RU2758213C1 - Marine heat generator - Google Patents
Marine heat generator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2758213C1 RU2758213C1 RU2021101381A RU2021101381A RU2758213C1 RU 2758213 C1 RU2758213 C1 RU 2758213C1 RU 2021101381 A RU2021101381 A RU 2021101381A RU 2021101381 A RU2021101381 A RU 2021101381A RU 2758213 C1 RU2758213 C1 RU 2758213C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- liquid
- energy
- float
- reservoir
- pump
- 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"
- F03B13/18—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" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore
- F03B13/1805—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" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore and the wom is hinged to the rem
- F03B13/181—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" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore and the wom is hinged to the rem for limited rotation
- F03B13/1815—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" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore and the wom is hinged to the rem for limited rotation with an up-and-down movement
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24V—COLLECTION, PRODUCTION OR USE OF HEAT NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F24V50/00—Use of heat from natural sources, e.g. from the sea
-
- 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
Abstract
Description
Изобретение относится к области морской энергетики и может быть использовано для преобразования энергии колебаний поплавка на волнах водоёмов в энергию тепловых потоков для отопления прибрежных домов и зданий горячей жидкостью. The invention relates to the field of marine energy and can be used to convert the energy of vibrations of a float on waves of reservoirs into the energy of heat flows for heating coastal houses and buildings with a hot liquid.
Известны технические решения по преобразованию энергии морских волн в энергию движущейся в трубах воды для водоснабжения прибрежных потребителей.Known technical solutions for converting the energy of sea waves into the energy of water moving in pipes for water supply to coastal consumers.
Наиболее близким к изобретению техническим решением является приливная энергетическая установка (см. RU 2 099587 C1, 20.12.1997), содержащая вертикальный цилиндр, размещённый на грунте водоёма, поршень, соединённый с поплавком, образующий внутри цилиндра камеры повышенного давления. Однако пульсирующее давление, образованное прототипом, не может быть напрямую преобразовано в тепловую энергию горячей воды, движущейся по трубам, без использования принципиально новых технических решений. The closest technical solution to the invention is a tidal power plant (see
Техническим результатом настоящего изобретения является энергетическая установка, осуществляющая нагрев воды под избыточным давлением для систем отопления домов и зданий в воде и на берегу, используя энергию морских волн.The technical result of the present invention is a power plant that heats water under excess pressure for heating systems of houses and buildings in water and on the shore, using the energy of sea waves.
Технический результат изобретения достигается тем, что в преобразовании волновой энергии моря в энергию жидкости, используется верхний подвижный поплавок, плавающий на поверхности водоёма, нижний поплавок, неподвижный относительно дна водоёма, а также насос двухстороннего действия, совершающий возвратно-поступательные движения, при этом верхний подвижной поплавок, скреплён с цилиндром насоса, а нижний неподвижный поплавок скреплённый с поршнем насоса, присоединён ко дну водоёма с помощью троса, а с помощью гидропневматического аккумулятора, сообщенного с насосом двухстороннего действия и выполненного в виде бака, часть объёма которого занято воздушными колпаками, предварительно заполненными газом под давлением, осуществляется непрерывное движение жидкости на входе по крайней мере в одно устройство ускорения и нагрева жидкости, состоящее из цилиндрической трубы, улитки, циклона и тормозного элемента, соединенного с системой водяного отопления. The technical result of the invention is achieved by the fact that in the transformation of the wave energy of the sea into the energy of the liquid, an upper movable float floating on the surface of the reservoir, the lower float, stationary relative to the bottom of the reservoir, as well as a double-acting pump making reciprocating movements, is used, while the upper movable the float, fastened to the pump cylinder, and the lower fixed float, fastened to the pump piston, is connected to the bottom of the reservoir with a cable, and with the help of a hydropneumatic accumulator connected with a double-acting pump and made in the form of a tank, part of the volume of which is occupied by air caps, pre-filled gas under pressure, continuous movement liquid at the inlet to at least one device for accelerating and heating the liquid, consisting of a cylindrical pipe, a volute, a cyclone and a braking element connected to a water heating system.
Краткое описание чертежей. Brief description of the drawings.
На Фиг.1 представлен морской теплогенератор, содержащий поплавок 1, цилиндр 2, поршень 3 со штоком 4, скрепленные через нижний неподвижный поплавок 7 тросом 5 с грузом 6. Figure 1 shows a marine heat generator containing a float 1, a
На Фиг.2 изображен гидропневматический аккумулятор, состоящий из четырех частей, в котором часть обьёма занимает воздух, содержащийся под давлением в воздушных колпаках 15. Figure 2 shows a hydropneumatic accumulator, consisting of four parts, in which part of the volume is occupied by the air contained under pressure in the
На Фиг.3 представлен воздушный колпак, в котором через ниппель 20 закачивается в эластичную резиновую трубку 19 воздух под давлением. Figure 3 shows an air cap in which air under pressure is pumped through a
На Фиг.4 изображена гидравлическая схема соединения теплогенератора, содержащая цилиндр 1, поршень 4, гидропневматический аккумулятор, сумматор 22, делитель потока 24 и устройство нагрева и ускорения жидкости 23. Figure 4 shows a hydraulic connection diagram of a heat generator containing a cylinder 1, a
Энергия морских волн при вертикальном возвратно- поступательном движении поплавка вверх на гребень набегающей волны и вниз во впадину преобразуется в энергию жидкости под давлением. На Фиг. 1 представлен морской теплогенератор, содержащий поплавок 1 с присоединённым к нему цилиндром 2, поршень 3 со штоком 4, причём шток 4 с помощью троса 5 скреплён с грузом 6, лежащим на дне водоёма. Нижняя часть штока 4 соединена с нижним неподвижным поплавком 7 с установленной в ней электрической лебёдкой 8, а на верхней части штока размещен пульт управления лебёдкой 9 с электрическими проводами. The energy of sea waves during the vertical reciprocating movement of the float up to the crest of the incident wave and down into the depression is converted into the energy of the fluid under pressure. FIG. 1 shows a marine heat generator containing a float 1 with a
При всплытии на гребень набегающей волны поплавка 1 и цилиндра 2 в полости 10 создаётся избыточное давление, связанное с сжатием объёма жидкости между неподвижным поршнем 3 и движущейся вверх нижней крышкой 11 цилиндра 2. В этом случае натяжение троса 5 соответствует выталкивающим силам поплавка 1 и нижнего неподвижного поплавка 7. When the float 1 and
При перемещении поплавка 1 с цилиндром 2 вниз во впадину волны создаётся избыточное давление в полости 12, связанное с сжатием объёма жидкости между неподвижным поршнем 3 и движущейся вниз верхней крышкой 13 цилиндра 2. В этом случае натяжение троса 5 соответствует разности выталкивающих сил поплавка 1 и нижнего неподвижного поплавка 7. При этом длина троса 5 регулируется лебёдкой 8 в необходимых пределах, учитывающих ход поршня насоса, высоту волны и глубину водоёма в месте постановки изделия. Преобразование неравномерных подач объёмов жидкости под давлением в непрерывное движение жидкости производится с помощью гидропневматического аккумулятора и последовательной подачи объёмов жидкости из двух напорных камер поршневого насоса. When the float 1 with the
Прерывистые объёмы жидкости от поршневого насоса поступают в гидропневматический аккумулятор 14 (Фиг.2). Intermittent volumes of liquid from the piston pump enter the hydropneumatic accumulator 14 (Fig. 2).
Гидропневматический аккумулятор 14 состоит из четырех частей, разделённых вертикальными перегородками, каждая часть которого через устройство для нагрева и ускорения жидкости 17 соединена с потребителем с помощью гибких шлангов 16. The
В Гидропневматическом аккумуляторе 14 определённую часть объёма занимает воздух, содержащийся в воздушных колпаках 15, предварительно заполненных газом под давлением. При избыточной подаче жидкости из насоса в гидропневматический аккумулятор, часть объёма размещается в нём за счёт сжатия воздушных колпаков и повышения в них давления. In the
На Фиг.3 представлен воздушный колпак 21, состоящий из металлической трубки 18 с радиальными отверстиями и заглушенным нижним концом, на который надета эластичная резиновая трубка 19. Верхний и нижний концы резиновой трубки 19 герметично соединены с трубкой 18, в верхней части которой установлен воздушный ниппель 20. Колпаки устанавливаются в гидропневматическом аккумуляторе 14, в верхнем торце которого содержатся элементы герметизации колпаков. Figure 3 shows an
В случае, когда давление газа внутри резиновой трубки 19 превышает давление жидкости, подаваемой насосом в гидропневматический аккумулятор 14, газ в трубке расширяется и колпак отдаёт расширенный объём жидкости в отводящую линию и наоборот. Таким образом, в каждом полупериоде действия насоса поддерживается непрерывное движение жидкости с малой величиной пульсаций давления. In the case when the gas pressure inside the
На Фиг.4 представлена гидравлическая схема соединений теплогенератора, которая предусматривает последовательную подачу жидкости в систему от напорных камер поршневого насоса через гидропневматический аккумулятор практически без интервалов между полупериодами. Figure 4 shows a hydraulic diagram of connections of a heat generator, which provides for a sequential supply of fluid to the system from the pressure chambers of a piston pump through a hydropneumatic accumulator practically without intervals between half-periods.
Цилиндр 1 качается на волнах вместе с поплавком 5, создавая в камерах 2 и 3 поочерёдно зоны избыточного давления и разряжения относительно неподвижного поршня 4, соединённого тросом 6 со дном водоёма. The cylinder 1 sways on the waves together with the
В первом полупериоде жидкость под давлением из полости 2 попадает в левый гидропневматический аккумулятор, где величина пульсации давления снижается до минимума, после чего через верхнюю часть сумматора 22 поступает в устройство по ускорению и нагреву жидкости 23. На выходе из устройства установлен делитель потока 24, правая часть которого перераспределяет горячей поток жидкости в радиатор 25, соединенный на выходе со сливной полостью 3. In the first half-period, liquid under pressure from
Во втором полупериоде жидкость под давлением из полости 3 через клапан 26 попадает в правый аккумулятор, после чего через нижнюю часть сумматора 22 поступает в устройство по ускорению и нагреву жидкости 23, затем в левую часть делителя 24, соединенную с радиатором 25, который на выходе подключен к сливной полости 2. Устройство по ускорению и нагреву жидкости 23 состоит из цилиндрической трубы, улитки, циклона и тормозного элемента.In the second half-period, the liquid under pressure from the
Авторами настоящего изобретения создан экспериментальный стенд, предназначенный для исследований параметров устройства для ускорения и нагрева жидкости, аналогом которого является изобретение (см. RU 2 223 452 С1, 10.02.2004). The authors of the present invention have created an experimental stand designed to study the parameters of a device for accelerating and heating a liquid, an analogue of which is the invention (see RU 2 223 452 C1, 10.02.2004).
Стенд оснащён центробежным насосом Helix V(F) с преобразователем частоты VLT HVAC Basic Drive FC, а также средствами контроля расхода, температуры и давления жидкости. The stand is equipped with a Helix V (F) centrifugal pump with a VLT HVAC Basic Drive FC frequency converter, as well as with liquid flow, temperature and pressure control devices.
Стенд позволил, варьируя производительностью и давлением жидкости, изменяемых в достаточно широких пределах, экспериментально оценить значения тепловой мощности в зависимости от неравномерности расхода через устройство ускорения и нагрева жидкости. The stand made it possible, by varying the productivity and pressure of the liquid, varied within a fairly wide range, to experimentally evaluate the values of the thermal power depending on the unevenness of the flow through the device for accelerating and heating the liquid.
Установлено, что при неравномерности расхода жидкости через устройство в пределах 15%, изменение производимой тепловой мощности не превышает 10%. Результаты испытаний удовлетворительно согласуются с оценкой производительности поршневого насоса, использующего предложенные технические решения и составляют: It was found that if the uneven flow of liquid through the device is within 15%, the change in the heat output does not exceed 10%. The test results are in satisfactory agreement with the assessment of the performance of the piston pump using the proposed technical solutions and are:
-расход жидкости- 14 м3/ч при давлении до 2 атм; - liquid consumption - 14 m 3 / h at a pressure of up to 2 atm;
- температура нагрева воды- до 95°С- water heating temperature - up to 95 ° С
- теплопроизводительность –5000 Вт.- heating capacity –5000 W.
Таким образом, заявляемый технический результат по преобразованию энергии морских волн в энергию горячей жидкости систем отопления –– можно считать достигнутым. При этом: Thus, the claimed technical result of converting the energy of sea waves into the energy of a hot liquid of heating systems can be considered achieved. Wherein:
·Суточная выработка энергии морским теплогенератором в тысячи раз больше выработки энергии солнечными батареями аналогичной мощности; · The daily energy output by a marine heat generator is thousands of times higher than that of solar panels of the same capacity;
Срок службы теплогенератора практически не ограничен. The service life of the heat generator is practically unlimited.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021101381A RU2758213C1 (en) | 2021-01-22 | 2021-01-22 | Marine heat generator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021101381A RU2758213C1 (en) | 2021-01-22 | 2021-01-22 | Marine heat generator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2758213C1 true RU2758213C1 (en) | 2021-10-26 |
Family
ID=78289725
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021101381A RU2758213C1 (en) | 2021-01-22 | 2021-01-22 | Marine heat generator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2758213C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4076463A (en) * | 1976-10-26 | 1978-02-28 | Mordechai Welczer | Wave motor |
JPS60249674A (en) * | 1984-05-26 | 1985-12-10 | Fujikura Ltd | Heat generator using wave force |
WO1996002748A1 (en) * | 1994-07-19 | 1996-02-01 | Ottersen Hans Olav | Wavemotor with basin |
RU2099587C1 (en) * | 1995-08-15 | 1997-12-20 | Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения РАН | Tidal power plant |
RU2223452C1 (en) * | 2002-07-09 | 2004-02-10 | Калиниченко Александр Борисович | Heat generator for heating liquid medium |
-
2021
- 2021-01-22 RU RU2021101381A patent/RU2758213C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4076463A (en) * | 1976-10-26 | 1978-02-28 | Mordechai Welczer | Wave motor |
JPS60249674A (en) * | 1984-05-26 | 1985-12-10 | Fujikura Ltd | Heat generator using wave force |
WO1996002748A1 (en) * | 1994-07-19 | 1996-02-01 | Ottersen Hans Olav | Wavemotor with basin |
RU2099587C1 (en) * | 1995-08-15 | 1997-12-20 | Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения РАН | Tidal power plant |
RU2223452C1 (en) * | 2002-07-09 | 2004-02-10 | Калиниченко Александр Борисович | Heat generator for heating liquid medium |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4466244A (en) | Power generation | |
AU2003277363B8 (en) | Sea wave energy converter | |
US7735317B2 (en) | Buoyancy pump power system | |
AU2005316494B2 (en) | Buoyancy pump power system | |
US20070253841A1 (en) | Wave Energy Converter | |
US4222238A (en) | Apparatus for obtaining energy from wave motion | |
US5473892A (en) | Apparatus for generating high pressure fluid in response to water weight changes caused by waves | |
RU2758213C1 (en) | Marine heat generator | |
US6729857B2 (en) | Water pressure multiplier energy generation system | |
EP0190126A1 (en) | Power generation | |
US3994132A (en) | Apparatus for converting heat energy to mechanical energy | |
JP2018013129A (en) | Wave energy electrical power generation system | |
RU2770360C1 (en) | Sea water desalination method | |
RU120722U1 (en) | WAVE POWER PLANT WITH HYDROTURBINE | |
US8997474B2 (en) | Differential fluid pressure energy conversion system | |
CN211852042U (en) | Automatic drainage equipment suitable for point floating type wave power generation device | |
RU2813968C1 (en) | Thermoelectric pulse generator | |
RU2016224C1 (en) | Wave pneumatic converter | |
RU2021109629A (en) | Wave heat generator | |
RU2549006C2 (en) | Sea wave energy conversion unit | |
JP3238471U (en) | wave power generator | |
RU2075630C1 (en) | Water energy converting machine | |
CN111287884A (en) | Automatic drainage equipment and method suitable for point floating type wave power generation device | |
TW201712227A (en) | Pump system | |
RU2046995C1 (en) | Wave-energy hydroelectric power plant |