UA56481A

UA56481A - Appliance for transformation of wave power of water surface

Info

Publication number: UA56481A
Application number: UA2002064993A
Authority: UA
Inventors: Вячеслав Вікторович Овсянкін; Вячеслав Викторович Овсянкин
Original assignee: Вячеслав Вікторович Овсянкін; Вячеслав Викторович Овсянкин
Priority date: 2002-06-17
Filing date: 2002-06-17
Publication date: 2003-05-15
Also published as: UA56481C2

Abstract

An appliance for transformation of the energy of waves of the water surface has a working body as a spiral floating rotor. The working body is arranges as a flexible long body that is placed in free way in the slots of several guides each of which has possibility of rotation with respect to the common shaft placed on floating platform with transmission of the axial torque to the shaft in one direction only, it makes it possible for the flexible long body to take the shape of spiral rotor with parameters corresponding to the dimensions of the waves coming in. Such implementation of the unit makes it possible to use the parameters of the waves in more broad range.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Передбачуваний винахід відноситься до галузі гідроенергетики і може бути використаний для перетворення 2 енергії хвиль водяної поверхні в електричну.The proposed invention relates to the field of hydropower and can be used to convert 2 energy of water surface waves into electrical energy.

Відомі різні пристрої для перетворення енергії морських хвиль, описані в книзі Девіда Росса "Енергія хвиль" Л.: Гидрометеоиздат, 1982. Однак для одержання значної кількості електроенергії, що має практичний інтерес, більшість з них мають істотні недоліки. Пристрій типу "плот Коккереля (Англія) -вимагають наявність складного перетворюючого механізму і мають низький ККД.; типу "качка Солтера"(Англія) - громіздкі, складні у 70 виготовленні та експлуатації вимагають наявності складного перетворюючого механізму; типу "стовпVarious devices are known for converting the energy of sea waves, described in the book "Wave Energy" by David Ross, L.: Hydrometeoizdat, 1982. However, for obtaining a significant amount of electricity of practical interest, most of them have significant drawbacks. A device of the "Cockerel raft" type (England) requires the presence of a complex converting mechanism and has a low efficiency; of the "Salter's duck" type (England) - bulky, difficult to manufacture and operate, requires the presence of a complex converting mechanism; of the "column" type

Масуда (Японія) - вимагають додаткових складних пристроїв для стабілізації в штурмуючому морі.Masuda (Japan) - require additional complex devices for stabilization in stormy seas.

Прототипом передбачуваного винаходу є пристрій за а. с. СРСР Мо72103, що містить робочий орган, виконаний у вигляді ротора, що плаває, та має форму спіралевидного гвинтового тіла, що дозволяє безпосередньо перетворювати енергію хвилі в механічну енергію свого обертання. Але при цьому такі пристрої 12 мають низький ККД., що визначається жорстко заданим розміром і формою спірального ротора, що рідко відповідають параметрам хвиль у реальній хвильовій обстановці. Крім того, виготовлення такого пристрою на практиці важко здійснити.The prototype of the intended invention is a device according to a. with. USSR Mo72103, which contains a working body made in the form of a floating rotor and has the shape of a spiral helical body, which allows you to directly convert wave energy into mechanical energy of its rotation. But at the same time, such devices 12 have a low efficiency, which is determined by the rigidly defined size and shape of the spiral rotor, which rarely correspond to the wave parameters in a real wave environment. In addition, it is difficult to make such a device in practice.

Суттю передбачуваного винаходу є створення пристрою для перетворення енергії хвиль водяної поверхні в електричну з високим ККД. у широкому діапазоні параметрів хвиль, дешевим у виготовленні і простому в експлуатації. Це досягається тим, що робочий орган пристрою, сприймаючий вплив хвиль, виконаний у виді гнучкого подовжнього тіла, вільно розміщеного в пазах декількох направляючих, кожна з який забезпечує незалежне обертання гнучкого подовжнього тіла навколо загального вала, передаючи осьовий момент, що крутить, на вал тільки в одному напрямку; при цьому гнучке подовжнє тіло приймає форму спірального ротора з параметрами відповідними розмірам хвиль, що впливають.The essence of the intended invention is the creation of a device for converting the energy of water surface waves into electrical energy with high efficiency. in a wide range of wave parameters, cheap to manufacture and easy to operate. This is achieved by the fact that the working body of the device, which perceives the influence of waves, is made in the form of a flexible longitudinal body, freely placed in the grooves of several guides, each of which ensures independent rotation of the flexible longitudinal body around the common shaft, transmitting the axial moment that twists to the shaft only in one direction; at the same time, the flexible longitudinal body takes the form of a spiral rotor with parameters corresponding to the size of the impacting waves.

На фіг.1 представлений пристрій для перетворення енергії хвиль водяної поверхні, при спокійній водяній « поверхні, на фіг.2 - при хвильовій водяній поверхні.Fig. 1 shows a device for converting the energy of water surface waves, with a calm water surface, in Fig. 2 - with a wavy water surface.

Пристрій складається з платформи 1, робочого органа 2, направляючих З, храпового механізму 4, вала 5, трансмісії 6, генератора 7, пантонів 8, якірної опори 9,The device consists of a platform 1, a working body 2, guides C, a ratchet mechanism 4, a shaft 5, a transmission 6, a generator 7, pontoons 8, an anchor support 9,

Робочий орган виконаний у вигляді гнучкого подовжнього тіла, що може бути самої різноманітної -- форми(циліндр, труба, смуга, стрічка й ін). Маючи свободу радіального та осьового переміщення в с направляючих, він під впливом набігаючої хвилі приймає форму гвинтової спіралі, з параметрами відповідними конкретній хвилі, що впливає. Момент, що крутить, виникаючий від динамічного напору водяного потоку і М архімедових сил на напіввитку спіралі, що знаходиться в зоні гребеня хвилі; і сил ваги напіввитка спіралі, У Ге) зоні впадани, передається направляючими і храповим механізмом на вал і від нього через трансмісію на вал 3о генератора, установленого на платформі. Стійкість і необхідну плавучість пристрою визначає наявність о пантонів. Положення пристрою у водоймі фіксується якірною опорою.The working body is made in the form of a flexible elongated body, which can be of the most diverse - shapes (cylinder, pipe, strip, tape, etc.). Having the freedom of radial and axial movement in c guides, under the influence of an oncoming wave, it takes the form of a helical spiral, with parameters corresponding to the specific wave affecting it. The twisting moment arising from the dynamic pressure of the water flow and M Archimedean forces on the half-turn of the spiral located in the zone of the crest of the wave; and the forces of the weight of the half-turn of the spiral, in the Ge) drop zone, is transmitted by the guides and the ratchet mechanism to the shaft and from it through the transmission to the shaft of the 3o generator installed on the platform. The stability and necessary buoyancy of the device is determined by the presence of pontoons. The position of the device in the reservoir is fixed by an anchor support.

Науково-виробнича фірма "Крок-1" виготовила макет пристрою у масштабі 1:10 і провела іспити в спеціальному лотку і природній водоймі. Результати іспитів підтвердили припущення про одержання стабільного « обертання робочого органа при змінних параметрах хвиль водяної поверхні. При цьому гнучке подовжнє тіло, З виконане зі стрічки шириною 1Омм, товщиною 1,5мм і довжиною 500мм, під впливом хвиль приймала форму с спірального ротора з параметрами строго відповідними висоті і довжині набігаючої хвилі. При зміні висотиScientific and production company "Krok-1" produced a model of the device on a scale of 1:10 and conducted tests in a special tray and a natural reservoir. The results of the tests confirmed the assumption of obtaining a stable "rotation of the working body with variable parameters of water surface waves. At the same time, the flexible longitudinal body C, made of tape 1 mm wide, 1.5 mm thick and 500 mm long, under the influence of waves took the form of a spiral rotor with parameters strictly corresponding to the height and length of the incoming wave. When changing height

Із» хвилі, розміри спірального ротора мінялися відповідно, це підтверджує те, що перетворення енергії хвилі в механічну енергію обертання спірального ротора відбувалося в оптимальному режимі при максимальному ККД.From" the wave, the dimensions of the spiral rotor changed accordingly, which confirms that the transformation of wave energy into mechanical energy of rotation of the spiral rotor took place in the optimal mode with maximum efficiency.

Пристрій для перетворення хвиль водяної поверхні може бути використано як електростанцію, як рушійнуу силу судноплавних засобів, насоса, хвилезахисного спорудження тощо. і-й При роботі пристрою в режимі електростанції вартість отриманої електроенергії буде приблизно в 10 - 20A device for converting waves of the water surface can be used as a power plant, as a driving force for shipping vehicles, a pump, a breakwater structure, etc. i-th When the device is operating in the power plant mode, the cost of the received electricity will be approximately 10 - 20

Ге») разів нижче вартості електроенергії, виробленої на традиційних електростанціях. щ» со 50Ge") times lower than the cost of electricity produced at traditional power plants. sh» so 50

Claims

The formula of the invention -6 1. A device for converting the energy of water surface waves, containing a working body in the form of a spiral floating rotor, which is distinguished by the fact that in order to increase the K.K.D. energy conversion in a wide range of wave parameters, the working body is made in the form of a flexible elongated body, freely located in the grooves of several guides, each of which has the ability to rotate around a common shaft located on the floating platform, transmitting the rotating axial moment to the shaft only in one direction, and allows the flexible longitudinal body to take the form of a spiral rotor with parameters corresponding to the dimensions of the impacting waves.

2. The design of the device according to claim 1, which is characterized by the fact that the flexible elongated body can be made of any known shape (cylinder, pipe, strip, tape, etc.).

3. The design of the device according to claims 1, 2, which differs in that the device has two or more working bodies.

4. The design of the device according to claims 1, 2, C, which differs in that the platform of the device serves as one of the known vessels and the energy of the wave will be transformed into the energy of its movement. b5