий с флюгером.The known converter of wind and wave energy (Aliev A.S., Aliev B.Z. "Wind and wave energy converter", RF patent No. 2254494 from 09/10/2003 F03D 5/04), which contains rotating platforms connected with levers. On each platform a blade is installed. The energy transducer also contains kinematically coupled motion transducer and a node for changing the orientation and fixing the position of the blade, interacting with a wind vane.

Преобразователь движения через мультипликатор подключен к электрогенератору.The motion converter through the multiplier is connected to an electric generator.

К недостаткам известного преобразователя энергии можно отнести сложность конструкции и невозможность его применения на суше.The disadvantages of the known energy Converter include the complexity of the design and the impossibility of its use on land.

Известен также преобразователь энергии волн (Алиев А.С., Алиев Р.А. «Преобразователь энергии волн», патент РФ №2300663 от 22.11.2005 г., F03B 13/12), который может быть указан в качестве ближайшего аналога изобретения (прототипа).Also known is a wave energy converter (Aliev A.S., Aliev R.A. “Wave energy converter”, RF patent No. 2300663 dated November 22, 2005, F03B 13/12), which can be indicated as the closest analogue of the invention ( prototype).

Прототип содержит кинематически связанные стойку, поплавковые камеры, раму, вал, мультипликатор и генератор. Кроме того, преобразователь дополнительно содержит взаимодействующие друг с другом второй вал, первую и вторую шестерни и не менее двух преобразователей движения.The prototype contains a kinematically connected rack, float chambers, a frame, a shaft, a multiplier and a generator. In addition, the converter further comprises a second shaft interacting with each other, first and second gears and at least two motion converters.

При этом каждый преобразователь движения содержит вертикальный шток, установленный с возможностью вертикальных колебаний, на верхнем конце которого установлен первый блок, а на нижнем - третья звезда, взаимодействующая с первым и вторым поплавками камерами.In addition, each motion transducer contains a vertical rod installed with the possibility of vertical vibrations, at the upper end of which the first block is mounted, and at the lower end - a third star interacting with the first and second floats by cameras.

В качестве недостатка прототипа можно указать конструктивную сложность преобразователя движения и невозможность его применения на суше для преобразования потенциальной энергии транспортных средств.As a disadvantage of the prototype, you can specify the structural complexity of the motion Converter and the impossibility of its use on land to convert the potential energy of vehicles.

Техническая задача заключается в упрощении конструкции преобразователя энергии и в создании преобразователя энергии ветра, текучей реки и волн в электрическую или механическую энергию.The technical problem is to simplify the design of the energy Converter and to create a converter of wind energy, a flowing river and waves into electrical or mechanical energy.

Данная техническая задача решается путем создания принципиально новой конструкции преобразователя энергии, который содержит кинематически связанные стойку, платформу, флюгер, плоские лопасти и вал, взаимодействующий с мультипликатором и электрогенератором, а также взаимодействующие друг с другом первый и второй узлы изменения ориентации и фиксации положения лопастей, штангу с установленными с двух сторон с возможностью вращения кольцами, шарнирно соединенными с корневыми наконечниками первого и второго шатунов, связанных периферийными наконечниками с первым и вторым радиальными рычагами, связанными соответственно с первой и второй обгонными муфтами, установленными на валу. Штанга установлена на платформе с возможностью колебания на 90° и свободного вращения вокруг собственной оси, причем на концах штанги неподвижно установлены первая и вторая плоские лопасти, плоскости которых взаимно перпендикулярны. Сцепление муфт с радиальными рычагами и взаимодействие первого и второго узлов изменения ориентации и фиксации положения лопастей с соответствующими упорами происходит по очереди.This technical problem is solved by creating a fundamentally new design of the energy converter, which contains a kinematically connected rack, platform, weather vane, flat blades and a shaft interacting with a multiplier and an electric generator, as well as the first and second nodes for changing the orientation and fixing the position of the blades interacting with each other, a rod with rings mounted on both sides for rotation, pivotally connected to the root tips of the first and second connecting rods, connected peripherals lugs with the first and second radial levers connected respectively with the first and second overrunning clutches mounted on the shaft. The rod is mounted on the platform with the possibility of oscillation by 90 ° and free rotation around its own axis, and at the ends of the rod the first and second flat blades are fixed, the planes of which are mutually perpendicular. Coupling clutches with radial levers and the interaction of the first and second nodes change orientation and fixing the position of the blades with the corresponding stops occurs in turn.

При этом первый и второй узлы изменения ориентации и фиксации положения лопастей установлены симметрично от оси колебания штанги и каждый из них содержит взаимодействующее друг с другом кольцо фиксатора, пружину закрутки, третью обгонную муфту и подпружиненный z-образный фиксатор, наконечник которого взаимодействует с двумя диаметрально противоположными отверстиями в кольце фиксатора, неподвижно закрепленного на штанге. Ступица третьей обгонной муфты установлена на штанге с возможностью свободного вращения, а обойма неподвижно соединена со звездой, которая взаимодействует с соответствующей цепью, закрепленной на платформе и выполненной в форме сегмента окружности 90°.In this case, the first and second nodes of changing the orientation and fixing the position of the blades are installed symmetrically from the axis of oscillation of the rod and each of them contains a locking ring interacting with each other, a twist spring, a third overrunning clutch and a spring-loaded z-shaped clamp, the tip of which interacts with two diametrically opposite holes in the retainer ring fixedly mounted on the rod. The hub of the third overrunning clutch is mounted on the rod with the possibility of free rotation, and the clip is fixedly connected to a star, which interacts with the corresponding chain, mounted on the platform and made in the form of a 90 ° circle segment.

Второй вариант преобразователя энергии содержит кинематически связанные вал, мультипликатор, гидронасос, гидромотор и электрогенератор, а также горизонтальную платформу и взаимодействующие друг с другом понтон, силовой рычаг, первый и второй шатуны, корневые наконечники которых соединены с силовым рычагом, и радиальные рычаги, наконечники которых шарнирно связаны с верхними наконечниками соответствующих шатунов, при этом радиальные рычаги неподвижно связаны с обоймами первой и второй обгонных муфт, ступицы которых неподвижно установлены на валу, причем силовой рычаг установлен с возможностью свободного колебания в вертикальной плоскости и взаимодействует с обгонными муфтами по очереди.The second version of the energy converter contains a kinematically connected shaft, a multiplier, a hydraulic pump, a hydraulic motor and an electric generator, as well as a horizontal platform and a pontoon interacting with each other, a power lever, first and second connecting rods, the root tips of which are connected to the power lever, and radial levers, the tips of which pivotally connected to the upper tips of the corresponding connecting rods, while the radial levers are motionlessly connected to the clips of the first and second overrunning clutches, the hubs of which are fixedly mounted Lena on the shaft, wherein the power lever is mounted for free oscillation in a vertical plane and interacts with the overrunning clutch in turns.

На фиг.1 представлен вид сбоку на конструкцию первого варианта преобразователя энергии, где:Figure 1 presents a side view of the construction of the first embodiment of the energy Converter, where:

1 - стойка;1 - rack;

2 - платформа;2 - platform;

3 - втулка поворотная;3 - rotary sleeve;

4 - штанга;4 - rod;

5 - рычаг флюгера;5 - wind vane lever;

6 - флюгер;6 - weather vane;

7, 8 - первое и второе кольца;7, 8 - the first and second rings;

9 - неподвижные кольца;9 - fixed rings;

10, 11 - первый и второй узлы изменения ориентации и фиксации положения лопастей;10, 11 - the first and second nodes of changing the orientation and fixing the position of the blades;

12, 13 - первый и второй шатуны;12, 13 - the first and second connecting rods;

14, 15 - первый и второй радиальные рычаги;14, 15 - the first and second radial levers;

16 - первая обгонная муфта;16 - the first freewheel;

17 - вал;17 - a shaft;

18, 19 - перовая и вторая звезды;18, 19 - feather and second stars;

20 - подпружиненный упор;20 - spring-loaded emphasis;

21, 22 - первый и второй сегменты цепи;21, 22 - the first and second segments of the chain;

23, 24 - первая и вторая лопасти.23, 24 - the first and second blades.

На фиг.2 представлен вид А-А по фиг.1, где позиции 1-17 те же, что на фиг.1:Figure 2 presents a view aa of figure 1, where the positions 1-17 are the same as in figure 1:

25 - вторая обгонная муфта;25 - second overrunning clutch;

26 - мультипликатор;26 - multiplier;

27 - гидронасос;27 - hydraulic pump;

28 - гидромотор;28 - hydraulic motor;

29 - электрогенератор;29 - an electric generator;

30 - фланец;30 - flange;

31 - подставка.31 - stand.

На фиг.3. представлена конструкция узла изменения ориентации и фиксации лопасти, где:In figure 3. the design of the node changes the orientation and fixation of the blade, where:

32 - обгонная муфта;32 - freewheel;

33 - звезда;33 is a star;

34 - пружина закрутки;34 - a twist spring;

35 - кольцо фиксатора;35 - a ring of a clamp;

36 - центральная втулка;36 - the Central sleeve;

37 - Z-образный фиксатор;37 - Z-shaped clamp;

38 - пружина фиксатора;38 - spring retainer;

39 - наконечник фиксатора;39 - a tip of a clamp;

40 - кронштейн.40 - bracket.

На фиг.4 представлен вид сбоку на конструкцию второго варианта преобразователя энергии,Figure 4 presents a side view of the construction of the second variant of the energy Converter,

На фиг.5 показан вид сверху на конструкцию второго варианта преобразователя, где позиции 41-55 на фиг.4 и фиг.5 одни и те же:Figure 5 shows a top view of the construction of the second variant of the Converter, where the positions 41-55 in figure 4 and figure 5 are the same:

41 - силовой рычаг;41 - power lever;

42 - плоский шарнир;42 - flat hinge;

43, 44 - первый и второй шатуны;43, 44 - the first and second connecting rods;

45, 46 - первый и второй радиальные рычаги;45, 46 - the first and second radial levers;

47 - первая обгонная муфта;47 - the first freewheel;

48 - второй вал;48 - the second shaft;

49 - платформа;49 - platform;

50 - стойки;50 - racks;

51 - вторая обгонная муфта;51 - second overrunning clutch;

52 - мультипликатор;52 - multiplier;

53 - гидронасос;53 - hydraulic pump;

54 - гидромотор;54 - hydraulic motor;

55 - электрогенератор;55 - electric generator;

56 - понтон.56 - pontoon.

Первый вариант преобразователя содержит вращающуюся относительно вертикальной стойки 1 платформу 2. На платформе установлена штанга 4 в виде трубы с возможностью свободного вращения вокруг собственной оси. Платформа неподвижно соединена с рычагом 5 флюгера 6, который ориентирован перпендикулярно штанге. Второй конец рычага 5 связан с плоским вертикальным флюгером 6. Изменение направления ветра приводит к изменению ориентации платформы. Штанга 4 установлена на поворотной втулке 3 вращения с возможностью колебаний в вертикальной плоскости в пределах угла +45°. С двух сторон от втулки 3 на штанге 4 установлены подвижные кольца 7, 8 с возможностью относительного вращения. Для предотвращения относительного продольного перемещения колец 7, 8 на штанге установлены неподвижные кольца 9. Подвижные кольца шарнирно связаны с корневыми наконечниками соответствующих шатунов 12, 13. Периферийные наконечники шатунов 12 и 13 также шарнирно связаны с внешними концами первого 14 и второго 15 радиальных рычагов соответственно. Корневые наконечники первого и второго радиальных рычагов 14, 15 неподвижно связаны с обоймами соответствующих обгонных муфт 16, 25.The first version of the transducer comprises a platform 2 rotating relative to the vertical strut 1. A rod 4 is mounted on the platform in the form of a pipe with the possibility of free rotation around its own axis. The platform is fixedly connected to the lever 5 of the weather vane 6, which is oriented perpendicular to the rod. The second end of the lever 5 is connected with a flat vertical vane 6. A change in the direction of the wind leads to a change in the orientation of the platform. The rod 4 is mounted on a rotary sleeve 3 of rotation with the possibility of oscillations in a vertical plane within an angle of + 45 °. On two sides of the sleeve 3 on the rod 4 are mounted movable rings 7, 8 with the possibility of relative rotation. To prevent the relative longitudinal movement of the rings 7, 8, fixed rings 9 are installed on the rod. The movable rings are pivotally connected to the root tips of the corresponding connecting rods 12, 13. The peripheral tips of the connecting rods 12 and 13 are also pivotally connected to the outer ends of the first 14 and second 15 radial levers, respectively. The root tips of the first and second radial levers 14, 15 are fixedly connected to the clips of the corresponding overrunning clutches 16, 25.

На концах штанги 4 закреплены первая 23 и вторая 24 плоские лопасти, ориентированные взаимно перпендикулярно. Когда первая лопасть ориентирована вдоль направления ветра, вторая ориентирована перпендикулярно ветру, и наоборот.At the ends of the rod 4, the first 23 and second 24 are fixed flat blades oriented mutually perpendicularly. When the first blade is oriented along the direction of the wind, the second is oriented perpendicular to the wind, and vice versa.

Колебание штанги под воздействием ветра приводит к колебанию шатунов и связанных с ними радиальных рычагов в вертикальной плоскости.Oscillation of the rod under the influence of wind leads to the oscillation of the connecting rods and associated radial levers in a vertical plane.

Для изменения ориентации лопастей используются первый 10 и второй 11 узлы изменения ориентации и фиксации положения лопастей (см. фиг.1, 3)To change the orientation of the blades, the first 10 and second 11 nodes of changing the orientation and fixing the position of the blades are used (see figures 1, 3)

На вертикальной платформе 2 установлен первый подпружиненный упор 20. В конечных точках отклонения штанги 4 узлы изменения ориентации и фиксации положения лопастей 10, 11 взаимодействуют с соответствующими упорами 20, что приводит к повороту лопастей на +90°. После чего штанга начинает колебание в обратном направлении.On the vertical platform 2, the first spring-loaded stop 20 is installed. At the end points of the deflection of the rod 4, the nodes for changing the orientation and fixing the position of the blades 10, 11 interact with the corresponding stops 20, which leads to a rotation of the blades by + 90 °. After which the bar begins to oscillate in the opposite direction.

На фиг.2 показан вид А-А на фиг.1. Первая 16 и вторая 25 обгонные муфты установлены на валу 17 так, чтобы при колебаниях штанги в ту или другую стороны они входили в сцепление по очереди.Figure 2 shows a view aa in figure 1. The first 16 and second 25 overrunning clutches are mounted on the shaft 17 so that when the vibrations of the rod in one direction or another, they enter the clutch in turn.

Подъем первой штанги вверх приводит к повороту первого радиального рычага 14 и связанной с ним первой обгонной муфты 16 по часовой стрелке. Обойма данной муфты входит в сцепление со ступицей, что приводит к повороту вала по часовой стрелке.Lifting the first rod upward causes the first radial lever 14 and the associated first overrunning clutch 16 to rotate clockwise. The sleeve of this clutch engages with the hub, which causes the shaft to turn clockwise.

Вторая муфта 25 в этот момент времени находится вне сцепления. Второй шатун 13 вхолостую опускается вниз. При обратном движении штанги вверх поднимается второй шатун. Теперь в сцепление входит вторая обгонная муфта 25. Момент, создаваемый вторым радиальным рычагом 15 на валу, также положительный, что приводит к вращению вала в прежнем направлении - по часовой стрелке.The second clutch 25 at this point in time is out of engagement. The second connecting rod 13 idles down. When the rod moves backward, a second connecting rod rises. Now the second overrunning clutch 25 enters the clutch. The moment created by the second radial lever 15 on the shaft is also positive, which leads to rotation of the shaft in the same direction - clockwise.

Момент вертикальной силы давления Ро на вал 48 равен Po·cosa, где а - угол между шатуном 43 и радиальным рычагом 45.The moment of the vertical pressure force Po on the shaft 48 is equal to Po · cosa, where a is the angle between the connecting rod 43 and the radial lever 45.

Figure 00000001
Figure 00000001

При суммировании моментов в пределах от -π/4 до +π/4, т.е. в пределах 90° получим:When summing the moments in the range from -π / 4 to + π / 4, i.e. within 90 ° we get:

Figure 00000002
Figure 00000002

среднее значение момента равно:the average value of the moment is:

Figure 00000003
Figure 00000003

Среднее значение момента за один период равен 2·0,9PoR=1,8 PoR. Для прототипа при суммировании моментов вращения в пределах от -П/2 до П/2, т.е в пределах 180° получим для среднего значения.The average value of the moment for one period is 2 · 0.9 PoR = 1.8 PoR. For the prototype, when summing the moments of rotation in the range from -P / 2 to P / 2, i.e. within 180 °, we obtain for the average value.

Figure 00000004
Figure 00000004

Таким образом, среднее значение момента при колебаниях рычага в пределах ±45° за период увеличивается по сравнению с обычным вращением лопасти по кругу в 1,8 PoR/0,6 PoR=3 раза.Thus, the average value of the moment when the lever oscillates within ± 45 ° per period increases compared to the usual rotation of the blade in a circle 1.8 PoR / 0.6 PoR = 3 times.

Принцип действия узла изменения ориентации и фиксации положения лопастей, конструкция которого представлена на фиг.3, заключается в следующем.The principle of operation of the node changes the orientation and fixation of the position of the blades, the design of which is presented in figure 3, is as follows.

Преобразователь энергии содержит первый 10 и второй 11 узлы изменения ориентации и фиксации положения лопастей. Каждый узел содержит обгонную муфту 16(25), ступица которой свободно вращается на штанге и связана с одним из концов пружины закрутки 34. На обойме обгонной муфты неподвижно установлена звезда 33. При колебаниях штанги в пределах ±45° звезда взаимодействует с сегментной цепью 21 (22), закрепленной на платформе 2, по сегменту окружности в пределах 90°. Другой конец пружины закрутки неподвижно связан со штангой. При колебании штанги в пределах 90° при взаимодействии звезды 3 с цепью пружина закручивается по часовой стрелке на 90°. Наконечник фиксатора 39, который входит в одно из диаметрально противоположных отверстий в штанге, удерживает неподвижное положение штанги относительно центральной втулки 36. Наконечник подпружиненного второго фиксатора скользит по поверхности кольца 35 и фиксирует его угловое положение после 180°, т.е. после двукратного поворота на 90°.The energy converter contains the first 10 and second 11 nodes of changing the orientation and fixing the position of the blades. Each assembly contains an overrunning clutch 16 (25), the hub of which rotates freely on the rod and is connected to one of the ends of the twist spring 34. A star 33 is fixedly mounted on the holder of the overrunning clutch. When the rod oscillates within ± 45 °, the star interacts with the segment chain 21 ( 22), mounted on platform 2, along a circle segment within 90 °. The other end of the twist spring is fixedly connected to the bar. When the rod oscillates within 90 ° during the interaction of the star 3 with the chain, the spring twists clockwise by 90 °. The tip of the latch 39, which enters one of the diametrically opposite holes in the rod, holds the rod in a fixed position relative to the central sleeve 36. The tip of the spring-loaded second latch slides over the surface of the ring 35 and fixes its angular position after 180 °, i.e. after turning twice 90 °.

Второй узел изменения ориентации и фиксации положения лопастей 11 работает аналогично первому 10. Закрутка пружины в двух узлах происходит по очереди, т.к. обгонные муфты в них входят в сцепление по очереди. Причем закрутка пружин в обоих узлах происходит в одном направлении - по часовой стрелке. Фиксирующие отверстия в кольце 35 во втором узле смещены относительно диаметрально противоположных фиксирующих отверстий в кольце первого узла на 90°. Фиксаторы первого и второго узлов по очереди взаимодействуют с подпружиненным упором 20. При взаимодействии фиксатора с упором наконечник фиксатора выходит из отверстия в кольце 35, что приводит к повороту штанги с закрепленными на ней лопастями вокруг ее оси и изменению ориентации лопастей на ±90°. После этого начинается процесс обратного колебания штанги на -90°. Штанга колеблется в пределах 90°, где средний момент на валу равен 0,9RPo.The second node changes the orientation and fixation of the position of the blades 11 works similarly to the first 10. The spring is twisted in two nodes in turn, because overrunning clutch in them enter the clutch in turn. Moreover, the twist of the springs in both nodes occurs in one direction - clockwise. The fixing holes in the ring 35 in the second node are offset from the diametrically opposite fixing holes in the ring of the first node by 90 °. The latches of the first and second nodes in turn interact with the spring-loaded stop 20. When the latch interacts with the stop, the latch tip leaves the hole in the ring 35, which leads to the rotation of the rod with the blades fixed on it around its axis and to change the orientation of the blades by ± 90 °. After this, the process of reverse oscillation of the rod by -90 ° begins. The bar varies between 90 °, where the average moment on the shaft is 0.9RPo.

Вращение вала 17 передается на мультипликатор 26, который повышает скорость вращения до номинальной скорости вращения гидронасоса 27. Гидронасос подключен к гидромотору 28. Путем стравливания излишнего давления достигается синхронность вращения гидромотора 28. Гидромотор приводит во вращение электрогенератор 29. Электрическая энергия может быть использована непосредственно в быту или аккумулирована. Синхронизацию вращения электрогенератора возможно осуществить через синхронизацию частоты колебаний штанги. Для этого необходимо, чтобы фиксатор положения лопасти срабатывал от электромагнита, который срабатывает от импульсов с постоянной частотой, заданной электронным синхронизатором. Это происходит после взаимодействия узлов изменения ориентации лопастей с упором. Для смягчения ударов при колебаниях штанги упор 20 должен быть подпружиненным. На одном валу 17 могут быть параллельно установлены N-e количество параллельно работающих преобразователей движения предполагаемой конструкции. При этом работа их для синхронизации должна быть сдвинута по фазе на 2 π/N. Дополнительная синхронизация может быть достигнута, если на выходном валу установить маховик.The rotation of the shaft 17 is transmitted to the multiplier 26, which increases the rotation speed to the nominal rotation speed of the hydraulic pump 27. The hydraulic pump is connected to the hydraulic motor 28. By bleeding off excessive pressure, the rotation of the hydraulic motor 28 is achieved. The hydraulic motor drives the electric generator 29. Electric energy can be used directly in everyday life or accumulated. It is possible to synchronize the rotation of the generator through synchronization of the oscillation frequency of the rod. For this, it is necessary that the blade position lock is activated by an electromagnet, which is triggered by pulses with a constant frequency specified by the electronic synchronizer. This occurs after the interaction of nodes changing the orientation of the blades with focus. To mitigate impacts during oscillations of the rod, the stop 20 must be spring-loaded. On one shaft 17 can be installed in parallel N-e number of parallel-running motion transducers of the proposed design. At the same time, their work for synchronization should be shifted in phase by 2 π / N. Additional synchronization can be achieved by installing a flywheel on the output shaft.

Аналогичный преобразователь может быть использован под водой. В этом случае отпадает необходимость во флюгере. Штанга должны колебаться в горизонтальной плоскости. Конструкция должна быть установлена на понтонах, чтобы обеспечить ей положительную плавучесть. При этом вал и кинематически связанные с ним мультипликатор, гидронасос, а также гидромотор и генератор должны оказаться в надводном положении.A similar converter can be used underwater. In this case, there is no need for a weather vane. The bar must oscillate in the horizontal plane. The structure must be mounted on pontoons to ensure positive buoyancy. In this case, the shaft and kinematically associated with it a multiplier, a hydraulic pump, as well as a hydraulic motor and a generator should be in the above-water position.

Суммарная мощность преобразователя энергии будет зависеть от мощности единичного модуля (по фиг.1 и фиг.2) и от числа параллельно работающих модулей.The total power of the energy Converter will depend on the power of a single module (figure 1 and figure 2) and the number of parallel modules.

Механическая энергия от вращающего вала может быть передана от мультипликатора непосредственно на электрогенератор или насос. Регулировка скорости вращения электрогенератора может быть осуществлена путем изменения эффективной площади лопастей в зависимости от скорости ветра или течения реки. Для этого достаточно изменить ориентацию лопастей относительно плоскости колебания штанги.Mechanical energy from the rotating shaft can be transferred from the multiplier directly to the generator or pump. The rotation speed of the generator can be adjusted by changing the effective area of the blades depending on the wind speed or river flow. To do this, it is enough to change the orientation of the blades relative to the plane of oscillation of the rod.

Принцип действия второго варианта преобразователя энергии, который может быть использован в качестве волновой энергетической установки, конструкция которого представлена на фиг.4, заключается в следующем.The principle of operation of the second version of the energy Converter, which can be used as a wave power plant, the design of which is presented in figure 4, is as follows.

Второй вариант преобразователя энергии предназначен для преобразования потенциальной энергии волн в электрическую энергию. Преобразователь может быть установлен на вертикальных стойках 50 или непосредственно на берегу моря. Все механизмы преобразователя энергии установлены на горизонтальной платформе 49, закрепленной на стойках 50 или на балках, связанных с сушей или с нефтедобывающими платформами.The second version of the energy converter is designed to convert the potential energy of the waves into electrical energy. The converter can be mounted on vertical racks 50 or directly on the seashore. All mechanisms of the energy converter are mounted on a horizontal platform 49 mounted on racks 50 or on beams connected to land or to oil producing platforms.

Силовой рычаг 41 одним концом неподвижно соединен с понтоном 56, а другой конец плоским шарниром связан со стойкой 50 или непосредственно с берегозащитной стенкой.The power lever 41 at one end is fixedly connected to the pontoon 56, and the other end is connected by a flat hinge to the strut 50 or directly to the shore protection wall.

Мощность преобразователя определяет длину силового рычага, объем и вес понтона. Для выравнивания моментов, создаваемых на валу 48 при подъеме и опускании понтона на волнах, необходимо, чтобы понтон погрузился в воду под собственным весом на половину своего объема.The power of the converter determines the length of the power arm, the volume and weight of the pontoon. To equalize the moments created on the shaft 48 when raising and lowering the pontoon on the waves, it is necessary that the pontoon immersed in water under its own weight to half its volume.

Силовой рычаг колеблется только в вертикальной плоскости. Для этого используется плоский шарнир 42. Кроме того, для ограничения поперечных колебаний рычага 41 могут быть установлены вертикальные стойки или направляющие с двух его сторон.The power lever oscillates only in a vertical plane. To do this, use a flat hinge 42. In addition, to limit the lateral vibrations of the lever 41 can be installed vertical struts or rails on both sides.

На валу 48 неподвижно устанавливаются ступицы первой 47 и второй 51 обгонных муфт. Обоймы указанных муфт неподвижно связаны с первым 45 и вторым 46 радиальными рычагами соответственно. Наконечники радиальных рычагов 45 и 46 шарнирно связаны с верхними наконечниками первого 43 и второго 44 шатунов соответственно. Корневые наконечники указанных шатунов шарнирно соединены с силовым рычагом 41. Соотношение расстояния между шарнирными соединениями шатунов и шарниром 42(г) относительно всей длины силового рычага 41(R) определяет момент вращения на втором валу 48On the shaft 48, the hubs of the first 47 and second 51 overrunning clutches are fixedly mounted. The clips of these couplings are fixedly connected to the first 45 and second 46 radial levers, respectively. The tips of the radial levers 45 and 46 are pivotally connected to the upper tips of the first 43 and second 44 rods, respectively. The root tips of these connecting rods are pivotally connected to the power lever 41. The ratio of the distance between the articulated joints of the connecting rods and the hinge 42 (g) relative to the entire length of the power lever 41 (R) determines the moment of rotation on the second shaft 48

Figure 00000005
Figure 00000005

Обгонные муфты 47 и 51 установлены на втором валу 48 так, чтобы они входили в сцепление по очереди. Первый и второй шатуны 43 и 44, шарнирно связанные с соответствующими радиальными рычагами 45 и 46, работают в активном режиме по очереди. При подъеме понтона 56 первый радиальный рычаг, связанный с обоймой пятой обгонной муфты 51, приводит во вращение второй вал 48 по часовой стрелке. При опускании понтона усилие на вал передается через второй шатун 44, радиальный рычаг 46 и обгонную муфту 47. При этом направление вращения вала сохраняется прежним - по часовой стрелке.One way clutches 47 and 51 are mounted on the second shaft 48 so that they enter the clutch in turn. The first and second connecting rods 43 and 44, pivotally connected to the corresponding radial levers 45 and 46, work in active mode in turn. When lifting the pontoon 56, the first radial lever associated with the yoke of the fifth overrunning clutch 51, rotates the second shaft 48 in a clockwise direction. When lowering the pontoon, the force on the shaft is transmitted through the second connecting rod 44, the radial lever 46 and the freewheel 47. In this case, the direction of rotation of the shaft remains the same - clockwise.

На фиг.5 представлен вид В на фиг.4 на конструкцию второго варианта преобразователя энергии. Обойма второй обгонной муфты 51 неподвижно соединена с первым радиальным рычагом 45. Соединение радиальных рычагов 45 и 46 с обоймами обгонных муфт 51 и 47 осуществляется с диаметрально противоположных сторон от вала 48. При поочередном вхождении в сцепление обгонных муфт 51 и 47 соединение радиальных рычагов с их обоймами также обеспечивает постоянное направление вращения выходного вала 48. Вращение выходного вала через мультипликатор 52 передается на гидронасос 53. Мультипликатор повышает обороты вала до номинальной скорости вращения гидронасоса.Figure 5 presents a view In figure 4 on the construction of the second variant of the energy Converter. The cage of the second overrunning clutch 51 is fixedly connected to the first radial lever 45. The connection of the radial levers 45 and 46 with the cages of the overrunning clutches 51 and 47 is carried out from diametrically opposite sides of the shaft 48. When the overrunning clutches 51 and 47 alternately enter the clutch, the connection of the radial levers with their also provides a constant direction of rotation of the output shaft 48. The rotation of the output shaft through the multiplier 52 is transmitted to the hydraulic pump 53. The multiplier increases the shaft speed to the nominal speed of the hydraulic pump a.

На один вал может передать вращение N-e количество преобразователей энергии по фиг.4, которые включает в себя позиции 47-51. При этом моменты вращения преобразователей энергии суммируются. Излишки давления гидронасоса 53 стравливаются, что позволяет синхронизировать скорость вращения гидромотора 54, подключенного к гидронасосу. Гидромотор приводит во вращение электрогенератор 55. Вырабатываемая электрическая энергия может быть использована непосредственно в быту или аккумулирована. Перспективным направлением является получение водорода путем электролиза в качестве альтернативного топлива для ДВС.The number of energy converters of FIG. 4, which includes positions 47-51, can transmit rotation N-e to one shaft. In this case, the moments of rotation of the energy converters are added up. The excess pressure of the hydraulic pump 53 is vented, which allows you to synchronize the speed of rotation of the hydraulic motor 54 connected to the hydraulic pump. The hydraulic motor drives the electric generator 55. The generated electrical energy can be used directly in the home or accumulated. A promising direction is the production of hydrogen by electrolysis as an alternative fuel for ICE.

Claims (3)

1. Преобразователь энергии, содержащий кинематически связанные стойку, платформу, флюгер, плоские лопасти и вал, взаимодействующий с мультипликатором и электрогенератором, отличающийся тем, что содержит дополнительно взаимодействующие друг с другом первый и второй узлы изменения ориентации и фиксации положения лопастей, штангу с установленными с двух сторон с возможностью вращения кольцами, шарнирно соединенными с корневыми наконечниками первого и второго шатунов, связанных периферийными наконечниками с первым и вторым радиальными рычагами, связанными, соответственно, с первой и второй обгонными муфтами, установленными на валу, при этом штанга установлена на платформе с возможностью колебания на 90° и свободного вращения вокруг собственной оси, причем на концах штанги неподвижно установлены первая и вторая плоские лопасти, плоскости которых взаимно перпендикулярны, кроме того, сцепление муфт с радиальными рычагами и взаимодействие первого и второго узлов изменения ориентации и фиксации положения лопастей с соответствующими упорами происходит по очереди.1. An energy converter containing kinematically connected rack, platform, weather vane, flat blades and a shaft interacting with a multiplier and an electric generator, characterized in that it further comprises first and second nodes for changing the orientation and fixing the position of the blades, a rod with installed of two sides with the possibility of rotation by rings pivotally connected to the root tips of the first and second connecting rods, connected by peripheral tips to the first and second radial p the levers connected, respectively, with the first and second overrunning clutches mounted on the shaft, while the rod is mounted on the platform with the possibility of oscillation by 90 ° and free rotation around its own axis, and at the ends of the rod the first and second flat blades are fixed, the planes of which mutually perpendicular, in addition, the clutch couplings with radial levers and the interaction of the first and second nodes change the orientation and fixation of the position of the blades with the corresponding stops occurs in turn. 2. Преобразователь энергии по п.1, отличающийся тем, что первый и второй узлы изменения ориентации и фиксации положения лопастей установлены симметрично от оси колебания штанги и каждый из них содержит взаимодействующее друг с другом кольцо фиксатора, пружину закрутки, третью обгонную муфту и подпружиненный z-образный фиксатор, наконечник которого взаимодействует с двумя диаметрально противоположными отверстиями в кольце фиксатора, неподвижно закрепленного на штанге, кроме того, ступица третьей обгонной муфты установлена на штанге с возможностью свободного вращения, а обойма неподвижно соединена со звездой, которая взаимодействует с соответствующей цепью, закрепленной на платформе и выполненной в форме сегмента окружности 90°.2. The energy Converter according to claim 1, characterized in that the first and second nodes of changing the orientation and fixing the position of the blades are installed symmetrically from the axis of oscillation of the rod and each of them contains a locking ring interacting with each other, a twist spring, a third overrunning clutch and a spring-loaded z -shaped retainer, the tip of which interacts with two diametrically opposite holes in the retainer ring, fixedly mounted on the rod, in addition, the hub of the third overrunning clutch is mounted on the rod with possibility of free rotation, and the holder is fixedly connected with the star, which cooperates with a corresponding chain attached to the platform and in the shape of a circle segment 90 °. 3. Преобразователь энергии, содержащий кинематически связанные вал, мультипликатор, гидронасос, гидромотор и электрогенератор, отличающийся тем, что содержит дополнительно горизонтальную платформу и взаимодействующие друг с другом понтон, силовой рычаг, первый и второй шатуны, корневые наконечники которых соединены с силовым рычагом, и радиальные рычаги, наконечники которых шарнирно связаны с верхними наконечниками соответствующих шатунов, при этом радиальные рычаги неподвижно связанны с обоймами первой и второй обгонных муфт, ступицы которых неподвижно установлены на валу, причем силовой рычаг установлен с возможностью свободного колебания в вертикальной плоскости и взаимодействует с обгонными муфтами по очереди. 3. An energy converter comprising a kinematically connected shaft, a multiplier, a hydraulic pump, a hydraulic motor and an electric generator, characterized in that it further comprises a horizontal platform and pontoons interacting with each other, a power lever, first and second connecting rods, the root tips of which are connected to the power lever, and radial levers, the tips of which are pivotally connected with the upper tips of the corresponding connecting rods, while the radial levers are motionlessly connected with the clips of the first and second overrunning couplings, hubs which are fixedly mounted on the shaft, and the power lever is mounted with the possibility of free oscillation in the vertical plane and interacts with overrunning clutches in turn.
RU2009100906/06A 2009-01-14 2009-01-14 Energy convertor (versions) RU2409763C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009100906/06A RU2409763C2 (en) 2009-01-14 2009-01-14 Energy convertor (versions)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009100906/06A RU2409763C2 (en) 2009-01-14 2009-01-14 Energy convertor (versions)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009100906A RU2009100906A (en) 2010-07-20
RU2409763C2 true RU2409763C2 (en) 2011-01-20

Family

ID=42685651

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009100906/06A RU2409763C2 (en) 2009-01-14 2009-01-14 Energy convertor (versions)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2409763C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2509916C2 (en) * 2011-07-26 2014-03-20 Григорий Петрович Пасхальний Mechanical energy conversion device
CN109098921A (en) * 2018-08-01 2018-12-28 常熟理工学院 A kind of wave energy accumulation device a little

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2509916C2 (en) * 2011-07-26 2014-03-20 Григорий Петрович Пасхальний Mechanical energy conversion device
CN109098921A (en) * 2018-08-01 2018-12-28 常熟理工学院 A kind of wave energy accumulation device a little

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009100906A (en) 2010-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2640964B1 (en) Device for converting the power of sea wave motion
CN102979661B (en) One adopts energy unit and ratchet and wave power electromotor
EA017949B1 (en) System and method for conversion of wave energy into electrical energy
JP5579735B2 (en) Platform for capturing wave energy
RU2409763C2 (en) Energy convertor (versions)
CN105484959A (en) One-way conversion device and power generation system adopting same
ITMI20132064A1 (en) DEVICE AND METHOD TO TRANSFORM THE ENERGY OF THE WAVE MOTION IN ELECTRICITY
CN102384017A (en) Vertical shaft waterflow generating system
ES2791994T3 (en) Shoreline protection infrastructure equipped with means to recover energy from wave movement
CN105240203A (en) Raft wave energy generating set with flexible structure
CN110307113A (en) A kind of swing type Wave energy generating system and aircraft
KR102183633B1 (en) Wave Power Generator Having Pendulum Movement Part
RU2300663C1 (en) Wave energy converter
CN106801655B (en) A kind of series connection flapping wing power generator using regenerative resource
WO2008104121A1 (en) Wave energy collecting and generating apparatus
WO2009088311A2 (en) Device for wave energy extraction
JP2000154774A (en) Wave force energy converting device
EP3247897B1 (en) System for conversion of the whole kinetic energy of sea wave into electricity by one-way direct drive shaft converter, (odsc system)
WO2009082270A2 (en) Energy converter (variants)
RU2373424C1 (en) Wave power installation (versions)
RU114345U1 (en) WAVE CONVERTER
RU2280782C2 (en) Fluid medium energy converter (versions)
CN107762714A (en) A kind of oscillatory type hydrofoil tidal current energy generating equipment
RU2374484C1 (en) Wave energy plant (versions)
RU2005131963A (en) SAFETY DUTY HYDROELECTRIC POWER STATION FOR USING ENERGY OF RIVERS AND TIDES

Legal Events

Date Code Title Description
FZ9A Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal)

Effective date: 20100811