Изобретение относится к энергетике, в частности к возобновляемым источникам энергии, и предназначено для генерации электроэнергии из прибрежных волн за счет их подъема и спада.The invention relates to energy, in particular to renewable energy sources, and is intended to generate electricity from coastal waves due to their rise and fall.
Известен способ получения электроэнергии из морских или океанских волн (электрогенератор «CorPower Ocean» http://www.corpowerocean.com/). Недостатком этого устройства является необходимость достаточной глубины в месте расположения устройства, расположение низкоэффективного линейного электрогенератора под водой, сложность механической части. Как следствие, дороговизна устройства, нерациональное использование территории прибоя для забора волновой энергии, тем более что волновая энергия распространяется только по поверхности, максимальный размах волны - недалеко от берега, на небольшой глубине.A known method of generating electricity from sea or ocean waves (generator "CorPower Ocean" http://www.corpowerocean.com/). The disadvantage of this device is the need for sufficient depth at the location of the device, the location of the low-efficiency linear electric generator under water, the complexity of the mechanical part. As a result, the high cost of the device, the irrational use of the surf for the collection of wave energy, especially since wave energy spreads only along the surface, the maximum wave span is not far from the shore, at a shallow depth.
Задачей изобретения является создание устройства, позволяющего производить забор волновой энергии с поверхности волн недалеко от берега на небольшой глубине, где максимальная волновая амплитуда, работа которого слабо зависит от искаженной формы волны, вносимой гребнем (буруном).The objective of the invention is to provide a device that allows the collection of wave energy from the surface of the waves near the coast at a shallow depth, where the maximum wave amplitude, the work of which weakly depends on the distorted waveform introduced by the crest (breaker).
Технический эффект изобретения достигается путем создания устройства, которое с помощью рычага с поплавком вращает круговые генераторы, расположенные над поверхностью воды (под водой генератор устанавливать технически сложно), в котором используется фактор направления движения волн и свойство баллонов тороидальной формы в движении преодолевать крупные препятствия.The technical effect of the invention is achieved by creating a device that rotates circular generators located above the water surface using a lever with a float (it is technically difficult to install the generator under water), which uses the factor of the direction of wave movement and the property of toroidal cylinders to overcome large obstacles in movement.
Для достижения указанной задачи в морском волновом электрогенераторе для выработки электроэнергии, содержащем башенку с опорой на дне, держатель, установленный на верху башенки, один или два генератора, установленные на верху держателя, рычаг с поплавком на оси одного из его концов, механизм одностороннего вращения и шестерню, согласно изобретению держатель установлен с возможностью разворота в каждую из сторон, поплавок выполнен в виде тележки с килем и баллонами тороидальной формы, установленными на осях вращения по краям тележки, другой конец рычага с двух сторон соединен с осью махового колеса, установленного внутри держателя, при этом на оси махового колеса расположен механизм одностороннего вращения, а шестерня установлена на оси одного или двух генераторов и зацеплена с маховым колесом.To achieve this goal, in a marine wave electric generator for generating electricity, containing a turret with a support at the bottom, a holder mounted on top of the turret, one or two generators mounted on top of the holder, a lever with a float on the axis of one of its ends, a one-way rotation mechanism and gear, according to the invention, the holder is mounted with a possibility of a turn in each of the parties, the float is made in the form of a cart with a keel and toroidal cylinders mounted on the axis of rotation along the edges of the cart, the two ends of the lever are connected on both sides to the axis of the flywheel installed inside the holder, while the one-way rotation mechanism is located on the axis of the flywheel, and the gear is mounted on the axis of one or two generators and engaged with the flywheel.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен вид устройства сбоку, на фиг. 2 - с фронта, на фиг. 3 - конструкция внутри держателя (вид с фронта), на фиг. 4 - конструкция внутри держателя (вид сбоку).The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a side view of the device, in FIG. 2 - from the front, in FIG. 3 shows a structure inside the holder (front view), FIG. 4 - design inside the holder (side view).
Предлагаемое устройство состоит из башенки 1 с опорой 2, держателя 3 на верху башенки с возможностью разворота в каждую из сторон на оси 8 до ограничителя, генераторов 4 на верху держателя 3, рычага 5, поплавка на оси 10 внизу рычага 5 в виде тележки 9 с килем 7 и баллонами тороидальной формы 6 на осях вращения 11 по краям тележки. Внутри держателя 3 с возможностью вращения находится втулка 14 с маховым колесом 15. Втулка 14 соединена с осью 12, к которой с двух сторон закреплен рычаг 5, через механизмы одностороннего вращения (храповики) 13. Шестерня 16 на оси 17 генераторов 4 зацеплена с маховым колесом 15.The proposed device consists of a turret 1 with a support 2, a holder 3 at the top of the turret with the possibility of a turn to each side on the axis 8 to the limiter, generators 4 at the top of the holder 3, lever 5, a float on the axis 10 at the bottom of the lever 5 in the form of a cart 9 s keel 7 and balloons of toroidal shape 6 on the axes of rotation 11 along the edges of the cart. Inside the holder 3 is rotatably located a sleeve 14 with a flywheel 15. The sleeve 14 is connected to the axis 12, to which the lever 5 is fixed on both sides, through one-way rotation mechanisms (ratchets) 13. The gear 16 on the axis 17 of the generators 4 is engaged with the flywheel fifteen.
Работает устройство следующим образом. Волна килем 7 ориентирует держатель 3 рычагом 5 по направлению движения в сторону берега на оси 8, поднимает рычаг 5 за счет баллонов 6 и с помощью механизма одностороннего вращения 13 раскручивает маховое колесо 15, которое в свою очередь вращает шестерню 16 с генераторами. Генераторы 4 вырабатывают электроэнергию. После прохождения волны рычаг 5 падает, но т.к. вступают в работу механизмы одностороннего вращения 13 маховое колесо 15 продолжает вращаться. Следующая волна повторяет цикл, т.е. идет периодическая «подкрутка» махового колеса. Электрический ток через провода (не показаны) поступает на берег (контроллер зарядки, батарея, инвертор и т.д.). Провод идет петлей от генератора внутрь башенки и далее по дну на потребителя.The device operates as follows. The wave by keel 7 orientes the holder 3 with the lever 5 in the direction of movement towards the coast on the axis 8, raises the lever 5 due to the cylinders 6 and, using the mechanism of one-way rotation 13, untwists the flywheel 15, which in turn rotates the gear 16 with the generators. Generators 4 generate electricity. After the passage of the wave, the lever 5 falls, but because one-way rotation mechanisms come into operation 13 flywheel 15 continues to rotate. The next wave repeats the cycle, i.e. there is a periodic "twist" of the flywheel. Electric current flows through wires (not shown) to the shore (charging controller, battery, inverter, etc.). The wire is looped from the generator into the turret and further down the bottom to the consumer.
Тележка 9 может свободно вращаться вокруг оси 10 рычага 5 для автокомпенсации разности сил всплытия баллонов 6 на краях оси 10. Баллоны тороидальной формы 6 за счет большого диаметра и возможности независимого вращения на оси 11 легко перекатываются через закрученный гребень волны. Киль 7 использует фактор направления движения волн в сторону берега, «вытягивает» тележку 9, рычаг 5 вместе с держателем 3 (с возможностью разворота в обе стороны на оси 8) по направлению движения волн, чем оптимизируется забор энергии. Ограничители разворота держателя 3 на оси 8 необходимы для исключения перекручивания электропровода от генераторов 4. Один генератор или два (место второго генератора на чертежах показано пунктиром) - в зависимости от их наличия по мощности и средней энергии (амплитуды) волн в ареале использования устройства.The trolley 9 can freely rotate around the axis 10 of the lever 5 to automatically compensate for the difference in the ascent forces of the cylinders 6 at the edges of the axis 10. Due to the large diameter and the possibility of independent rotation on the axis 11, the toroidal shaped cylinders 6 easily roll over the twisted wave crest. Kiel 7 uses the factor of the direction of wave movement towards the coast, “pulls” the trolley 9, the lever 5 together with the holder 3 (with the possibility of a turn in both directions on the axis 8) in the direction of wave movement, thereby optimizing the energy intake. The rotation limiters of the holder 3 on the axis 8 are necessary to prevent twisting of the electric wire from the generators 4. One generator or two (the place of the second generator in the drawings is indicated by a dotted line) - depending on their availability in terms of power and average energy (amplitude) of the waves in the area of use of the device.
Устройства работают в группе.Devices work in a group.
