RU2478826C1 - Прибойная гидроветроэлектростанция - Google Patents
Прибойная гидроветроэлектростанция Download PDFInfo
- Publication number
- RU2478826C1 RU2478826C1 RU2011144486/06A RU2011144486A RU2478826C1 RU 2478826 C1 RU2478826 C1 RU 2478826C1 RU 2011144486/06 A RU2011144486/06 A RU 2011144486/06A RU 2011144486 A RU2011144486 A RU 2011144486A RU 2478826 C1 RU2478826 C1 RU 2478826C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- platform
- rotor
- common shaft
- blades
- power station
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
Abstract
Изобретение относится к энергетике, в частности к прибойным гидроветроэлектростанциям, и предназначено для выработки электроэнергии за счет преобразования энергии прибойного потока и энергии отливов у берегов морей, океанов и крупных водоемов, а также энергии воздушного потока. Прибойная гидроветроэлектростанция содержит платформу с прорезью, закрепленную на поверхности моря в его прибрежной полосе, роторную установку, размещенную в прорези платформы с нахождением ее части под водой и состоящую из двух роторов, зеркально расположенных на общем валу, механически связанном с валом электрогенератора, каждый из которых выполнен в виде диска с лопастями в форме аэродинамических крыльев, расположенными с зазором относительно общего вала, двух обтекателей, каждый из которых установлен на общем валу перед соответствующим ротором и охватывает зазор между внутренними кромками лопастей, и двух конфузоров, и дополнительную притопленную платформу, закрепленную перед платформой со стороны моря. Торцы лопастей роторов выполнены скошенными к оси общего вала. Конфузоры установлены на периферийных частях торцов лопастей роторов с образованием зазора с соответствующим обтекателем. Изобретение направлено на повышение полноты совместного использования энергии прибойного потока, отливов и воздушного потока, а также упрощение конструкции прибойной гидроветроэлектростанции и ее эксплуатации. 6 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Изобретение относится к энергетике, в частности к прибойным гидроветроэлектростанциям, и предназначено для выработки электроэнергии за счет преобразования энергии прибойного потока и энергии отливов у берегов морей, океанов и крупных водоемов, а также энергии воздушного потока.
Известна мобильная гидроветроэлектростанция, содержащая роторные ветроэнергетические установки, расположенные на палубах параллельно установленных лодок, между которыми расположены магнитно-электрические генераторы, кинематически связанные с ветроэнергетическими установками, что обеспечивает выработку электроэнергии одновременно от скоростного напора ветра и воды, а при отсутствии ветра гидроветроэлектростанция работает как гидроэлектростанция (см. патент РФ на полезную модель №107828, МПК F03D 3/00, опубл. 27.08.2011).
Недостатками известной гидроветроэлектростанции являются сложность конструкции и как следствие ненадежность ее работы.
Известна прибойная гидроэлектростанция, содержащая расположенную под водой волноприемную лопасть, установленную с возможностью качания вокруг оси, гидравлический насос и гидравлический двигатель с электрогенератором. Волноприемная лопасть выполнена со встроенным в ее средней части гидроаккумулятором и сливным баком, а гидравлический насос выполнен мембранным и двухсторонним. Упругие мембраны расположены с внешних сторон волноприемной лопасти (см. патент РФ №2291985, МПК F03B 13/14, опубл. 2007).
Недостатками известной прибойной гидроэлектростанции являются сложность конструкции и как следствие ненадежность ее работы.
Известна также принятая за прототип прибойная гидроэлектростанция, содержащая волноприемную лопасть, установленную с возможностью качания относительно оси, поршневой насос и гидротурбину (гидродвигатель) с электрогенератором, причем лопасть и поршневой насос расположены под уровнем воды и установлены с возможностью качания вокруг вертикальных осей, а рабочая поверхность лопасти выполнена переменной с помощью силового гидроцилиндра (см. патент РФ №2009367, МПК F03B 13/12, опубл. 1994).
Недостатками данной гидроэлектростанции являются сложность конструкции, необходимость установки уплотнений на поршневом насосе и прерывистая подача рабочей жидкости на гидромотор, связанная с характером работы поршневого насоса, что затрудняет промышленную выработку электроэнергии.
Задачей настоящего изобретения является повышение полноты совместного использования энергии прибойного потока, отливов и воздушного потока, а также упрощение конструкции прибойной гидроветроэлектростанции и ее эксплуатации.
Поставленная задача решается тем, что прибойная гидроветроэлектростанция содержит платформу с прорезью, закрепленную на поверхности моря в его прибрежной полосе, роторную установку, размещенную в прорези платформы с нахождением ее части под водой и состоящую из двух роторов, зеркально расположенных на общем валу, механически связанном с валом электрогенератора, каждый из которых выполнен в виде диска с лопастями в форме аэродинамических крыльев, расположенными с зазором относительно общего вала, двух обтекателей, каждый из которых установлен на общем валу перед соответствующим ротором и охватывает зазор между внутренними кромками лопастей, и двух конфузоров, и дополнительную притопленную платформу, закрепленную перед платформой со стороны моря, причем торцы лопастей роторов выполнены скошенными к оси общего вала, а конфузоры установлены на периферийных частях торцов лопастей роторов с образованием зазора с соответствующим обтекателем.
Поставленная задача решается также тем, что роторная установка может быть снабжена инерционным колесом, размещенным на общем валу между дисками роторов.
Поставленная задача решается также тем, что платформа может быть закреплена на поверхности моря при помощи опор или понтонов.
Поставленная задача решается также тем, что роторная установка размещена в прорези платформы с нахождением до 1/3 ее под водой.
Поставленная задача решается также тем, что дополнительная платформа притоплена на глубину 0,3-1 м от поверхности моря.
Поставленная задача решается также тем, что торцы лопастей каждого ротора скошены к оси общего вала под углом, составляющим 15-20 градусов, площадь поперечного сечения обтекателя составляет 25%-35% площади диска соответствующего ротора, а площадь проекции конфузора на диск составляет 35%-45% площади диска соответствующего ротора.
На фиг.1 представлена предлагаемая прибойная гидроветроэлектростанция.
На фиг.2 - вид А фиг.1.
На фиг.3 - вид Б фиг.1.
На фиг.4 - вид В фиг.1.
Предлагаемая гидроветроэлектростанция (фиг.1) содержит платформу 1 с прорезью 2, закрепленную на поверхности моря в его прибрежной полосе, роторную установку 3, размещенную в прорези 2 платформы 1 с нахождением ее части под водой, и дополнительную притопленную платформу 4, закрепленную перед платформой 1 со стороны моря и предназначенную для концентрации энергии потока прибойной волны. Роторная установка 3 состоит из двух роторов 5 (фиг.2, 3, 4), зеркально расположенных на общем валу 6, механически связанном через редуктор 7 с валом электрогенератора 8, каждый из которых выполнен в виде диска 9 с лопастями 10 в форме аэродинамических крыльев, расположенными с зазором относительно общего вала 6, двух обтекателей 11, каждый из которых установлен на общем валу 6 перед соответствующим ротором 5 и охватывает зазор между внутренними кромками лопастей 10, и двух конфузоров 12. Торцы лопастей 10 роторов 5 выполнены скошенными к оси общего вала 6, а конфузоры 12 установлены на периферийных частях торцов лопастей 10 роторов 5 с образованием зазора с соответствующим обтекателем 11. Для прохождения «мертвых» точек прибойной волны роторная установка 3 может быть снабжена инерционным колесом 13, размещенным на общем валу 6 между дисками 9 роторов 5. Платформа 1 может быть закреплена на поверхности моря при помощи опор 14 или понтонов 15. Роторная установка 3 размещена в прорези 2 платформы 1 с нахождением до 1/3 ее под водой. Нахождение установки 3 более ее 1/3 под водой снижает скорость вращения роторов 5 за счет увеличения трения. Нахождение установки 3 менее ее 1/3 под водой снижает эффективность влияния потока воды на ее производительность. Дополнительная платформа 4 притоплена на глубину 0,3-1 м от поверхности моря. Увеличение глубины притопления дополнительной платформы 4 более 1 м уменьшает концентрацию энергии водного потока. Так, на глубине 10 м энергия потока практически отсутствует. Уменьшение глубины притопления дополнительной платформы 4 менее 0,3 м также снижает концентрацию энергии водного потока за счет ее рассеивания на глубине до 0,3 м. Торцы лопастей 10 каждого ротора 5 скошены к оси общего вала 6 под углом, составляющим 15-20 градусов. Площадь поперечного сечения обтекателя 11 составляет 25%-35% площади диска 9 соответствующего ротора 5. Площадь проекции конфузора 12 на диск 9 составляет 35%-45% площади диска 9 соответствующего ротора 5. Такие геометрические соотношения получены экспериментально. Угол от 15 до 20 градусов обусловлен тем, что 15 градусов обеспечивают достаточную концентрацию потока ветра и потоков прибойной и приливной волн (скорость), увеличение больше 20 градусов будет положительно влиять на увеличение скорости потока ветра и воды, но потребуется неоправданное увеличение высоты лопастей 10. Уменьшение укрываемой площади дисков 9 обтекателями 11 меньше 25% уменьшает эффективность использования энергии потоков ветра и воды и усложняет конструкцию роторов 5, а увеличение больше 35% уменьшает рабочую поверхность дисков 9 и также снижает скорость вращения роторов 5. Укрытие конфузорами 12 по потоку ветра и воды дисков 9 меньше 35% приведет к резкому уменьшению скорости вращения роторов 5, а увеличение укрытия больше 45% площади дисков 9 сократит требуемый зазор между соответствующими конфузорами 12 и обтекателями 11 и также приведет к снижению скорости вращения роторов 5. Установка на ветер и прибойную волну не производится из-за параллельного ее движения берегу. Выход нагрузки электрогенератора 8 производится через преобразователь (условно не показан) и регулятор 16, электрически связанный с распределительным щитом 17. Кроме того, электрогенератор 8 связан с аккумуляторной батареей 18 (при малой мощности гидроветроэлектростанции). Редуктор 7, электрогенератор 8, преобразователь, регулятор 16, распределительный щит 17 и аккумуляторная батарея 18 размещены на платформе 1.
Работа описываемой прибойной гидроветроэлектростанции осуществляется следующим образом.
Поток ветра поступает на обтекатель 11 и в конфузор 12 ротора 5, обращенного в сторону моря, одновременно усиленный притопленной платформой 4 поток прибойной волны поступает в находящуюся под водой часть конфузора 12 этого ротора 5. В конфузоре 12 оба потока ускоряются и с большой скоростью попадают сразу на все лопасти 10 ротора 5, обращенного в сторону моря. Отдав часть своей кинетической энергии лопастям 10, воздушный поток и поток прибойной волны попадают на диск 9 ротора 5, где происходит их торможение о лопасти 10 и диск 9. Здесь оба потока меняют свое направление движения на 90 градусов, а затем покидают объем ротора 5 через расширяющиеся отверстия, образованные смежными лопастями 10 и внутренней поверхностью конфузора 12. Кинетическая энергия обоих потоков, преобразованная в механическую энергию общего вала 6, запасается инерционным колесом 13, поддерживающим вращение вала 6 при прохождении «мертвых» точек прибойной волны, и передается через редуктор 7 на вал электрогенератора 8 для выработки электроэнергии. При движении прибойной волны от берега в море поток прибойной волны поступает в находящуюся под водой часть конфузора 12 ротора 5, обращенного в сторону берега, лопасти 10 которого закручены в противоположную сторону. Кинетическая энергия этого потока, преобразованная в механическую энергию общего вала 6, также запасается инерционным колесом 13 и передается через редуктор 7 на вал электрогенератора 8 для выработки электроэнергии. Аналогично преобразуется энергия отливов.
Таким образом, использование предлагаемой прибойной гидроветроэлектростанции позволит повысить полноту использования энергии ветрового, прибойного и отливного потоков, а также существенно упростить ее конструкцию и эксплуатацию.
Claims (7)
1. Прибойная гидроветроэлектростанция, содержащая платформу с прорезью, закрепленную на поверхности моря в его прибрежной полосе, роторную установку, размещенную в прорези платформы с нахождением ее части под водой и состоящую из двух роторов, зеркально расположенных на общем валу, механически связанном с валом электрогенератора, каждый из которых выполнен в виде диска с лопастями в форме аэродинамических крыльев, расположенными с зазором относительно общего вала, двух обтекателей, каждый из которых установлен на общем валу перед соответствующим ротором и охватывает зазор между внутренними кромками лопастей, и двух конфузоров, и дополнительную притопленную платформу, закрепленную перед платформой со стороны моря, причем торцы лопастей роторов выполнены скошенными к оси общего вала, а конфузоры установлены на периферийных частях торцов лопастей роторов с образованием зазора с соответствующим обтекателем.
2. Гидроветроэлектростанция по п.1, отличающаяся тем, что роторная установка снабжена инерционным колесом, размещенным на общем валу между дисками роторов.
3. Гидроветроэлектростанция по п.1 или 2, отличающаяся тем, что платформа закреплена на поверхности моря при помощи опор.
4. Гидроветроэлектростанция по п.1 или 2, отличающаяся тем, что платформа закреплена на поверхности моря при помощи понтонов.
5. Гидроветроэлектростанция по п.1 или 2, отличающаяся тем, что роторная установка размещена в прорези платформы с нахождением до 1/3 ее под водой.
6. Гидроветроэлектростанция по п.1 или 2, отличающаяся тем, что дополнительная платформа притоплена на глубину 0,3-1 м от поверхности моря.
7. Гидроветроэлектростанция по п.1 или 2, отличающаяся тем, что торцы лопастей каждого ротора скошены к оси общего вала под углом, составляющим 15-20°, площадь поперечного сечения обтекателя составляет 25-35 % площади диска соответствующего ротора, а площадь проекции конфузора на диск составляет 35-45 % площади диска соответствующего ротора.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011144486/06A RU2478826C1 (ru) | 2011-11-03 | 2011-11-03 | Прибойная гидроветроэлектростанция |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011144486/06A RU2478826C1 (ru) | 2011-11-03 | 2011-11-03 | Прибойная гидроветроэлектростанция |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2478826C1 true RU2478826C1 (ru) | 2013-04-10 |
Family
ID=49152350
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011144486/06A RU2478826C1 (ru) | 2011-11-03 | 2011-11-03 | Прибойная гидроветроэлектростанция |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2478826C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2644793C2 (ru) * | 2015-01-13 | 2018-02-14 | ТЗОО ИН Энтерпрайз Ко., Лтд. | Береговая гидроэлектрическая установка для генерирования электрической энергии |
RU2775945C1 (ru) * | 2021-02-15 | 2022-07-12 | Виолен Макарович Любченко | Волновая установка |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2009367C1 (ru) * | 1991-07-01 | 1994-03-15 | Анатолий Георгиевич Судиловский | Прибойная гидроэлектростанция |
UA37802U (en) * | 2008-06-27 | 2008-12-10 | Григорий Яковлевич Сергиенко | Hydro-wind electric power plant |
WO2010042069A2 (en) * | 2008-10-07 | 2010-04-15 | Vestas Wind Systems A/S | Offshore wind and water turbine generator system for electrical power |
WO2010080045A1 (en) * | 2009-01-08 | 2010-07-15 | Sea For Life, Lda. | Device for generating energy from the motion of sea waves |
RU107828U1 (ru) * | 2010-12-22 | 2011-08-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенская государственная технологическая академия" | Мобильная ветро-гидроэлектростанция |
UA63677U (en) * | 2011-08-10 | 2011-10-10 | Николай Владимирович Мирчук | Hydraulic wind-driven electric power station |
-
2011
- 2011-11-03 RU RU2011144486/06A patent/RU2478826C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2009367C1 (ru) * | 1991-07-01 | 1994-03-15 | Анатолий Георгиевич Судиловский | Прибойная гидроэлектростанция |
UA37802U (en) * | 2008-06-27 | 2008-12-10 | Григорий Яковлевич Сергиенко | Hydro-wind electric power plant |
WO2010042069A2 (en) * | 2008-10-07 | 2010-04-15 | Vestas Wind Systems A/S | Offshore wind and water turbine generator system for electrical power |
WO2010080045A1 (en) * | 2009-01-08 | 2010-07-15 | Sea For Life, Lda. | Device for generating energy from the motion of sea waves |
RU107828U1 (ru) * | 2010-12-22 | 2011-08-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенская государственная технологическая академия" | Мобильная ветро-гидроэлектростанция |
UA63677U (en) * | 2011-08-10 | 2011-10-10 | Николай Владимирович Мирчук | Hydraulic wind-driven electric power station |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2644793C2 (ru) * | 2015-01-13 | 2018-02-14 | ТЗОО ИН Энтерпрайз Ко., Лтд. | Береговая гидроэлектрическая установка для генерирования электрической энергии |
RU2775945C1 (ru) * | 2021-02-15 | 2022-07-12 | Виолен Макарович Любченко | Волновая установка |
RU2791367C1 (ru) * | 2022-05-23 | 2023-03-07 | Виолен Макарович Любченко | Волновая установка |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Lagoun et al. | Ocean wave converters: State of the art and current status | |
WO2020220634A1 (zh) | 一种具有振荡水柱式波浪能发电装置的方箱型浮式防波堤 | |
CN103925159A (zh) | 海上发电设备 | |
CN201810470U (zh) | 一种利用波浪能和潮流能发电的组合装置 | |
CN104314741A (zh) | 一种利用水轮机的双浮体式波浪能发电装置 | |
CN101975133A (zh) | 可调整叶片角度水轮机发电装置 | |
CN105649884A (zh) | 海上风能与海洋潮流能联合发电平台 | |
CN102278265A (zh) | 一种利用水波浪能和风能互补发电的发电方法及装置 | |
CN209741790U (zh) | 集成波浪能与潮流能发电装置的梳式防波堤 | |
Qiu et al. | Experimental study on a pendulum wave energy converter | |
LU500030B1 (en) | Oscillating water-column wave energy power generation apparatus combined with tesla turbine | |
CN201416515Y (zh) | 海上风力发电装置 | |
CN106762367B (zh) | 一种波浪能发电装置 | |
RU2478826C1 (ru) | Прибойная гидроветроэлектростанция | |
CN109469578A (zh) | 一种风电/海洋能互补性发电消波装置 | |
Aubry et al. | Wave energy converters | |
CN104389725A (zh) | 一种利用气轮机的多浮子式波浪能装置 | |
Samad et al. | Marine power technology—wave energy | |
CN114738189A (zh) | 一种新型浮式海上风浪综合利用系统 | |
EP2961979B1 (en) | Modular floating pier with integrated generator of energy from renewable sources | |
RU192257U1 (ru) | Генератор с гидроприводом от морского прилива | |
RU183408U1 (ru) | Турбогенератор с гидроприводом от морского течения | |
CN202325997U (zh) | 一种垂直轴大功率海洋能发电装置 | |
RU2509913C2 (ru) | Устройство преобразования набегающего водного потока в электроэнергию | |
KR101259566B1 (ko) | 파력발전기 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20161104 |