RU2803563C1 - Wave hydroelectric power plant - Google Patents

Wave hydroelectric power plant Download PDF

Info

Publication number
RU2803563C1
RU2803563C1 RU2022132487A RU2022132487A RU2803563C1 RU 2803563 C1 RU2803563 C1 RU 2803563C1 RU 2022132487 A RU2022132487 A RU 2022132487A RU 2022132487 A RU2022132487 A RU 2022132487A RU 2803563 C1 RU2803563 C1 RU 2803563C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hydroelectric power
gear
power station
rotation
lifting support
Prior art date
Application number
RU2022132487A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Викторович Михайлов
Original Assignee
Владимир Викторович Михайлов
Filing date
Publication date
Application filed by Владимир Викторович Михайлов filed Critical Владимир Викторович Михайлов
Application granted granted Critical
Publication of RU2803563C1 publication Critical patent/RU2803563C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: wave hydroelectric power plants.
SUBSTANCE: hydroelectric power plant includes a lifting support 1 adapted for its installation in the ground of the water basin and height adjustment, a turntable 2 interacting with the support 1 adapted for its rotation. On the platform 2 there are upper supports 3 with fixed linear guides, which provide vertical reciprocating movement of the gear racks 5 passing through the holes in the platform 2. On the platform 2, the main and auxiliary shafts connected by a common gear are installed in the guides. An electric generator 11 is fixed at the end of the main shaft. The main and auxiliary shafts comprise pairs of gears with overrunning clutches located opposite each other configured for interacting with the corresponding racks 5 to transmit rotation to the electric generator 11. Rods 12 with floats 13 are installed at the lower end of the rack 5.
EFFECT: improving the efficiency of the device while simplifying the design.
10 cl, 2 ex, 5 dwg

Description

Предложенное техническое решение относится к энергетическим установкам и может быть использовано для получения электрической энергии от морских/речных волн за счет образующихся волновых вертикальных подъемов и спадов.The proposed technical solution relates to power plants and can be used to obtain electrical energy from sea/river waves due to the resulting wave vertical rises and falls.

В настоящее время конструкция используемых гидроэлектростанций (далее ГЭС) не претерпевает существенных изменений и достигла пика своего эволюционного развития, однако задачи по повышению мощности, КПД, эффективности работы ГЭС, стоят как никогда остро, в связи с постоянным поднятием цен на топливо и его образующемся дефиците во многих районах на планете.Currently, the design of hydroelectric power plants (hereinafter referred to as HPPs) does not undergo significant changes and has reached the peak of its evolutionary development, however, the tasks of increasing power, efficiency, and operating efficiency of HPPs are more acute than ever, due to the constant rise in fuel prices and its emerging shortage in many areas on the planet.

Широко известны ГЭС плотинного типа, построенные на основе основательных конструкций и имеющие модули преобразования энергии воды, пропущенной через плотину, однако их эффективность и КПД работы недостаточно высока, а конструкция сложная и громоздкая и может применяться далеко не везде.Dam-type hydroelectric power plants are widely known, built on the basis of solid structures and having modules for converting the energy of water passed through the dam, but their efficiency and operating efficiency are not high enough, and the design is complex and cumbersome and cannot be used everywhere.

В качестве прототипа может быть принят патент RU 2715612 С1, 02.03.2020, раскрывающий конструкцию модульной установки преобразования энергии волн, содержащей основание со стойками, поплавок на штанге, соединенный с валом отбора мощности, на котором установлена муфта, для соединения с электрогенератором, при этом колебания рабочего тела передаются на вилку, внутри которой на общем валу с вилкой установлен храповой барабан, контактирующий зубьями с двумя собачками, одна установлена на вилке, другая на основании, а также спиральной пружиной внутри храпового барабана, верхний конец которой закреплен на корпусе храпового барабана, нижний конец закреплен на валу отбора мощности, на который нагружен редуктор, соединенный с электрогенератором.Patent RU 2715612 C1, 03/02/2020, which discloses the design of a modular installation for converting wave energy, containing a base with stands, a float on a rod connected to a power take-off shaft on which a coupling is installed, for connection to an electric generator, can be accepted as a prototype, while vibrations of the working fluid are transmitted to the fork, inside of which a ratchet drum is installed on a common shaft with the fork, which is in contact with teeth with two pawls, one mounted on the fork, the other on the base, as well as a spiral spring inside the ratchet drum, the upper end of which is fixed to the body of the ratchet drum, the lower end is fixed to the power take-off shaft, on which the gearbox connected to the electric generator is loaded.

Его недостатком является то, что при достаточно сложной конструкции устройство имеет низкую эффективность и КПД, поскольку вырабатывает энергию лишь в момент, когда пружина аккумулирует накопленную энергию. Также устройство не может быть развернуто и подстроено к набегающим волнам, что также снижает его КПД и эффективность.Its disadvantage is that, with a rather complex design, the device has low efficiency and efficiency, since it generates energy only at the moment when the spring accumulates the accumulated energy. Also, the device cannot be deployed and adjusted to the oncoming waves, which also reduces its efficiency and effectiveness.

Данным изобретением поставлена техническая проблема разработать конструкцию волновой гидроэлектростанции, устраняющей указанные недостатки известного устройства.This invention poses the technical problem of developing the design of a wave hydroelectric power station that eliminates the indicated disadvantages of the known device.

Техническим результатом является повышение эффективности и КПД устройства при одновременной простоте конструкции.The technical result is to increase the efficiency and efficiency of the device while simultaneously simplifying the design.

Данный технический результат достигается тем, что волновая гидроэлектростанция включает подъемную опору, выполненную с возможностью ее установки в грунт водоема и регулировки по высоте, поворотную платформу, взаимодействующую с подъемной опорой с возможностью ее поворота, при этомThis technical result is achieved by the fact that the wave hydroelectric power station includes a lifting support, configured to be installed in the ground of a reservoir and adjustable in height, a rotating platform interacting with the lifting support with the possibility of its rotation, while

на указанной поворотной платформе установлены верхние опоры, на которых закреплены линейные направляющие, обеспечивающие вертикальное возвратно-поступательное перемещение зубчатых реек, проходящих сквозь соответствующие отверстия в поворотной платформе,on said turntable, upper supports are installed, on which linear guides are fixed, ensuring vertical reciprocating movement of gear racks passing through the corresponding holes in the turntable,

на поворотной платформе в направляющих установлен основной вал и вспомогательный вал, связанные общей передачей, при этом на конце основного вала закреплен электрогенератор отбора мощности,on the turntable, the main shaft and auxiliary shaft are installed in the guides, connected by a common transmission, while a power take-off electric generator is fixed at the end of the main shaft,

основной вал и вспомогательный вал содержат расположенные напротив друг друга пары шестерен с обгонными муфтами, выполненные с возможностью взаимодействия с соответствующими им зубчатыми рейками, для передачи вращения на электрогенератор,the main shaft and the auxiliary shaft contain pairs of gears with overrunning clutches located opposite each other, configured to interact with their corresponding gear racks to transmit rotation to the electric generator,

на нижнем конце каждой зубчатой рейки установлены штанги с поплавками, выполненными с возможностью перемещения вверх-вниз под действием волны для воздействия на зубчатые рейки и их вертикального перемещения.At the lower end of each gear rack there are rods with floats configured to move up and down under the action of a wave to influence the gear racks and move them vertically.

Перед электрогенератором отбора мощности на основном валу установлен редуктор для корректировки скорости вращения.In front of the power take-off electric generator, a gearbox is installed on the main shaft to adjust the rotation speed.

Электрогенератор включает генератор переменного тока и выпрямительный блок.The electric generator includes an alternator and a rectifier unit.

Поворотная платформа взаимодействует с подъемной опорой посредством поворотного зубчатого круга и мотор-редуктора с приводной шестерней.The rotating platform interacts with the lifting support through a rotating gear wheel and a gear motor with a drive gear.

Поворотная платформа взаимодействует с подъемной опорой в автоматическом режиме, корректируя угол поворота платформы в зависимости от направления волны.The rotating platform interacts with the lifting support automatically, adjusting the angle of rotation of the platform depending on the direction of the wave.

Поплавок выполнен с возможностью регулировки его степени плавучести.The float is configured to adjust its degree of buoyancy.

Регулировка степени плавучести поплавка осуществляется посредством грузов-противовесов.The degree of buoyancy of the float is adjusted using counterweights.

Регулировка степени плавучести поплавка осуществляется посредством повышения и уменьшения воздушного давления внутри поплавка.The degree of buoyancy of the float is adjusted by increasing and decreasing the air pressure inside the float.

Общая передача выполнена в виде приводных звездочек и цепной передачи.The overall transmission is made in the form of drive sprockets and a chain drive.

Далее предложенное изобретение будет подробно рассмотрено с учетом иллюстраций, где на:Next, the proposed invention will be discussed in detail taking into account illustrations, where:

Фиг. 1 - представлена волновая гидроэлектростанция, вид сбоку;Fig. 1 - shows a wave hydroelectric power station, side view;

Фиг. 2 - представлена волновая гидроэлектростанция, вид сверху,Fig. 2 - a wave hydroelectric power station is presented, top view,

Фиг. 3 - вид А;Fig. 3 - view A;

Фиг. 4 - представлен пример трехмерного изображения устройства;Fig. 4 - shows an example of a three-dimensional image of the device;

Фиг. 5 - увеличенный фрагмент элементов устройства,Fig. 5 - enlarged fragment of device elements,

где позициями обозначены:where the positions indicate:

1 - подъемная опора;1 - lifting support;

2 - поворотная платформа;2 - rotating platform;

3 - верхняя опора;3 - upper support;

4 - линейные направляющие;4 - linear guides;

5 - зубчатая рейка;5 - toothed rack;

6 - основной вал;6 - main shaft;

7 - вспомогательный вал;7 - auxiliary shaft;

8 - общая передача;8 - general gear;

9 - шестерня;9 - gear;

10 - обгонная муфта;10 - overrunning clutch;

11 - электрогенератор;11 - electric generator;

12 - штанга;12 - rod;

13 - поплавок;13 - float;

14 – рычаг.14 – lever.

Волновая гидроэлектростанция используется на различных водоемах, где есть волны, однако предпочтительно ее использовать в прибрежных морских акваториях, где волна имеет достаточную высоту и постоянство. Волновая гидроэлектростанция включает подъемную опору 1, выполненную с возможностью ее установки в грунт водоема. Подъемная опора 1 представляет собой вертикальный стержень, заглубляемый в грунт водоема на достаточную глубину для неподвижной установки конструкции. Подъемная опора 1, чаще всего выполняется из металла или имеет железобетонную конструкцию, однако может также выполняться из обработанной от гниения древесины или иных материалов, обеспечивающих достаточную прочность и износостойкость. Подъемная опора 1 выполнена с возможностью регулировки ее по высоте. Как правило, механизм регулировки выполнен в верхней части подъемной опоры 1, например, посредством пневмоцилиндра, воздействующего на соответствующий элемент подъемной опоры 1 для осуществления подъема-опускания поворотной платформы 2 или посредством иного механизма подъема-опускания.Wave hydroelectric power is used in various bodies of water where there are waves, but it is preferable to use it in coastal marine areas where the wave is of sufficient height and consistency. The wave hydroelectric power station includes a lifting support 1, configured to be installed in the ground of a reservoir. Lifting support 1 is a vertical rod buried in the soil of the reservoir to a sufficient depth for the stationary installation of the structure. Lifting support 1 is most often made of metal or has a reinforced concrete structure, but can also be made of wood treated against rotting or other materials that provide sufficient strength and wear resistance. The lifting support 1 is designed to be adjustable in height. As a rule, the adjustment mechanism is made in the upper part of the lifting support 1, for example, by means of a pneumatic cylinder acting on the corresponding element of the lifting support 1 to lift and lower the turntable 2 or by means of another lifting and lowering mechanism.

Поворотная платформа 2 установлена поверх подъемной опоры 1. Поворотная платформа 2 взаимодействует с подъемной опорой 1, предпочтительно посредством поворотного зубчатого круга, установленного в подъемной опоре 1 и мотор-редуктора с приводной шестерней (на фигурах не показаны), обеспечивающей вращение поворотной платформы 2. Поворотная платформа 2 может осуществлять поворот и по иной схеме и с иным механизмом, не ограничивающим указанное конкретное выполнение. Вращение данной поворотной платформы 2 необходимо для обеспечения постановки поворотной платформы 2 на нужный угол, обеспечивающий максимальное взаимодействие поплавков 13 с набегающей волной. Как правило, поворотная платформа 2 расположена под углом к направлению течения волны, что обеспечит максимальное воздействие волны на поплавок 13 для повышения эффективности и КПД устройства. Предпочтительно поворотная платформа 2 взаимодействует с подъемной опорой 1 в автоматическом режиме, корректируя угол поворота платформы 2 в зависимости от направления волны. Для этого устройство может быть дополнено средствами, анализирующими направление движения волны и электронным блоком, управляющим механизмом автоматического поворота платформы 2.The turntable 2 is installed on top of the lifting support 1. The turntable 2 interacts with the lifting support 1, preferably through a rotary gear wheel installed in the lifting support 1 and a gear motor with a drive gear (not shown in the figures) that ensures rotation of the turntable 2. platform 2 can rotate according to a different pattern and with a different mechanism that does not limit the specified specific implementation. The rotation of this turntable 2 is necessary to ensure that the turntable 2 is positioned at the desired angle, ensuring maximum interaction of the floats 13 with the oncoming wave. As a rule, the rotating platform 2 is located at an angle to the direction of the wave flow, which will ensure maximum impact of the wave on the float 13 to increase the efficiency and efficiency of the device. Preferably, the rotating platform 2 interacts with the lifting support 1 automatically, adjusting the angle of rotation of the platform 2 depending on the direction of the wave. For this purpose, the device can be supplemented with tools that analyze the direction of wave movement and an electronic unit that controls the mechanism for automatically rotating platform 2.

На указанной поворотной платформе 2 вертикально установлены верхние опоры 3. Верхние опоры 3 выполнены из прочного материала, например, стали. Верхние опоры 3 могут быть выполнены в виде металлопрофиля, например, двутавра, уголка, швеллера и пр., обеспечивающих достаточную прочность и жесткость для элементов устройства. На верхних опорах 3 закреплены линейные направляющие 4, обеспечивающие вертикальное возвратно-поступательное перемещение зубчатых реек 5, проходящих сквозь соответствующие отверстия в поворотной платформе 2. Линейные направляющие 4 могут быть выполнены из цельного направленного профиля или же состоять из определенных модульных элементов (отрезков), обеспечивающих направленный вертикальный проход зубчатых реек 5 по ним. Линейные направляющие 4 взаимодействуют с зубчатыми рейками 5, обеспечивая их строго вертикальное возвратно-поступательное перемещение. Элементами взаимодействия указанных узлов могут быть, например, выступы с двух сторон на каждой зубчатой рейке 5, и соответствующие им по профилю углубления на линейных направляющих 4, с необходимым свободным для перемещения зазором, однако, данное выполнение не является единственно возможным и взаимодействие данных элементов может быть реализовано иной конструкцией.On the said rotating platform 2, upper supports 3 are installed vertically. Upper supports 3 are made of durable material, for example, steel. The upper supports 3 can be made in the form of a metal profile, for example, an I-beam, an angle, a channel, etc., providing sufficient strength and rigidity for the elements of the device. Linear guides 4 are fixed to the upper supports 3, providing vertical reciprocating movement of gear racks 5 passing through the corresponding holes in the turntable 2. Linear guides 4 can be made of a solid directional profile or consist of certain modular elements (segments) that provide directed vertical passage of gear racks 5 along them. Linear guides 4 interact with gear racks 5, ensuring their strictly vertical reciprocating movement. The interaction elements of these nodes can be, for example, protrusions on both sides on each gear rack 5, and the recesses corresponding to them along the profile on the linear guides 4, with the necessary gap free for movement, however, this implementation is not the only possible one and the interaction of these elements can be implemented by a different design.

На указанной поворотной платформе 2 в направляющих установлен основной вал 6 и вспомогательный вал 7, связанные между собой общей передачей 8. Общая передача 8 выполнена, например, в виде приводных звездочек на валах 6,7 и связанной с ними цепной передачи или в виде двухосного редуктора или иным образом, обеспечивающим связанное взаимодействие указанных валов 6, 7. Основной вал 6 и вспомогательный вал 7 установлены в соответствующих направляющих (на фигурах не обозначены) для обеспечения соосности установки указанных валов 6, 7 и их свободного вращения. Направляющие, предпочтительно содержат подшипниковые механизмы вращения. При этом на конце основного вала 6 закреплен электрогенератор 11 отбора мощности, взаимодействующий с указанным основным валом 6. Перед электрогенератором 11 отбора мощности на основном валу 6 может быть установлен, в случае необходимости, редуктор, для корректировки скорости вращения. Предпочтительно, чтобы электрогенератор 11 состоял из генератора переменного тока и выпрямительного блока, что обеспечивает стабилизацию выходного тока.On the said rotary platform 2, a main shaft 6 and an auxiliary shaft 7 are installed in the guides, interconnected by a common gear 8. The common gear 8 is made, for example, in the form of drive sprockets on shafts 6,7 and an associated chain drive or in the form of a biaxial gearbox or in any other way that ensures the associated interaction of the specified shafts 6, 7. The main shaft 6 and the auxiliary shaft 7 are installed in corresponding guides (not indicated in the figures) to ensure the alignment of the installation of the specified shafts 6, 7 and their free rotation. The guides preferably contain bearing rotation mechanisms. In this case, an electric power take-off generator 11 is fixed at the end of the main shaft 6, interacting with the specified main shaft 6. In front of the power take-off electric generator 11, a gearbox can be installed on the main shaft 6, if necessary, to adjust the rotation speed. It is preferable that the electric generator 11 consists of an alternating current generator and a rectifier unit, which ensures stabilization of the output current.

Основной вал 6 и вспомогательный вал 7 содержат расположенные напротив друг друга пары шестерен 9 и соответствующие им обгонные муфты 10, каждые из которых взаимодействуют с соответствующими им зубчатыми рейками 5 для передачи вращения на электрогенератор 11. Каждая шестерня 9 связана с обгонной муфтой 10 в соответствующий модуль воздействия на валы, при котором передача вращения шестерни 9 на вал осуществляется в одном направлении, при соответствующем холостом проворачивании в другом направлении.The main shaft 6 and auxiliary shaft 7 contain opposite pairs of gears 9 and corresponding overrunning clutches 10, each of which interacts with their corresponding racks 5 to transmit rotation to the electric generator 11. Each gear 9 is connected to the overrunning clutch 10 in the corresponding module influence on the shafts, in which the transmission of rotation of the gear 9 to the shaft is carried out in one direction, with a corresponding idle rotation in the other direction.

Количество пар обгонных муфт 10 и пар шестерен 9 может быть различным, связано с длиной поворотной платформы 2, длиной валов 6, 7, частотой установки зубчатых реек 5 с поплавками 13 и прочих факторов. Конструкция обгонных муфт 10 может быть различной, однако любой вариант их выполнения должен обеспечивать проворачивание соответствующего вала в одном направлении и холостое проворачивание в обратном направлении, для обеспечения передачи вращения на электрогенератор 11 в одном направлении. Обгонные муфты 10 связаны с соответствующими им шестернями 9 на каждом из валов 6, 7.The number of pairs of overrunning clutches 10 and pairs of gears 9 can be different, depending on the length of the turntable 2, the length of the shafts 6, 7, the frequency of installation of the racks 5 with floats 13 and other factors. The design of overrunning clutches 10 may be different, but any version of their implementation must ensure rotation of the corresponding shaft in one direction and idle rotation in the opposite direction, to ensure transmission of rotation to the electric generator 11 in one direction. Overrunning clutches 10 are connected to their corresponding gears 9 on each of the shafts 6, 7.

Принцип взаимодействия узла основан на том, что обгонные муфты 10 на разных валах 6, 7 настроены по-разному, а именно, при поднятии зубчатой рейки 5 вверх через шестерни 9 передается на один из валов вращение, при этом на второй вал вращение не передается, поскольку через шестерню 9 срабатывает обгонная муфта 10 и не дает вращение на данный вал, при опускании зубчатой рейки 5 наоборот, тот вал который получал вращение не получает его за счет работы обгонной муфты 10, а второй вал, наоборот, получает вращение. Таким образом, происходит постоянный (безразрывный) цикл передачи вращения на электрогенератор 11, либо напрямую через основной вал 6, либо через вспомогательный вал 7 и общую передачу 8, что обеспечивает повышение эффективности и КПД устройства при простоте конструкции.The principle of interaction of the unit is based on the fact that the overrunning clutches 10 on different shafts 6, 7 are configured differently, namely, when the rack 5 is lifted up through the gears 9, rotation is transmitted to one of the shafts, while rotation is not transmitted to the second shaft, since the overrunning clutch 10 is activated through gear 9 and does not provide rotation to this shaft, when the rack 5 is lowered, on the contrary, the shaft that received rotation does not receive it due to the operation of the overrunning clutch 10, and the second shaft, on the contrary, receives rotation. Thus, there is a constant (non-breaking) cycle of transmission of rotation to the electric generator 11, either directly through the main shaft 6, or through the auxiliary shaft 7 and the general transmission 8, which ensures increased efficiency and efficiency of the device with a simple design.

На нижнем конце каждой зубчатой рейки 5 установлены штанги 12 с поплавками 13, выполненными с возможностью их перемещения вверх-вниз под действием волны для воздействия на зубчатые рейки 5 и их вертикального перемещения. Штанги 12, как правило, выполняются в виде трубы или стержня и предпочтительно разъемно фиксируются с зубчатыми рейками 5. На нижнем конце штанги 12 предпочтительно закреплен рычаг 14 для крепления в него поплавков 13. Поплавки 13 могут выполняться из различных материалов. Поплавки 13 необходимо балансировать таким образом, чтобы они имели плавучесть, близкую к нейтральной, но под действием волны стремились вверх, а без воздействия волны опускались вниз. Поэтому, предпочтительно выполнять поплавок 13 с возможностью регулировки его степени плавучести, поскольку в зависимости от разных условий использования, глубины установки, плотности воды в водоеме и других факторов, может быть необходима балансировка поплавков 13. В качестве балансировки могут применяться дополнительные съемные грузы-противовесы или например регулировка поплавка 13 путем подкачки (повышения давления) или стравливания (понижения давления) воздуха внутри него или иным методом регулировки плавучести.At the lower end of each gear rack 5 there are rods 12 with floats 13 configured to move up and down under the action of a wave to influence the gear racks 5 and move them vertically. The rods 12, as a rule, are made in the form of a pipe or a rod and are preferably detachably fixed with gear racks 5. At the lower end of the rod 12, a lever 14 is preferably attached for attaching floats 13 to it. Floats 13 can be made of various materials. Floats 13 must be balanced in such a way that they have buoyancy close to neutral, but under the influence of a wave they tend upward, and without the influence of a wave they fall down. Therefore, it is preferable to make the float 13 with the ability to adjust its degree of buoyancy, since depending on different conditions of use, installation depth, water density in the reservoir and other factors, balancing of the floats 13 may be necessary. Additional removable counterweights or for example, adjusting the float 13 by pumping (increasing pressure) or bleeding (decreasing pressure) the air inside it or by another method of adjusting buoyancy.

Принцип использования предложенного изобретения следующий.The principle of using the proposed invention is as follows.

Подъемная опора 1 устанавливается в грунт в акватории водоема.The lifting support 1 is installed in the ground in the water area of the reservoir.

На подъемную опору 1 устанавливается поворотная платформа 2.A rotating platform 2 is installed on the lifting support 1.

Поворотная платформа 2 разворачивается, перпендикулярно направлению волны, а подъемная опора 1 регулируется по высоте.The rotating platform 2 rotates perpendicular to the direction of the wave, and the lifting support 1 is adjustable in height.

На поворотной платформе 2 в направляющих установлен основной вал 6 и вспомогательный вал 7, связанные общей передачей 8. На конце основного вала 6 закреплен электрогенератор 11 отбора мощности.On the turntable 2, the main shaft 6 and the auxiliary shaft 7 are installed in the guides, connected by a common transmission 8. An electric generator 11 for power take-off is attached to the end of the main shaft 6.

На поворотной платформе 2 установлены верхние опоры 3, на которых закреплены линейные направляющие 4.On the turntable 2 there are upper supports 3, on which linear guides 4 are fixed.

Основной вал 6 и вспомогательный вал 7 содержат расположенные напротив друг друга пары шестерен 9 с обгонными муфтами 10, взаимодействующих с соответствующими им зубчатыми рейками 5.The main shaft 6 and auxiliary shaft 7 contain pairs of gears 9 located opposite each other with overrunning clutches 10, interacting with the corresponding gear racks 5.

На нижнем конце каждой зубчатой рейки 5 установлены штанги 12 с поплавками 13.At the lower end of each gear rack 5 there are rods 12 with floats 13.

Под воздействием волны поплавки 13 совершают вертикальное перемещение и через штанги воздействуют на зубчатой рейки 5.Under the influence of the wave, the floats 13 make a vertical movement and, through the rods, act on the gear rack 5.

Зубчатые рейки 5 совершают по линейным направляющим 4 вертикальное возвратно-поступательное перемещение.Gear racks 5 perform vertical reciprocating movement along linear guides 4.

Зубчатые рейки 5 передают вращение через шестерни 9 на валы 6, 7, однако обгонные муфты 10 на разных валах 6, 7 настроены по-разному, а именно, при поднятии зубчатой рейки 5 вверх через шестерни 9 передается на один из валов вращение, при этом на второй вал вращение не передается, поскольку срабатывает обгонная муфта 10 и не передает вращение на данный вал, при опускании зубчатой рейки 5 наоборот, тот вал который получал вращение - не получает его, за счет работы обгонной муфты 10, а второй вал, наоборот, получает вращение. Таким образом, происходит постоянный (безразрывный) цикл передачи вращения на электрогенератор 11.The racks 5 transmit rotation through the gears 9 to the shafts 6, 7, however, the overrunning clutches 10 on different shafts 6, 7 are configured differently, namely, when the rack 5 is lifted up through the gears 9, rotation is transmitted to one of the shafts, while rotation is not transmitted to the second shaft, since the overrunning clutch 10 is activated and does not transmit rotation to this shaft; when the rack 5 is lowered, on the contrary, the shaft that received rotation does not receive it due to the operation of the overrunning clutch 10, and the second shaft, on the contrary, gets a spin. Thus, a constant (non-breaking) cycle of transmission of rotation to the electric generator 11 occurs.

Цикл повторяется.The cycle repeats.

Пример 1Example 1

Волновая гидроэлектростанция включает подъемную опору 1, выполненную с возможностью ее установки в грунт водоема и регулировки по высоте,The wave hydroelectric power station includes a lifting support 1, configured to be installed in the ground of a reservoir and adjusted in height,

- поворотная платформа 2 взаимодействует с подъемной опорой 1 с возможностью ее поворота,- the rotating platform 2 interacts with the lifting support 1 with the possibility of its rotation,

- на поворотной платформе 2 установлены верхние опоры 3, на которых закреплены линейные направляющие 4,- upper supports 3 are installed on the turntable 2, on which linear guides 4 are fixed,

- на поворотной платформе 2 в направляющих установлен основной вал 6 и вспомогательный вал 7, связанные общей передачей 8, при этом на конце основного вала 6 закреплен электрогенератор 11 отбора мощности,- on the turntable 2, the main shaft 6 and the auxiliary shaft 7 are installed in the guides, connected by a common gear 8, while the power take-off electric generator 11 is attached to the end of the main shaft 6,

- основной вал 6 и вспомогательный вал 7 содержат расположенные напротив друг друга пары шестерен 9 с обгонными муфтами 10, взаимодействующие с соответствующими им зубчатыми рейками 5,- the main shaft 6 and the auxiliary shaft 7 contain pairs of gears 9 located opposite each other with overrunning clutches 10, interacting with the corresponding gear racks 5,

- на нижнем конце каждой зубчатой рейки 5 установлены штанги 12 с поплавками 13,- rods 12 with floats 13 are installed at the lower end of each gear rack 5,

- регулировка степени плавучести поплавка 13 осуществляется посредством повышения и уменьшения воздушного давления внутри поплавка.- adjustment of the degree of buoyancy of the float 13 is carried out by increasing and decreasing the air pressure inside the float.

Пример 2Example 2

Волновая гидроэлектростанция включает подъемную опору 1, выполненную с возможностью ее установки в грунт водоема и регулировки по высоте,The wave hydroelectric power station includes a lifting support 1, configured to be installed in the ground of a reservoir and adjusted in height,

- поворотная платформа 2 взаимодействует в автоматическом режиме с подъемной опорой 1 посредством поворотного зубчатого круга и мотор-редуктора с приводной шестерней для осуществления ее поворота,- the rotating platform 2 interacts automatically with the lifting support 1 through a rotating gear wheel and a gear motor with a drive gear to rotate it,

- на поворотной платформе 2 установлены верхние опоры 3, на которых закреплены линейные направляющие 4,- upper supports 3 are installed on the turntable 2, on which linear guides 4 are fixed,

- на поворотной платформе 2 в направляющих установлен основной вал 6 и вспомогательный вал 7, связанные общей передачей 8, при этом на конце основного вала 6 через редуктор закреплен электрогенератор 11 отбора мощности,- on the turntable 2, the main shaft 6 and the auxiliary shaft 7 are installed in the guides, connected by a common gear 8, while at the end of the main shaft 6, an electric power take-off generator 11 is fixed through the gearbox,

- основной вал 6 и вспомогательный вал 7 содержат расположенные напротив друг друга пары шестерен 9 с обгонными муфтами 10, взаимодействующие с соответствующими им зубчатыми рейками 5,- the main shaft 6 and the auxiliary shaft 7 contain pairs of gears 9 located opposite each other with overrunning clutches 10, interacting with the corresponding gear racks 5,

- на нижнем конце каждой зубчатой рейки 5 через рычаг 14 установлены штанги 12 с поплавками 13,- at the lower end of each gear rack 5, rods 12 with floats 13 are installed through a lever 14,

регулировка степени плавучести поплавка 13 осуществляется посредством грузов-противовесов.adjustment of the degree of buoyancy of the float 13 is carried out by means of counterweights.

Предложенное решение обеспечивает повышение эффективности и КПД устройства с одновременной простотой конструкции.The proposed solution improves the efficiency and efficiency of the device with simultaneous simplicity of design.

Claims (12)

1. Волновая гидроэлектростанция, характеризующаяся тем, что включает подъемную опору, выполненную с возможностью ее установки в грунт водоема и регулировки по высоте, поворотную платформу, взаимодействующую с подъемной опорой с возможностью ее поворота, при этом на указанной поворотной платформе установлены верхние опоры, на которых закреплены линейные направляющие, обеспечивающие вертикальное возвратно-поступательное перемещение зубчатых реек, проходящих сквозь соответствующие отверстия в поворотной платформе,1. A wave hydroelectric power station, characterized by the fact that it includes a lifting support, configured to be installed in the ground of a reservoir and adjustable in height, a rotating platform interacting with the lifting support with the possibility of its rotation, while on the said rotating platform upper supports are installed, on which linear guides are fixed, providing vertical reciprocating movement of the gear racks passing through the corresponding holes in the turntable, на поворотной платформе в направляющих установлен основной вал и вспомогательный вал, связанные общей передачей, при этом на конце основного вала закреплен электрогенератор отбора мощности,on the turntable, the main shaft and auxiliary shaft are installed in the guides, connected by a common transmission, while a power take-off electric generator is fixed at the end of the main shaft, основной вал и вспомогательный вал содержат расположенные напротив друг друга пары шестерен с обгонными муфтами, выполненные с возможностью взаимодействия с соответствующими им зубчатыми рейками для передачи вращения на электрогенератор,the main shaft and the auxiliary shaft contain pairs of gears with overrunning clutches located opposite each other, configured to interact with their corresponding gear racks to transmit rotation to the electric generator, на нижнем конце каждой зубчатой рейки установлены штанги с поплавками, выполненными с возможностью перемещения вверх-вниз под действием волны для воздействия на зубчатые рейки и их вертикального перемещения.At the lower end of each gear rack there are rods with floats configured to move up and down under the action of a wave to influence the gear racks and move them vertically. 2. Гидроэлектростанция по п. 1, характеризующаяся тем, что перед электрогенератором отбора мощности на основном валу установлен редуктор для корректировки скорости вращения.2. A hydroelectric power plant according to claim 1, characterized in that a gearbox is installed on the main shaft in front of the power take-off generator to adjust the rotation speed. 3. Гидроэлектростанция по п. 1, характеризующаяся тем, что электрогенератор включает генератор переменного тока и выпрямительный блок.3. Hydroelectric power station according to claim 1, characterized in that the electric generator includes an alternating current generator and a rectifier unit. 4. Гидроэлектростанция по п. 1, характеризующаяся тем, что поворотная платформа взаимодействует с подъемной опорой посредством поворотного зубчатого круга и мотор-редуктора с приводной шестерней.4. Hydroelectric power station according to claim 1, characterized in that the rotating platform interacts with the lifting support through a rotating gear wheel and a gear motor with a drive gear. 5. Гидроэлектростанция по п. 1, характеризующаяся тем, что поворотная платформа взаимодействует с подъемной опорой в автоматическом режиме, корректируя угол поворота платформы в зависимости от направления волны.5. Hydroelectric power station according to claim 1, characterized in that the rotating platform interacts with the lifting support in automatic mode, adjusting the angle of rotation of the platform depending on the direction of the wave. 6. Гидроэлектростанция по п. 1, характеризующаяся тем, что поплавок выполнен с возможностью регулировки его степени плавучести.6. Hydroelectric power station according to claim 1, characterized in that the float is made with the ability to adjust its degree of buoyancy. 7. Гидроэлектростанция по п. 6, характеризующаяся тем, что регулировка степени плавучести поплавка осуществляется посредством грузов-противовесов.7. Hydroelectric power station according to claim 6, characterized in that the degree of buoyancy of the float is adjusted by means of counterweights. 8. Гидроэлектростанция по п. 6, характеризующаяся тем, что регулировка степени плавучести поплавка осуществляется посредством повышения и уменьшения воздушного давления внутри поплавка.8. Hydroelectric power station according to claim 6, characterized in that the degree of buoyancy of the float is adjusted by increasing and decreasing the air pressure inside the float. 9. Гидроэлектростанция по п. 1, характеризующаяся тем, что общая передача выполнена в виде приводных звездочек и цепной передачи.9. Hydroelectric power station according to claim 1, characterized in that the overall transmission is made in the form of drive sprockets and a chain drive.
RU2022132487A 2022-12-09 Wave hydroelectric power plant RU2803563C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2803563C1 true RU2803563C1 (en) 2023-09-15

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1061061A (en) * 1912-07-02 1913-05-06 John Frame Wave-motor.
US2783022A (en) * 1954-03-30 1957-02-26 Salzer Alexander Ocean wave power device
RU2221933C2 (en) * 2002-02-14 2004-01-20 Кирчанов Алексей Григорьевич Method of and device for using energy of sea waves
KR20130041783A (en) * 2010-02-12 2013-04-25 주식회사 에스에프에너지 Generating apparatus using wave force
KR20150142595A (en) * 2015-05-22 2015-12-22 주식회사 서준 wave power generation
WO2019093945A1 (en) * 2017-11-10 2019-05-16 Zigrid Ab Movement transfer mechanism, drive assembly comprising a movement transfer mechanism and a system for generating power from a plurality of linear movements with the movement transfer mechanism

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1061061A (en) * 1912-07-02 1913-05-06 John Frame Wave-motor.
US2783022A (en) * 1954-03-30 1957-02-26 Salzer Alexander Ocean wave power device
RU2221933C2 (en) * 2002-02-14 2004-01-20 Кирчанов Алексей Григорьевич Method of and device for using energy of sea waves
KR20130041783A (en) * 2010-02-12 2013-04-25 주식회사 에스에프에너지 Generating apparatus using wave force
KR20150142595A (en) * 2015-05-22 2015-12-22 주식회사 서준 wave power generation
WO2019093945A1 (en) * 2017-11-10 2019-05-16 Zigrid Ab Movement transfer mechanism, drive assembly comprising a movement transfer mechanism and a system for generating power from a plurality of linear movements with the movement transfer mechanism

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11125204B2 (en) System for conversion of wave energy into electrical energy
KR101309489B1 (en) Electricity generating apparatus from a flow of water such as tide, river or the like
AU2007357692B2 (en) System and method for conversion of wave energy into electrical energy
US8084873B2 (en) Induced surface flow wave energy converter
US20070018458A1 (en) Method and apparatus for wave energy conversion using a floating pulley and counterweight
US20090224548A1 (en) Device for converting wave energy
US3882320A (en) Tide energy conversion device
US6389810B1 (en) Wave energy converter with float
WO2003098033A1 (en) An apparatus for power generation from ocean tides / wave motion (sagar lehar vidyut shakti)
KR101392282B1 (en) Sea wave-power generatng apparatus)
WO2008014624A1 (en) Hydraulic engine having linearly moving blades for converting the energy of flowing bodies of water
AU2016357633B2 (en) An apparatus for power generation from the surface ocean waves in deep seas
KR101078529B1 (en) Electric power generation system using wave force
EP0032897A1 (en) Wave driven generator
CN101581267B (en) Method and device for electric driving of ocean tides
RU2803563C1 (en) Wave hydroelectric power plant
KR101684314B1 (en) Tidal current generation apparatus
KR20110038882A (en) Power generation apparatus
JP2010275936A (en) Power system utilizing buoyancy
EP2961979B1 (en) Modular floating pier with integrated generator of energy from renewable sources
RU2796293C1 (en) Wave hydroelectric power plant
CN112689709A (en) Mobile and semi-submersible generator using waterwheel turbine
KR102183627B1 (en) Wave Power Generator Having Pendulum Movement Part And Linear Reciprocating Cylinder Part
KR101400968B1 (en) Electric generation device using sea energy
GB2335006A (en) Apparatus for harnessing tidal power