RU2413089C1 - Электрогенератор гидроволновой стержневой сердечниковый - Google Patents
Электрогенератор гидроволновой стержневой сердечниковый Download PDFInfo
- Publication number
- RU2413089C1 RU2413089C1 RU2010109956/07A RU2010109956A RU2413089C1 RU 2413089 C1 RU2413089 C1 RU 2413089C1 RU 2010109956/07 A RU2010109956/07 A RU 2010109956/07A RU 2010109956 A RU2010109956 A RU 2010109956A RU 2413089 C1 RU2413089 C1 RU 2413089C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- float
- rod
- vertical
- core
- fixed
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
- F03B13/12—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
- F03B13/14—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy
- F03B13/16—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem"
- F03B13/20—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" wherein both members, i.e. wom and rem are movable relative to the sea bed or shore
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K35/00—Generators with reciprocating, oscillating or vibrating coil system, magnet, armature or other part of the magnetic circuit
- H02K35/04—Generators with reciprocating, oscillating or vibrating coil system, magnet, armature or other part of the magnetic circuit with moving coil systems and stationary magnets
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области электротехники и гидроэнергетики, в частности к устройствам, представляющим собой электрогенераторы для производства электроэнергии путем преобразования энергии вертикального волнения воды в электрическую энергию. Устройство содержит плавающий корпус (1), выполненный удерживающим свое постоянное положение относительно вертикали при любом волнении воды, закрепленный к корпусу вертикальный стержень (2) с закрепленным внутри стержня магнитом (3), размещенный на стержне с возможностью возвратно-поступательного движения вдоль стержня поплавок (4), закрепленный к поплавку сердечник (5), вокруг поперечного сечения которого выполнена обмотка (б). Технический результат - обеспечение эффективной генерации электроэнергии на волнах любой длины независимо от скорости вертикального движения волн, в конструкции не используются сложные элементы, вследствие чего достигается высокая надежность работы устройства, отсутствие вращающихся деталей и смазочных материалов обеспечивает улучшение экологических характеристик устройства, мобильный плавающий корпус позволяет транспортировать устройство по воде, при этом устройство обладает штормоустойчивостью, так как горизонтальные волны свободно проходят сквозь каркасный корпус и обтекают поплавки устройства, значительно уменьшено количество материалов на изготовление устройства, что важно для экономической составляющей производства, кроме того достигается удобство в обслуживании устройства, влияющее на снижение стоимости получаемой электроэнергии, в частности, при его использовании на объектах промышленного производства морског
Description
Устройство относится к гидроэнергетике, в частности к производству электроэнергии путем преобразования энергии вертикального волнения воды в электрическую энергию.
Известен буйковый волновой генератор [1], содержащий магнитный сердечник, прикрепленный к нижней поверхности буя с возможностью вертикального возвратно-поступательного движения на волне. На магнитном сердечнике подвижно установлена обмоточная катушка, перемещение которой по магнитному сердечнику ограничено, а катушка удерживает фиксированное положение под водой посредством установленных вокруг нее плоских горизонтальных панелей, увеличивающих сопротивление воды при возвратно-поступательном движении сердечника.
Известна волновая энергетическая установка [2], содержащая двухсекционный каркас, вертикальные стойки которого, скрепленные верхним и нижним основаниями, являются направляющими размещенного в нижней секции каркаса поплавка, способного к возвратно-поступательному вертикальному перемещению, а в верхней секции которого расположен преобразователь энергии. Преобразователь энергии содержит один или объединение нескольких длинноходовых линейных электрических генераторов с генерирующими сердечниками на постоянных магнитах, оси которых выполнены из немагнитного материала с возможностью возвратно-поступательного перемещения внутри кольцевых индуктивных катушек, жестко связанных между собой общим флянцем, закрепленным на торце передаточного штока, жестко связанного с поплавком.
Известен поплавковый волновой генератор [3], содержащий плавающий корпус с прямолинейным вертикальным каналом, обмотку статора, выполненную на внутренней стенке вертикального канала, и сердечник с постоянным магнитом, размещенный внутри вертикального канала с возможностью вертикального возвратно-поступательного движения относительно обмотки статора. Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа.
Существенным недостатком прототипа является то, что при низкой скорости вертикального движения волн энергия вертикального волнения воды не преобразуется в электрическую энергию, так как при медленном прохождении магнита внутри обмотки не возникает электрического тока. Кроме этого вода, проходящая через вертикальный канал, теряет начальную вертикальную скорость, амплитуда волны в вертикальном канале уменьшается, что отрицательно сказывается на производительности генерации электроэнергии. Поскольку горизонтальные волны не проходят сквозь корпус, устройство не обладает штормоустойчивостью. Также недостатком является то, что движущимся под воздействием вертикального волнения воды элементом является магнит. При достаточно близком расположении двух или более вертикальных каналов, что логично при промышленном применении устройства, магниты, находящиеся внутри вертикальных каналов, взаимодействуют друг с другом, что отрицательно сказывается на ускорении движения сердечников внутри вертикальных каналов и, соответственно, на производительности генерации электрической энергии. Для создания устройства требуется большое количество материалов, что увеличивает стоимость изготовления устройства и стоимость получаемой электроэнергии.
Задачами предлагаемого устройства являются реализация эффективной генерации электроэнергии на волнах любой длины независимо от скорости вертикального движения волн, увеличение производительности узла преобразования энергии, повышение штормоустойчивости и надежности работы устройства, соблюдение оптимальных экологических характеристик устройства, а также достижение мобильности, простоты изготовления, удобства в обслуживании и снижения стоимости получаемой электроэнергии.
Задачи решаются следующим образом. К плавающему корпусу, выполненному удерживающим свое постоянное положение относительно вертикали при любом волнении воды, закрепляется вертикальный стержень. На стержне размещается с возможностью возвратно-поступательного движения вдоль стержня поплавок с закрепленным к поплавку сердечником, вокруг поперечного сечения которого выполнена обмотка. Магнит должен быть закреплен внутри вертикального стержня таким образом, что при перемещении поплавка вдоль вертикального стержня сердечник совершает возвратно-поступательное движение относительно магнита. Сердечник может быть выполнен имеющим W-образную форму и закреплен к поплавку верхним краем в сторону вертикального стержня. Сердечник может быть выполнен имеющим U-образную форму и закреплен к поплавку верхним краем в сторону вертикального стержня. Сердечник должен быть закреплен к поплавку с минимальным зазором между сердечником и вертикальным стержнем с возможностью исключения касания сердечника с магнитом. К поплавку вокруг горизонтального поперечного сечения стержня может быть закреплено два или более сердечника. Поплавок устройства может быть выполнен имеющим закругленную форму и размещен на стержне с использованием вертикальных направляющих, исключающих поворот поплавка вокруг вертикальной оси. Стержень устройства может быть размещен внутри вертикального сквозного отверстия, выполненного в поплавке. При этом сердечник может быть выполнен внутри поплавка вдоль вертикального сквозного отверстия, а сквозное отверстие поплавка и стержень иметь круглое поперечное сечение в горизонтальной плоскости. У верхнего конца и/или нижнего конца вертикального стержня устройства может быть установлен ограничитель, выполненный с возможностью исключения выхода поплавка за пределы стержня с того конца, у которого установлен ограничитель. При этом к ограничителю может быть прикреплен упругий элемент, предотвращающий жесткое касание поплавка с ограничителем. Массы корпуса и поплавка должны быть выбраны достаточными для преодоления сопротивления электрического поля, возникающего при возвратно-поступательном движении поплавка вдоль вертикального стержня и прохождении сердечника вдоль магнита. Корпус устройства может быть выполнен в виде, по меньшей мере, трех плавающих тел, скрепленных между собой в одной плоскости. При этом к нижней части конструкции может быть прикреплен груз, выполненный с возможностью исключения переворачивания плоскости размещения плавающих тел корпуса при любом волнении воды. Корпус устройства может быть выполнен в виде плавающего тела и груза, закрепленного к плавающему телу для удержания плавающего тела в постоянном вертикальном положении при любом волнении воды. При этом груз может быть выполнен в виде, по меньшей мере, трех вертикальных лопастей. В любой части конструкции может быть установлен узел преобразования электрической энергии. Из любой части конструкции может быть выведен кабель, соединенный с объектом преобразования, потребления или аккумулирования электрической энергии. К корпусу может быть закреплен, по меньшей мере, один вертикальный стержень с, по меньшей мере, одним закрепленным внутри стержня магнитом, а на стержне размещен с возможностью возвратно-поступательного движения вдоль стержня, по меньшей мере, один поплавок с, по меньшей мере, одним закрепленным к поплавку сердечником, вокруг поперечного сечения которого выполнена, по меньшей мере, одна обмотка. Поплавок может быть размещен на двух или более вертикальных стержнях с возможностью возвратно-поступательного движения вдоль стержней.
Предлагаемое устройство содержит плавающий корпус, выполненный удерживающим свое постоянное положение относительно вертикали при любом волнении воды, закрепленный к корпусу вертикальный стержень с закрепленным внутри стержня магнитом, размещенный на стержне с возможностью возвратно-поступательного движения вдоль стержня поплавок, закрепленный к поплавку сердечник, выполненную вокруг поперечного сечения сердечника обмотку, причем магнит закреплен внутри вертикального стержня таким образом, что при перемещении поплавка вдоль вертикального стержня сердечник совершает возвратно-поступательное движение относительно магнита.
На фиг.1 представлен общий вид предлагаемого устройства. На фиг.1-8 показаны схемы устройства, содержащего плавающий корпус (1), вертикальный стержень (2) с магнитом (3), поплавок (4), сердечник (5) с обмоткой (6). На фиг.1-4 показаны схемы устройства, содержащего сердечник, выполненный имеющим W-образную форму. На фиг.5-8 показаны схемы устройства, содержащего сердечник, выполненный имеющим U-образную форму. На фиг.1, 2, 5, 6 показаны схемы устройства, корпус которого выполнен в виде четырех плавающих тел, скрепленных между собой в одной плоскости. На фиг.3, 4, 7, 8 показаны схемы устройства, корпус которого выполнен в виде плавающего тела и груза, закрепленного к плавающему телу. На фиг.1, 3, 5, 7 показан продольный разрез устройства, на фиг.2, 4, 6, 8 показан вид устройства сверху.
Устройство работает следующим образом. При наличии волн поплавок (4) приобретает различные ускорения вдоль вертикального стержня (2). При этом закрепленный к поплавку сердечник (5) совершает возвратно-поступательное движение относительно закрепленного внутри стержня магнита (3). В результате в обмотке (6), выполненной вокруг поперечного сечения сердечника, возникает электрический ток, который подается на объект преобразования, потребления или аккумулирования электрической энергии.
По сравнению с известными техническими решениями эффект заключается в следующем. В конструкции не используются сложные элементы, такие как рычаг, насос и прочее, вследствие чего достигается высокая надежность работы устройства. Отсутствие вращающихся деталей и смазочных материалов предполагает улучшение экологических характеристик устройства. Мобильный плавающий корпус позволяет транспортировку устройства по воде.
В отличие от прототипа, предлагаемое устройство имеет ряд преимуществ. Достигается эффективная генерация электроэнергии на волнах любой длины независимо от скорости вертикального движения волн. Горизонтальные волны свободно проходят сквозь каркасный корпус и обтекают поплавки, что повышает штормоустойчивость устройства. Для изготовления устройства требуется значительно меньшее количество материалов, что важно для экономической составляющей производства. Вследствие использования сердечника с обмоткой достигается повышение эффективности работы каждого магнита. Кроме этого масса закрепленного к поплавку сердечника с обмоткой обеспечивает генерацию дополнительной электроэнергии при движении поплавка вдоль вертикального стержня вниз. Достигается удобство в обслуживании устройства, влияющее на снижение стоимости получаемой электроэнергии.
Предлагаемое устройство позволяет обеспечить электроэнергией объекты промышленного производства морского и прибрежного базирования.
Источники информации
1. Патент на изобретение US 2004061338, 2004 г.
2. Патент на полезную модель RU 88744, 2009 г.
3. Патент на полезную модель RU 69932, 2007 г.
Claims (21)
1. Гидроволновой электрогенератор, содержащий плавающий корпус, выполненный удерживающим свое постоянное положение относительно вертикали при любом волнении воды, отличающийся тем, что к корпусу закреплен вертикальный стержень с закрепленным внутри стержня магнитом, а на стержне размещен с возможностью возвратно-поступательного движения вдоль стержня поплавок с закрепленным к поплавку сердечником, вокруг поперечного сечения которого выполнена обмотка, причем магнит закреплен внутри вертикального стержня таким образом, что при перемещении поплавка вдоль вертикального стержня сердечник совершает возвратно-поступательное движение относительно магнита.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что сердечник выполнен имеющим W-образную форму и закреплен к поплавку верхним краем в сторону вертикального стержня.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что сердечник выполнен имеющим U-образную форму и закреплен к поплавку верхним краем в сторону вертикального стержня.
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что сердечник закреплен к поплавку с минимальным зазором между сердечником и вертикальным стержнем с возможностью исключения касания сердечника с магнитом.
5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что к поплавку вокруг горизонтального перечного сечения стержня закреплено два или более сердечника.
6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что поплавок выполнен имеющим закругленную форму.
7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что поплавок размещен на стержне с использованием вертикальных направляющих, исключающих поворот поплавка вокруг вертикальной оси.
8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что стержень размещен внутри вертикального сквозного отверстия, выполненного в поплавке.
9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что сердечник выполнен внутри поплавка вдоль вертикального сквозного отверстия.
10. Устройство по п.8, отличающееся тем, что сквозное отверстие поплавка и стержень имеют круглое поперечное сечение в горизонтальной плоскости.
11. Устройство по п.1, отличающееся тем, что у верхнего конца и/или нижнего конца вертикального стержня установлен ограничитель, выполненный с возможностью исключения выхода поплавка за пределы стержня с того конца, у которого установлен ограничитель.
12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что к ограничителю прикреплен упругий элемент, предотвращающий жесткое касание поплавка с ограничителем.
13. Устройство по п.1, отличающееся тем, что массы корпуса и поплавка выбраны достаточными для преодоления сопротивления электрического поля, возникающего при возвратно-поступательном движении поплавка вдоль вертикального стержня и прохождении сердечника вдоль магнита.
14. Устройство по п.1, отличающееся тем, что корпус выполнен в виде, по меньшей мере, трех плавающих тел, скрепленных между собой в одной плоскости.
15. Устройство по п.14, отличающееся тем, что к нижней части конструкции прикреплен груз, выполненный с возможностью исключения переворачивания плоскости размещения плавающих тел корпуса при любом волнении воды.
16. Устройство по п.1, отличающееся тем, что корпус выполнен в виде плавающего тела и груза, закрепленного к плавающему телу для удержания плавающего тела в постоянном вертикальном положении при любом волнении воды.
17. Устройство по п.16, отличающееся тем, что груз выполнен в виде, по меньшей мере, трех вертикальных лопастей.
18. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в любой части конструкции установлен узел преобразования электрической энергии.
19. Устройство по п.1, отличающееся тем, что из любой части конструкции выведен кабель, соединенный с объектом преобразования, потребления или аккумулирования электрической энергии.
20. Устройство по п.1, отличающееся тем, что к корпусу закреплен, по меньшей мере, один вертикальный стержень с, по меньшей мере, одним закрепленным внутри стержня магнитом, а на стержне размещен с возможностью возвратно-поступательного движения вдоль стержня, по меньшей мере, один поплавок с, по меньшей мере, одним закрепленным к поплавку сердечником, вокруг поперечного сечения которого выполнена, по меньшей мере, одна обмотка.
21. Устройство по п.1, отличающееся тем, что поплавок размещен на двух или более вертикальных стержнях с возможностью возвратно-поступательного движения вдоль стержней.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010109956/07A RU2413089C1 (ru) | 2010-03-16 | 2010-03-16 | Электрогенератор гидроволновой стержневой сердечниковый |
| PCT/RU2010/000635 WO2011115521A1 (ru) | 2010-03-16 | 2010-10-29 | Сердечниковый стержневой гидроволновой электрогенератор |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010109956/07A RU2413089C1 (ru) | 2010-03-16 | 2010-03-16 | Электрогенератор гидроволновой стержневой сердечниковый |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2413089C1 true RU2413089C1 (ru) | 2011-02-27 |
Family
ID=44649436
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010109956/07A RU2413089C1 (ru) | 2010-03-16 | 2010-03-16 | Электрогенератор гидроволновой стержневой сердечниковый |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2413089C1 (ru) |
| WO (1) | WO2011115521A1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2741361C1 (ru) * | 2020-02-04 | 2021-01-25 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН | Способ преобразования волновой энергии поверхности океана в электричество и устройство для его реализации |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1316950A (en) * | 1969-06-30 | 1973-05-16 | Univ North Wales | Electric generator |
| ES488961A0 (es) * | 1980-02-26 | 1981-02-16 | Pinel Jimenez Marcos | Sistemas para la obtencion de energia electrica, por varia- cion del flujo magnetico |
| US4539485A (en) * | 1983-10-07 | 1985-09-03 | Neuenschwander Victor L | Wave activated generator |
| RU2286476C2 (ru) * | 2002-08-07 | 2006-10-27 | Николай Иванович Миронов | Волновая энергетическая установка |
| US6791205B2 (en) * | 2002-09-27 | 2004-09-14 | Aqua Magnetics, Inc. | Reciprocating generator wave power buoy |
| RU69932U1 (ru) * | 2007-07-30 | 2008-01-10 | Андрей Евгеньевич Наздратенко | Поплавковый волновой генератор |
| RU88744U1 (ru) * | 2009-02-09 | 2009-11-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Волновая энергетическая установка |
-
2010
- 2010-03-16 RU RU2010109956/07A patent/RU2413089C1/ru not_active IP Right Cessation
- 2010-10-29 WO PCT/RU2010/000635 patent/WO2011115521A1/ru active Application Filing
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2741361C1 (ru) * | 2020-02-04 | 2021-01-25 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН | Способ преобразования волновой энергии поверхности океана в электричество и устройство для его реализации |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2011115521A1 (ru) | 2011-09-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106968871B (zh) | 一种多节漂浮式波浪能电磁发电机 | |
| CN109519321A (zh) | 一种可兼作波浪能发电装置的浮式防波堤 | |
| US20130069368A1 (en) | Wave power generating apparatus and method | |
| CN203655524U (zh) | 小型波浪能发电装置 | |
| CN101694203A (zh) | 潜入式液态金属磁流体波浪能直接发电装置 | |
| CN101660481A (zh) | 磁齿轮传动的海浪直线发电机 | |
| CN112855419B (zh) | 一种波浪洋流混合发电装置及方法 | |
| CN106762369A (zh) | 涡激振动发电装置 | |
| KR101542537B1 (ko) | 발전장치 | |
| RU2413089C1 (ru) | Электрогенератор гидроволновой стержневой сердечниковый | |
| RU2413868C1 (ru) | Электрогенератор гидроволновой штоковый сердечниковый | |
| CN209195586U (zh) | 一种船舶浮筒发电装置 | |
| CN204984711U (zh) | 一种波浪能发电装置 | |
| RU2539410C2 (ru) | Волновая энергетическая установка | |
| RU92483U1 (ru) | Гидроволновой электрогенератор | |
| CN203614314U (zh) | 一种水面微波发电装置 | |
| CN105386930A (zh) | 一种利用潮汐能的简易发电装置 | |
| CN111577518B (zh) | 一种漂浮式波浪发电装置 | |
| KR101960705B1 (ko) | 가변 강성을 가진 파력발전기 | |
| García-Alzórriz et al. | A novel double-sided flat rectangular linear permanent magnets synchronous generator for sea wave energy application | |
| KR20180104994A (ko) | 선형발전기를 이용한 복합형파력발전구조물 | |
| CN103527393A (zh) | 直驱式双振荡波浪发电装置 | |
| CN209818198U (zh) | 一种可兼作波浪能发电装置的浮式防波堤 | |
| KR20110054931A (ko) | 파력 발전 | |
| CN201699566U (zh) | 一种永磁直线发电机 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130317 |