RU49135U1

RU49135U1 - Волновая электростанция

Info

Publication number: RU49135U1
Application number: RU2005113562/22U
Authority: RU
Inventors: В.И. Семененко
Priority date: 2005-05-03
Filing date: 2005-05-03
Publication date: 2005-11-10

Abstract

Волновая электростанция относится к гидроэнергетике, в частности, к установкам, способным вырабатывать электроэнергию, используя волновое движение поверхности воды. Волновая электростанция содержит плавучий корпус, механический преобразователь энергии морских волн, включающий маятник и электрогенератор. При этом плавучий корпус выполнен в виде корпуса судна с опорной мачтой. Маятник выполнен в виде дискового или шарообразного груза с возможностью возвратно-поступательного перемещения его поперек корпуса судна в направляющем элементе, закрепленном неподвижно на палубе судна. На оси маятника установлены, ориентированные поперек корпуса судна, два зубчатых сектора (правого и левого вращения), каждый из которых введен в зацепление с соответствующим зубчатым колесом, установленным на палубе судна. Электрогенератор размещен внутри корпуса судна. Вал его ротора соединен посредством регулятора оборотов и двух редукторов (правого вращения и левого вращения) с соответствующими зубчатыми колесами. Колебательные движения маятника в крайних точках ограничивают амортизаторы, установленные на оконечностях направляющего элемента. Для устойчивости при большой волне корпус судна оснащен поплавковыми ограничителями крена судна. Заявляемая волновая энергетическая установка по оценкам экспертов позволит получать 200 и более киловатт/часов электроэнергии. При этом установка надежна в работе, проста в эксплуатации, легко может быть перемещена из одного района работы в другой.

Description

Волновая электростанция относится к гидроэнергетике, в частности, к установкам, способным вырабатывать электроэнергию, используя волновое движение поверхности воды.

Известны волновые установки, преобразующие энергию морских волн, например, в электрическую.

Известна волновая энергетическая установка, содержащая поплавки, вал отбора мощности и механизм преобразования возвратно-поступательного перемещения поплавков во вращательное движение вала. Два поплавка расположены с противоположных сторон относительно вала, а механизм преобразования состоит из храпового колеса, закрепленного на валу, и качалок, в пазах которых установлены подпружиненные зубья, взаимодействующие с храповым колесом. Каждая качалка неподвижно соединена со своим поплавком, в свою очередь, неподвижно соединенным со своим рычагом. Рычаг обеспечивает возможность свободного возвратно-поступательного перемещения поплавка при волнении водной поверхности, при этом зубья противоположных друг другу качалок направлены в разные стороны относительно храпового колеса (патент РФ №2088795 МПК F 03 В 13/16, 1997.08.27).

Указанная энергетическая установка имеет следующие недостатки: 1) необходимость относительно жесткой ориентации корпуса по вертикали в воде; 2) обязательная связь с дном водоема; 3) небольшая мощность.

Известна также поплавковая волновая электростанция, в плавучем корпусе которой расположен механический преобразователь, содержащий инерционный маятник, имеющий пружинную подвеску, установленный с возможностью вертикального возвратно-поступательного движения и кинематической связью с электрогенератором. Корпус выполнен в виде герметичной капсулы цилиндрической формы, верхняя часть которой

ограничена полусферой с радиусом равным радиусу цилиндрической части, нижняя часть ограничена сферой с радиусом большим радиуса полусферы. На внутренней поверхности цилиндрической части корпуса установлены направляющие для движения маятника. Кинематическая связь с электрогенератором выполнена в виде шарико-винтовой передачи с редуктором. В нижней части корпуса установлен динамический инерционный накопитель энергии с электромеханическим приводом двустороннего действия, соединенным с шарико-винтовой передачей, редуктором-коммутатором и вспомогательным редуктором. Частота собственных колебаний маятника соизмерима с характерной частотой колебаний капсулы в воде (патент РФ №2016227, МПК 5 F 03 В 13/20, 1993.03.04).

Недостатками данной электростанции являются: небольшая мощность, необходимость высокой точности составляющих ее деталей, сложная механика.

Задача полезной модели - повышение мощности электростанции и стабильность производства электроэнергии.

Поставленная задача решается тем, что заявленная волновая электростанция содержит плавучий корпус, механический преобразователь энергии морских волн, включающий маятник и электрогенератор. При этом плавучий корпус выполнен в виде корпуса судна с опорной мачтой. Маятник выполнен в виде дискового или шарообразного груза с возможностью возвратно-поступательного перемещения его поперек корпуса судна в направляющем элементе, закрепленном неподвижно на палубе судна. На оси маятника установлены, ориентированные поперек корпуса судна, два зубчатых сектора (правого и левого вращения), каждый из которых введен в зацепление с соответствующим зубчатым колесом, установленным на палубе судна. Электрогенератор размещен внутри корпуса судна. Вал его ротора соединен посредством регулятора оборотов

и двух редукторов (правого вращения и левого вращения) с соответствующими зубчатыми колесами.

Колебательные движения маятника в крайних точках ограничивают амортизаторы, установленные на оконечностях направляющего элемента.

Для устойчивости при большой волне корпус судна оснащен поплавковыми ограничителями крена судна.

Заявляемая волновая электростанция и прототип имеют следующие общие существенные признаки:

- волновая электростанция;

- плавучий корпус;

- механический преобразователь морских волн, включающий маятник;

- электрогенератор.

Заявляемая волновая электростанция имеет следующие отличительные существенные признаки:

- плавучий корпус волновой электростанции выполнен в виде корпуса судна с опорной мачтой;

- маятник механического преобразователя энергии морских волн выполнен в виде дискового или шарообразного груза;

- на оси маятника установлены, ориентированные поперек корпуса судна, два зубчатых сектора, закрепленные на мачте растяжками, зубья секторов введены в зацепление с двумя зубчатыми колесами, установленными на палубе судна;

- на палубе судна, для движения маятника по заданной траектории, закреплен направляющий элемент, оконечности которого оснащены амортизаторами;

- электрогенератор размещен внутри корпуса судна и вал его ротора, приводится во вращение с помощью зубчатых колес через два редуктора (правого и левого вращения) и регулятор оборотов;

- корпус судна оснащен поплавковыми ограничителями крена судна.

Перечисленная совокупность общих и отличительных существенных признаков обеспечивает достижение заявленных технических результатов во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.

Выполнение маятника в виде дискового или шарообразного груза, установленного на плавучем корпусе судна, позволяет маятнику свободно совершать колебательные перемещения, стабильно и эффективно преобразовывая энергию волн в электрическую энергию.

Установка на оси маятника двух зубчатых секторов, ориентированных поперек корпуса судна и введенных в зацепление с зубчатыми колесами, установленными на палубе, обеспечивает оптимальное механическое преобразование энергии волн любой интенсивности и тем самым повышает эффективность и стабильность работы предложенной волновой электростанции.

Установка регулятора оборотов на валу электрогенератора обеспечивает равномерное вращение вала и сглаживает неравномерные колебания волн.

На фиг.1 показана общая схема волновой электростанции.

На фиг.2 показана схема установки зубчатых секторов.

Волновая электростанция содержит плавучий корпус 1 с опорной мачтой 2, маятник 3 и электрогенератор 4, размещенный внутри плавучего корпуса 1 судна. На оси 5 маятника 3 закреплены на растяжках 6 два зубчатых сектора 7. Каждый зубчатый сектор 7 введен в зацепление с соответствующим зубчатым колесом 8, установленным на палубе судна.

Каждое зубчатое колесо 8 соединено с соответствующим редуктором 9 и регулятором оборотов 10 с валом ротора электрогенератора 4.

На палубе судна установлен направляющий элемент 11 маятника 4 с амортизаторами 12. К плавучему корпусу 1 судна крепятся поплавковые ограничители крена 13 на кронштейнах 14.

Работа волновой электростанции осуществляется следующим образом.

Волновая электростанция работает, когда судно лежит в дрейфе или стоит на якоре бортом к волне.

Под действием морских волн плавучий корпус 1 судна совершает бортовые колебания, при этом маятник 3 также начинает совершать колебательные движения, в результате зубчатые сектора 7 приходят в движение и поочередно начинают вращать зубчатые колеса 8, которые в свою очередь передают вращение на редукторы 9 и регулятор оборотов 10 и далее на вал ротора электрогенератора 4. В результате вал электрогенератора вращается и вырабатывается электрическая энергия, которая через стабилизаторы подается на потребители.

Заявляемая волновая энергетическая установка по оценкам экспертов позволит получать 200 и более киловатт/часов электроэнергии. При этом установка надежна в работе, проста в эксплуатации, легко может быть перемещена из одного района работы в другой.

В зависимости от потребности на корпусе одного судна можно установить несколько волновых электростанций.

Волновые электростанции могут быть применены как дополнительные и аварийные судовые энергетические установки. В прибрежной зоне они могут устанавливаться для обеспечения электроэнергией береговых поселков и временных рыболовецких станов. Также могут быть использованы на морских нефтедобывающих платформах.

Claims

1. Волновая электростанция, содержащая плавучий корпус, механический преобразователь энергии морских волн, включающий маятник и электрогенератор, отличающаяся тем, что плавучий корпус выполнен в виде корпуса судна с опорной мачтой, маятник выполнен в виде дискового или шарообразного груза с возможностью возвратно-поступательного перемещения его поперек корпуса судна в направляющем элементе, закрепленном неподвижно на палубе судна, на оси маятника установлены, ориентированные поперек корпуса судна два зубчатых сектора, которые введены в зацепление с зубчатыми колесами, установленными на палубе судна, а электрогенератор размещен внутри корпуса судна и вал его ротора посредством регулятора оборотов и двух редукторов, один из которых выполнен левого вращения, а другой правого вращения, соединены с соответствующими зубчатыми колесами.

2. Волновая электростанция по п.1, отличающаяся тем, что в направляющем элементе установлены амортизаторы, ограничивающие колебательные движения маятника в крайних точках.

3. Волновая электростанция по п.1, отличающаяся тем, что корпус судна оборудован поплавковыми ограничителями крена судна.