WO2011087394A1 - Shaft-type hydraulic-wave power plant - Google Patents

Shaft-type hydraulic-wave power plant Download PDF

Info

Publication number
WO2011087394A1
WO2011087394A1 PCT/RU2010/000634 RU2010000634W WO2011087394A1 WO 2011087394 A1 WO2011087394 A1 WO 2011087394A1 RU 2010000634 W RU2010000634 W RU 2010000634W WO 2011087394 A1 WO2011087394 A1 WO 2011087394A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
float
rod
vertical
vertical rod
wheel
Prior art date
Application number
PCT/RU2010/000634
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Ильдар Фанилевич МОТЫГУЛЛИН
Original Assignee
Motygullin Ildar Fanilevich
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Motygullin Ildar Fanilevich filed Critical Motygullin Ildar Fanilevich
Publication of WO2011087394A1 publication Critical patent/WO2011087394A1/en

Links

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"
    • F03B13/20—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" wherein both members, i.e. wom and rem are movable relative to the sea bed or shore
    • 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

Definitions

  • the device relates to hydropower, in particular, to the production of electricity by converting the energy of vertical waves of water into electrical energy.
  • Known buoy wave generator [1] containing a magnetic core attached to the bottom surface of the buoy with the possibility of vertical reciprocating motion on the wave.
  • a winding coil is movably mounted on the magnetic core, the movement of which along the magnetic core is limited, and the coil holds a fixed position under water by means of flat horizontal panels installed around it, which increase the resistance of the water when the core moves back and forth.
  • Known wave power plant [2] containing a two-section frame, the uprights of which, located between the upper and lower bases, are simultaneously guides placed in the lower section of the frame of the float, capable of reciprocating vertical movement, and in the upper section of which there is a transmission mechanism.
  • Gear mechanism mounted below on the upper base of the frame, it contains a central bevel gear horizontally or vertically with an axial tip for kinematic communication with the electric generator, at diametrically opposite points of which it is connected with two identical bevel gears, which are mirrored, fixed on hubs with freewheels and asterisks on them, placed coaxially and counterclockwise on the joint axis and mounted on the upper base of the bracket ah, and the two freewheel clutches through the sprocket gear and closed circuit connected to a rod, one end of which is attached to the float, and the other with the transfer chain.
  • Known float wave generator [3] containing a floating casing with a straight vertical channel, a stator winding made on the inner wall of the vertical channel, and a core with a permanent magnet placed inside the vertical channel with the possibility of vertical reciprocating motion relative to the stator winding. This technical solution is selected as a prototype.
  • a significant disadvantage of the prototype is that at a low speed of vertical movement of the waves, the energy of the vertical waves of the water is not converted into electrical energy, since with the slow passage of the magnet inside the winding there is no electric current.
  • water, passing through a vertical channel loses its initial vertical speed, the wave amplitude in the vertical channel decreases, which negatively affects the performance of electricity generation.
  • horizontal waves do not pass through the housing, the device does not have storm resistance.
  • Another disadvantage of the device is that the element moving under the influence of vertical waves of water is a floating unshielded magnet, which implies attraction of magnetic litter to the energy conversion unit.
  • the requirements for the strength of the parts are applied to the materials of the elements of the device. To create a device requires a large amount of materials, which increases the cost of manufacturing the device and the cost of the resulting electricity.
  • the objectives of the proposed device are the implementation of efficient generation of electricity on waves of any length regardless of the speed of the vertical movement of the waves, increasing the performance of the energy conversion unit, increasing the storm stability and reliability of the device, improving the wear resistance of parts, eliminating the requirements for the materials of the elements of the device, observing the optimal environmental characteristics of the device, as well as achieving mobility, ease of manufacture, ease of maintenance and reduction ost of electricity produced.
  • the tasks are solved as follows.
  • a vertical rod is fixed to the floating body, which holds its constant position relative to the vertical with any wave of water.
  • On the rod is placed with the possibility of reciprocating movement along the rod of the float with a vertical rod fixed to the float.
  • a limiter is installed at the upper end of the vertical rod to prevent the float from exceeding the upper limit of the rod, and a wheel and an electric generator are fixed to the limiter.
  • the wheel should be kinematically connected with the vertical rod and the movable element of the electric generator in such a way that when the float moves along the vertical rod, the wheel rotates along the vertical rod and transmits torque to the mobile element of the electric generator.
  • the wheel can be made in the form of a gear, and teeth are made on the vertical rod.
  • the kinematic connection of the wheel and the movable element of the generator can be performed using the mechanism of the clutch free or overtaking.
  • the float can be made having a rounded shape and placed on the rod using vertical guides, eliminating the rotation of the float around a vertical axis.
  • the rod can be placed inside a vertical through hole made in the float.
  • the through hole the float and the rod may have a circular cross section in the horizontal plane.
  • the vertical stem may have a circular cross section in the horizontal plane.
  • a limiter can be installed at the lower end of the vertical rod to prevent the float from exceeding the lower limit of the rod.
  • An elastic element can be attached to the limiter to prevent the float from touching the limiter firmly.
  • the masses of the body and the float must be selected sufficient for the wheel to transmit torque to the movable element of the electric generator during the reciprocating movement of the float along the vertical rod.
  • the housing may be made in the form of at least three floating bodies fastened together in the same plane.
  • a load can be attached to the lower part of the structure, made with the possibility of eliminating the inversion of the plane of placement of the floating body of the body in case of any wave of water.
  • the body can be made in the form of a floating body and a load secured to the floating body to hold the floating body in a constant vertical position with any wave of water.
  • the load can be made in the form of at least three vertical blades.
  • a unit for converting or storing electric energy can be installed. From any part of the structure, a cable connected to the object of conversion, consumption or accumulation of electrical energy.
  • At least one vertical rod can be fixed to the housing, and at least one vertical float with at least one vertical rod fixed to the float, can be arranged with a reciprocating motion along the rod; at the end of the vertical rod to prevent the float from exceeding the upper limit of the rod, a limiter is installed, and at least one wheel and at least one electric generator are fixed to the limiter.
  • the movable element of the generator can be kinematically connected with two or more wheels located on a common shaft.
  • the float may be placed on two or more vertical rods with the possibility of reciprocating movement along the rods.
  • the proposed device comprises a floating body, made to maintain its constant position relative to the vertical with any wave of water, a vertical rod fixed to the body, a float mounted on the rod with the possibility of reciprocating movement along the rod, a vertical rod fixed to the float mounted at the upper end of the vertical rod for exceptions for the float going beyond the upper limit of the rod limiter, a wheel and an electric generator fixed to the limiter, and aticheski associated with vertical rod and a movable element of the electric generator in such a way that when the float moves along the vertical rod, the wheel rotates along the vertical rod due to rolling along the vertical rod and transmits torque to the mobile element of the electric generator.
  • Figure 1 presents a General view of the proposed device.
  • Figure 1-4 shows a diagram of a device containing a floating housing (1), a vertical rod (2), a float (3), a vertical rod (4), a limiter (5), a wheel (6) and an electric generator (7).
  • Figure 1-2 shows a diagram of a device whose casing is made in the form of four floating bodies fastened together in the same plane.
  • Figure 1 shows a longitudinal section of the device
  • figure 2 shows a top view of the device.
  • Figure 3-4 shows a diagram of a device, the housing of which is made in the form of a floating body and a load secured to the floating body.
  • Fig.3 shows a longitudinal section of the device
  • Fig.4 shows a top view of the device.
  • the device operates as follows. In the presence of waves, the float (3) acquires various accelerations along the vertical rod (2). At the same time, the vertical rod (4) fixed to the float performs a reciprocating movement relative to the limiter (5) installed at the upper end of the vertical rod. Wheel (6) fixed to the limiter under the influence of rolling along the vertical rod rotates and transmits torque to the movable element of the generator (7). The result is an electric current that is supplied to the object of conversion, consumption or accumulation of electrical energy.
  • the design does not use such elements as a lever, pump, chains, blocks, as a result of which high reliability of the device is achieved.
  • the absence of emissions into the environment implies compliance with the optimal environmental characteristics of the device.
  • a mobile floating casing allows water transportation of the device.
  • the proposed device has several advantages. Efficient generation of electric power is achieved on waves of any length, regardless of the speed of the vertical movement of the waves. The use of the full amplitude of the wave is ensured. Horizontal waves freely pass through the frame body and flow around the floats, which increases the storm resistance of the device. To manufacture the device requires a significantly smaller amount of materials, which is important for the economic component of production. The use of a wheel and an electric generator eliminates the requirements for the materials of the elements and the possibility of attraction to the energy conversion unit magnetic litter.
  • the proposed device allows you to provide electricity to industrial facilities of marine and coastal based.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)

Abstract

The invention relates to a device that pertains to the field of hydroelectric engineering, and more precisely to the production of electricity by the conversion of the energy of water vertical heaving into electric energy. The device comprises a floating body with a vertical rod and a float with a vertical shaft. A stopper is provided at the upper end of the vertical rod so as to prevent any movement of the float beyond the upper limit of the rod. A wheel and a power generator are secured to the stopper. The body is capable of maintaining a constant position relative to the vertical upon any water heaving. The float is provided on the rod so as to be capable of a reciprocating movement along the rod. The wheel is cinematically connected to the shaft and to a mobile member of the power generator. When the float moves along the rod, the wheel carries out rotary movements due to the rolling action along the shaft, and transmits the rotary torque to the mobile member of the power generator.

Description

Што овая гидроволновая электроустановка  Shto novaya hydroelectric installation
Описание Description
Устройство относится к гидроэнергетике, в частности, к производству электроэнергии путем преобразования энергии вертикального волнения воды в электрическую энергию. The device relates to hydropower, in particular, to the production of electricity by converting the energy of vertical waves of water into electrical energy.
Известен буйковый волновой генератор [1], содержащий магнитный сердечник, прикрепленный к нижней поверхности буя с возможностью вертикального возврагао-поступательного движения на волне. На магнитном сердечнике подвижно установлена обмоточная катушка, перемещение которой по магнитному сердечнику ограничено, а катушка удерживает фиксированное положение под водой посредством установленных вокруг нее плоских горизонтальных панелей, увеличивающих сопротивление воды при возвратно-поступательном движении сердечника. Known buoy wave generator [1], containing a magnetic core attached to the bottom surface of the buoy with the possibility of vertical reciprocating motion on the wave. A winding coil is movably mounted on the magnetic core, the movement of which along the magnetic core is limited, and the coil holds a fixed position under water by means of flat horizontal panels installed around it, which increase the resistance of the water when the core moves back and forth.
Известна волновая энергетическая установка [2], содержащая двухсекционный каркас, вертикальные стойки которого, размещенные между верхним и нижним основаниями, являются одновременно направляющими размещенного в нижней секции каркаса поплавка, способного к возвратно-поступательному вертикальному перемещению, а в верхней секции которого расположен передаточный механизм. Передаточный механизм, установленный снизу на верхнем основании каркаса, содержит центральную горизонтально или вертикально расположенную коническую зубчатую шестерню с осевым наконечником для кинематической связи с электрогенератором, в диаметрально противоположных точках которой она связана с двумя зеркально расположенными одинаковыми боковыми коническими зубчатыми шестернями, с фиксацией посаженными на ступицах с обгонными муфтами и звездочками на них, размещенными соосно и встречно на объединенной оси и установленных на верхнем основании кронштейнах, а обе обгонные муфты через звездочки и замкнутые передаточные цепи связаны со штоком, один конец которого скреплен с поплавком, а другой с передаточными цепями. Known wave power plant [2], containing a two-section frame, the uprights of which, located between the upper and lower bases, are simultaneously guides placed in the lower section of the frame of the float, capable of reciprocating vertical movement, and in the upper section of which there is a transmission mechanism. Gear mechanism mounted below on the upper base of the frame, it contains a central bevel gear horizontally or vertically with an axial tip for kinematic communication with the electric generator, at diametrically opposite points of which it is connected with two identical bevel gears, which are mirrored, fixed on hubs with freewheels and asterisks on them, placed coaxially and counterclockwise on the joint axis and mounted on the upper base of the bracket ah, and the two freewheel clutches through the sprocket gear and closed circuit connected to a rod, one end of which is attached to the float, and the other with the transfer chain.
Известен поплавковый волновой генератор [3], содержащий плавающий корпус с прямолинейным вертикальным каналом, обмотку статора, выполненную на внутренней стенке вертикального канала, и сердечник с постоянным магнитом, размещенный внутри вертикального канала с возможностью вертикального возвратно-поступательного движения относительно обмотки статора. Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа.  Known float wave generator [3], containing a floating casing with a straight vertical channel, a stator winding made on the inner wall of the vertical channel, and a core with a permanent magnet placed inside the vertical channel with the possibility of vertical reciprocating motion relative to the stator winding. This technical solution is selected as a prototype.
Существенным недостатком прототипа является то, что при низкой скорости вертикального движения волн энергия вертикального волнения воды не преобразуется в электрическую энергию, так как при медленном прохождении магнита внутри обмотки не возникает электрического тока. Кроме этого, вода, проходящая через вертикальный канал, теряет начальную вертикальную скорость, амплитуда волны в вертикальном канале уменьшается, что отрицательно сказывается на производительности генерации электроэнергии. Поскольку горизонтальные волны не проходят сквозь корпус, устройство не обладает штормоустойчивостью. Также недостатком устройства является то, что движущимся под воздействием вертикального волнения воды элементом является плавающий неэкранированный магнит, что предполагает притяжение к узлу преобразования энергии магнитного сора. При этом к материалам элементов устройства прилагаются требования, влияющие на прочность деталей. Для создания устройства требуется большое количество материалов, что увеличивает стоимость изготовления устройства и стоимость получаемой электроэнергии. A significant disadvantage of the prototype is that at a low speed of vertical movement of the waves, the energy of the vertical waves of the water is not converted into electrical energy, since with the slow passage of the magnet inside the winding there is no electric current. Other than that, water, passing through a vertical channel loses its initial vertical speed, the wave amplitude in the vertical channel decreases, which negatively affects the performance of electricity generation. Since horizontal waves do not pass through the housing, the device does not have storm resistance. Another disadvantage of the device is that the element moving under the influence of vertical waves of water is a floating unshielded magnet, which implies attraction of magnetic litter to the energy conversion unit. At the same time, the requirements for the strength of the parts are applied to the materials of the elements of the device. To create a device requires a large amount of materials, which increases the cost of manufacturing the device and the cost of the resulting electricity.
Задачами предлагаемого устройства являются реализация эффективной генерации электроэнергии на волнах любой длины независимо от скорости вертикального движения волн, увеличение производительности узла преобразования энергии, повышение шторм оустойчивости и надежности работы устройства, улучшение износостойкости деталей, исключение требований к материалам элементов устройства, соблюдение оптимальных экологических характеристик устройства, а также достижение мобильности, простоты изготовления, удобства в обслуживании и снижения стоимости получаемой электроэнергии. Задачи решаются следующим образом. К плавающему корпусу, выполненному удерживающим свое постоянное положение относительно вертикали при любом волнении воды, закрепляется вертикальный стержень. На стержне размещается с возможностью возвратно-поступательного движения вдоль стержня поплавок с закрепленным к поплавку вертикальным штоком. При этом у верхнего конца вертикального стержня для исключения выхода поплавка за верхний предел стержня устанавливается ограничитель, а к ограничителю закрепляются колесо и электрогенератор. Колесо должно быть кинематически связано с вертикальным штоком и подвижным элементом электрогенератора таким образом, что при перемещении поплавка вдоль вертикального стержня колесо под воздействием качения по вертикальному штоку совершает вращательные движения и передает крутящий момент подвижному элементу электрогенератора. Колесо может быть изготовлено в виде шестерни, а на вертикальном штоке выполнены зубцы. Кинематическая связь колеса и подвижного элемента электрогенератора может быть выполнена с использованием механизма муфты свободного или обгонного хода. Поплавок может быть выполнен имеющим закругленную форму и размещен на стержне с использованием вертикальных направляющих, исключающих поворот поплавка вокруг вертикальной оси. Стержень может быть размещен внутри вертикального сквозного отверстия, выполненного в поплавке. При этом сквозное отверстие поплавка и стержень могут иметь круглое поперечное сечение в горизонтальной плоскости. Вертикальный шток может иметь круглое поперечное сечение в горизонтальной плоскости. У нижнего конца вертикального стержня для исключения выхода поплавка за нижний предел стержня может быть установлен ограничитель. К ограничителю может быть прикреплен упругий элемент, предотвращающий жесткое касание поплавка с ограничителем. Массы корпуса и поплавка должны быть выбраны достаточными для передачи колесом крутящего момента подвижному элементу электрогенератора при возвратно- поступательного перемещении поплавка вдоль вертикального стержня. Корпус может быть выполнен в виде, по меньшей мере, трех плавающих тел, скрепленных между собой в одной плоскости. При этом к нижней части конструкции может быть прикреплен груз, выполненный с возможностью исключения переворачивания плоскости размещения плавающих тел корпуса при любом волнении воды. Корпус может быть выполнен в виде плавающего тела и груза, закрепленного к плавающему телу для удержания плавающего тела в постоянном вертикальном положении при любом волнении воды. При этом груз может быть выполнен в виде, по меньшей мере, трех вертикальных лопастей. В любой части конструкции может быть установлен узел преобразования или аккумулирования электрической энергии. Из любой части конструкции может быть выведен кабель, соединенный с объектом преобразования, потребления или аккумулирования электрической энергии. К корпусу может быть закреплен, по меньшей мере, один вертикальный стержень, а на стержне размещен с возможностью возвратно-поступательного движения вдоль стержня, по меньшей мере, один поплавок с закрепленным к поплавку, по меньшей мере, одним вертикальным штоком, при этом у верхнего конца вертикального стержня для исключения выхода поплавка за верхний предел стержня установлен ограничитель, а к ограничителю закреплены, по меньшей мере, одно колесо и, по меньшей мере, один электрогенератор. Подвижный элемент электрогенератора может быть кинематически связан с двумя или более колесами, расположенными на общем валу. Поплавок может быть размещен на двух или более вертикальных стержнях с возможностью возвратно-поступательного движения вдоль стержней. The objectives of the proposed device are the implementation of efficient generation of electricity on waves of any length regardless of the speed of the vertical movement of the waves, increasing the performance of the energy conversion unit, increasing the storm stability and reliability of the device, improving the wear resistance of parts, eliminating the requirements for the materials of the elements of the device, observing the optimal environmental characteristics of the device, as well as achieving mobility, ease of manufacture, ease of maintenance and reduction ost of electricity produced. The tasks are solved as follows. A vertical rod is fixed to the floating body, which holds its constant position relative to the vertical with any wave of water. On the rod is placed with the possibility of reciprocating movement along the rod of the float with a vertical rod fixed to the float. At the same time, a limiter is installed at the upper end of the vertical rod to prevent the float from exceeding the upper limit of the rod, and a wheel and an electric generator are fixed to the limiter. The wheel should be kinematically connected with the vertical rod and the movable element of the electric generator in such a way that when the float moves along the vertical rod, the wheel rotates along the vertical rod and transmits torque to the mobile element of the electric generator. The wheel can be made in the form of a gear, and teeth are made on the vertical rod. The kinematic connection of the wheel and the movable element of the generator can be performed using the mechanism of the clutch free or overtaking. The float can be made having a rounded shape and placed on the rod using vertical guides, eliminating the rotation of the float around a vertical axis. The rod can be placed inside a vertical through hole made in the float. In this case, the through hole the float and the rod may have a circular cross section in the horizontal plane. The vertical stem may have a circular cross section in the horizontal plane. A limiter can be installed at the lower end of the vertical rod to prevent the float from exceeding the lower limit of the rod. An elastic element can be attached to the limiter to prevent the float from touching the limiter firmly. The masses of the body and the float must be selected sufficient for the wheel to transmit torque to the movable element of the electric generator during the reciprocating movement of the float along the vertical rod. The housing may be made in the form of at least three floating bodies fastened together in the same plane. At the same time, a load can be attached to the lower part of the structure, made with the possibility of eliminating the inversion of the plane of placement of the floating body of the body in case of any wave of water. The body can be made in the form of a floating body and a load secured to the floating body to hold the floating body in a constant vertical position with any wave of water. In this case, the load can be made in the form of at least three vertical blades. In any part of the structure, a unit for converting or storing electric energy can be installed. From any part of the structure, a cable connected to the object of conversion, consumption or accumulation of electrical energy. At least one vertical rod can be fixed to the housing, and at least one vertical float with at least one vertical rod fixed to the float, can be arranged with a reciprocating motion along the rod; at the end of the vertical rod to prevent the float from exceeding the upper limit of the rod, a limiter is installed, and at least one wheel and at least one electric generator are fixed to the limiter. The movable element of the generator can be kinematically connected with two or more wheels located on a common shaft. The float may be placed on two or more vertical rods with the possibility of reciprocating movement along the rods.
Предлагаемое устройство содержит плавающий корпус, выполненный удерживающим свое постоянное положение относительно вертикали при любом волнении воды, закрепленный к корпусу вертикальный стержень, размещенный на стержне с возможностью возвратно-поступательного движения вдоль стержня поплавок, закрепленный к поплавку вертикальный шток, установленный у верхнего конца вертикального стержня для исключения выхода поплавка за верхний предел стержня ограничитель, закрепленные к ограничителю колесо и электрогенератор, причем колесо кинематически связано с вертикальным штоком и подвижным элементом электрогенератора таким образом, что при перемещении поплавка вдоль вертикального стержня колесо под воздействием качения по вертикальному штоку совершает вращательные движения и передает крутящий момент подвижному элементу электрогенератора. The proposed device comprises a floating body, made to maintain its constant position relative to the vertical with any wave of water, a vertical rod fixed to the body, a float mounted on the rod with the possibility of reciprocating movement along the rod, a vertical rod fixed to the float mounted at the upper end of the vertical rod for exceptions for the float going beyond the upper limit of the rod limiter, a wheel and an electric generator fixed to the limiter, and aticheski associated with vertical rod and a movable element of the electric generator in such a way that when the float moves along the vertical rod, the wheel rotates along the vertical rod due to rolling along the vertical rod and transmits torque to the mobile element of the electric generator.
На фиг.1 представлен общий вид предлагаемого устройства. На фиг.1-4 показаны схемы устройства, содержащего плавающий корпус (1), вертикальный стержень (2), поплавок (3), вертикальный шток (4), ограничитель (5), колесо (6) и электрогенератор (7). На фиг.1-2 показаны схемы устройства, корпус которого выполнен в виде четырех плавающих тел, скрепленных между собой в одной плоскости. На фиг.1 показан продольный разрез устройства, на фиг.2 показан вид устройства сверху. На фиг.3-4 показаны схемы устройства, корпус которого выполнен в виде плавающего тела и груза, закрепленного к плавающему телу. На фиг.З показан продольный разрез устройства, на фиг.4 показан вид устройства сверху.  Figure 1 presents a General view of the proposed device. Figure 1-4 shows a diagram of a device containing a floating housing (1), a vertical rod (2), a float (3), a vertical rod (4), a limiter (5), a wheel (6) and an electric generator (7). Figure 1-2 shows a diagram of a device whose casing is made in the form of four floating bodies fastened together in the same plane. Figure 1 shows a longitudinal section of the device, figure 2 shows a top view of the device. Figure 3-4 shows a diagram of a device, the housing of which is made in the form of a floating body and a load secured to the floating body. In Fig.3 shows a longitudinal section of the device, Fig.4 shows a top view of the device.
Устройство работает следующим образом. При наличии волн поплавок (3) приобретает различные ускорения вдоль вертикального стержня (2). При этом закрепленный к поплавку вертикальный шток (4) совершает возвратно-поступательное перемещение относительно установленного у верхнего конца вертикального стержня ограничителя (5). Закрепленное к ограничителю колесо (6) под воздействием качения по вертикальному штоку совершает вращательные движения и передает крутящий момент подвижному элементу электрогенератора (7). В результате возникает электрический ток, который подается на объект преобразования, потребления или аккумулирования электрической энергии. The device operates as follows. In the presence of waves, the float (3) acquires various accelerations along the vertical rod (2). At the same time, the vertical rod (4) fixed to the float performs a reciprocating movement relative to the limiter (5) installed at the upper end of the vertical rod. Wheel (6) fixed to the limiter under the influence of rolling along the vertical rod rotates and transmits torque to the movable element of the generator (7). The result is an electric current that is supplied to the object of conversion, consumption or accumulation of electrical energy.
По сравнению с известными техническими решениями эффект заключается в следующем. В конструкции не используются такие элементы, как рычаг, насос, цепи, блоки, вследствие чего достигается высокая надежность работы устройства. Отсутствие выбросов в окружающую среду предполагает соблюдение оптимальных экологических характеристик устройства. Мобильный плавающий корпус позволяет транспортировку устройства по воде. Compared with the known technical solutions, the effect is as follows. The design does not use such elements as a lever, pump, chains, blocks, as a result of which high reliability of the device is achieved. The absence of emissions into the environment implies compliance with the optimal environmental characteristics of the device. A mobile floating casing allows water transportation of the device.
В отличие от прототипа, предлагаемое устройство имеет ряд преимуществ. Достигается эффективная генерация электроэнергии на волнах любой длины независимо от скорости вертикального движения волн. Обеспечивается использование полной амплитуды волны. Горизонтальные волны свободно проходят сквозь каркасный корпус и обтекают поплавки, что повышает штормоустойчивость устройства. Для изготовления устройства требуется значительно меньшее количество материалов, что важно для экономической составляющей производства. Использование колеса и электрогенератора исключает требования к материалам элементов и возможность притяжения к узлу преобразования энергии магнитного сора. Размещение поплавка на двух вертикальных стержнях позволяет исключить поворот поплавка вокруг вертикальной оси и закрепить к ограничителю два колеса, кинематически связанных с использованием механизма муфты свободного или обгонного хода с подвижным элементом одного электрогенератора для поочередной передачи крутящего момента при перемещении поплавка вдоль вертикального стержня в разных направлениях. Элементы узлов преобразования энергии располагаются выше уровня воды, что улучшает износостойкость деталей. При этом достигается удобство в обслуживании устройства, влияющее на снижение стоимости получаемой электроэнергии. Unlike the prototype, the proposed device has several advantages. Efficient generation of electric power is achieved on waves of any length, regardless of the speed of the vertical movement of the waves. The use of the full amplitude of the wave is ensured. Horizontal waves freely pass through the frame body and flow around the floats, which increases the storm resistance of the device. To manufacture the device requires a significantly smaller amount of materials, which is important for the economic component of production. The use of a wheel and an electric generator eliminates the requirements for the materials of the elements and the possibility of attraction to the energy conversion unit magnetic litter. Placing the float on two vertical rods eliminates the rotation of the float around the vertical axis and fixes two wheels to the stop, kinematically connected using the free-wheel or freewheel clutch mechanism with a movable element of one electric generator for alternating torque transmission when the float moves along the vertical rod in different directions. Elements of energy conversion units are located above the water level, which improves the wear resistance of parts. At the same time, the convenience of servicing the device is achieved, which affects the reduction in the cost of electricity received.
Предлагаемое устройство позволяет обеспечить электроэнергией объекты промышленного производства морского и прибрежного базирования. The proposed device allows you to provide electricity to industrial facilities of marine and coastal based.
Источники информации: Information sources:
1. Патент на ИЗ US 2004061338, 2004г.  1. Patent for IZ US 2004061338, 2004
2. Патент на ПМ RU 88743, 2009г.  2. Patent for PM RU 88743, 2009
3. Патент на ПМ RU 69932, 2007г.  3. Patent for PM RU 69932, 2007.

Claims

Формула Formula
1. Гидроволновая электроустановка, содержащая плавающий корпус, выполненный удерживающим свое постоянное положение относительно вертикали при любом волнении воды, отличающаяся тем, что к корпусу закреплен вертикальный стержень, а на стержне размещен с возможностью возвратно- поступательного движения вдоль стержня поплавок с закрепленным к поплавку вертикальным штоком, при этом у верхнего конца вертикального стержня для исключения выхода поплавка за верхний предел стержня установлен ограничитель, а к ограничителю закреплены колесо и электрогенератор, причем колесо кинематически связано с вертикальным штоком и подвижным элементом электрогенератора таким образом, что при перемещении поплавка вдоль вертикального стержня колесо под воздействием качения по вертикальному штоку совершает вращательные движения и передает крутящий момент подвижному элементу электрогенератора. 1. Hydroelectric installation comprising a floating body, made to maintain its constant position relative to the vertical with any wave of water, characterized in that a vertical rod is fixed to the body, and a float with a vertical rod fixed to the float is arranged with a reciprocating motion along the rod at the same time, at the upper end of the vertical rod to prevent the float from exceeding the upper limit of the rod, a limiter is installed, and a wheel is fixed to the limiter and an electric generator, the wheel being kinematically connected with the vertical rod and the movable element of the electric generator in such a way that when the float moves along the vertical rod, the wheel rotates along the vertical rod and transmits torque to the mobile element of the electric generator.
2. Устройство по п.1 , отличающееся тем, что колесо изготовлено в виде шестерни, а на вертикальном штоке выполнены зубцы.  2. The device according to claim 1, characterized in that the wheel is made in the form of a gear, and teeth are made on the vertical rod.
3. Устройство по п.1 , отличающееся тем, что кинематическая связь колеса и подвижного элемента электрогенератора выполнена с использованием механизма муфты свободного или обгонного хода. 3. The device according to claim 1, characterized in that the kinematic connection of the wheel and the movable element of the electric generator is made using the mechanism of the clutch free or overtaking.
4. Устройство по п.1 , отличающееся тем, что поплавок выполнен имеющим закругленную форму. 4. The device according to claim 1, characterized in that the float is made having a rounded shape.
5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что поплавок размещен на стержне с использованием вертикальных направляющих, исключающих поворот поплавка вокруг вертикальной оси.  5. The device according to claim 1, characterized in that the float is placed on the rod using vertical guides, eliminating the rotation of the float around a vertical axis.
6. Устройство по п.1 , отличающееся тем, что стержень размещен внутри вертикального сквозного отверстия, выполненного в поплавке.  6. The device according to claim 1, characterized in that the rod is placed inside a vertical through hole made in the float.
7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что сквозное отверстие поплавка и стержень имеют круглое поперечное сечение в горизонтальной плоскости.  7. The device according to claim 6, characterized in that the through hole of the float and the rod have a circular cross section in the horizontal plane.
8. Устройство по п.1 , отличающееся тем, что вертикальный шток имеет круглое поперечное сечение в горизонтальной плоскости.  8. The device according to claim 1, characterized in that the vertical rod has a circular cross section in the horizontal plane.
9. Устройство по п.1 , отличающееся тем, что у нижнего конца вертикального стержня для исключения выхода поплавка за нижний предел стержня установлен ограничитель.  9. The device according to claim 1, characterized in that a limiter is installed at the lower end of the vertical rod to prevent the float from exceeding the lower limit of the rod.
10. Устройство по п.1 , отличающееся тем, что к ограничителю прикреплен упругий элемент, предотвращающий жесткое касание поплавка с ограничителем.  10. The device according to claim 1, characterized in that an elastic element is attached to the limiter, preventing the float from touching the limiter firmly.
11. Устройство по п.1, отличающееся тем, что массы корпуса и поплавка выбраны достаточными для передачи колесом крутящего момента подвижному элементу электрогенератора при возвратно- поступательного перемещении поплавка вдоль вертикального стержня. 11. The device according to claim 1, characterized in that the mass of the housing and the float are selected sufficient to transmit the wheel torque to the movable element of the electric generator during the reciprocating movement of the float along the vertical rod.
12. Устройство по п.1 , отличающееся тем, что корпус выполнен в виде, по меньшей мере, трех плавающих тел, скрепленных между собой в одной плоскости. 12. The device according to claim 1, characterized in that the housing is made in the form of at least three floating bodies fastened together in the same plane.
13. Устройство по п.12, отличающееся тем, что к нижней части конструкции прикреплен груз, выполненный с возможностью исключения переворачивания плоскости размещения плавающих тел корпуса при любом волнении воды.  13. The device according to p. 12, characterized in that the load is attached to the lower part of the structure, made with the possibility of eliminating the inversion of the plane of the floating body of the body at any wave of water.
14. Устройство по п.1, отличающееся тем, что корпус выполнен в виде плавающего тела и груза, закрепленного к плавающему телу для удержания плавающего тела в постоянном вертикальном положении при любом волнении воды.  14. The device according to claim 1, characterized in that the housing is made in the form of a floating body and a load fixed to the floating body to hold the floating body in a constant vertical position with any wave of water.
15. Устройство по п.14, отличающееся тем, что груз выполнен в виде, по меньшей мере, трех вертикальных лопастей.  15. The device according to 14, characterized in that the load is made in the form of at least three vertical blades.
16. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в любой части конструкции установлен узел преобразования или аккумулирования электрической энергии.  16. The device according to claim 1, characterized in that in any part of the structure there is a unit for converting or storing electrical energy.
17. Устройство по п.1, отличающееся тем, что из любой части конструкции выведен кабель, соединенный с объектом преобразования, потребления или аккумулирования электрической энергии.  17. The device according to claim 1, characterized in that a cable connected to an object for converting, consuming or storing electrical energy is derived from any part of the structure.
18. Устройство по п.1, отличающееся тем, что к корпусу закреплен, по меньшей мере, один вертикальный стержень, а на стержне размещен с возможностью возвратно-поступательного движения вдоль стержня, по меньшей мере, один поплавок с закрепленным к поплавку, по меньшей мере, одним вертикальным штоком, при этом у верхнего конца вертикального стержня для исключения выхода поплавка за верхний предел стержня установлен ограничитель, а к ограничителю закреплены, по меньшей мере, одно колесо и, по меньшей мере, один электрогенератор. 18. The device according to claim 1, characterized in that at least one vertical rod is fixed to the housing, and at least one float is attached to the rod with the possibility of reciprocating movement along the rod with the float, at least one vertical rod, while at the upper end of the vertical rod to prevent the float from exceeding the upper limit of the rod, a limiter is installed, and at least one wheel and at least one electric generator are fixed to the limiter.
19. Устройство по п.1, отличающееся тем, что подвижный элемент электрогенератора кинематически связан с двумя или более колесами, расположенными на общем валу.  19. The device according to claim 1, characterized in that the movable element of the generator is kinematically connected with two or more wheels located on a common shaft.
20. Устройство по п.1, отличающееся тем, что поплавок размещен на двух или более вертикальных стержнях с возможностью возвратно-поступательного движения вдоль стержней.  20. The device according to claim 1, characterized in that the float is placed on two or more vertical rods with the possibility of reciprocating motion along the rods.
PCT/RU2010/000634 2010-01-18 2010-10-29 Shaft-type hydraulic-wave power plant WO2011087394A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010101433 2010-01-18
RU2010101433 2010-01-18

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2011087394A1 true WO2011087394A1 (en) 2011-07-21

Family

ID=44304469

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2010/000634 WO2011087394A1 (en) 2010-01-18 2010-10-29 Shaft-type hydraulic-wave power plant

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2011087394A1 (en)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4599858A (en) * 1977-10-25 1986-07-15 Stella Joseph P Ocean wave energy device
JPS61272475A (en) * 1985-05-28 1986-12-02 Riichi Nishimoto Buoyancy power generating device
SU1320497A1 (en) * 1984-04-29 1987-06-30 В. Ф. Перкон Wave power plant
RU1783141C (en) * 1990-01-08 1992-12-23 Ленинградский механический институт им.Маршала Советского Союза Устинова Д.Ф. Wave power plant
DE19815211A1 (en) * 1998-04-04 1999-10-14 Karl Merk Wave power station device
WO2007139396A1 (en) * 2006-05-31 2007-12-06 Fobox As Device for converting wave energy
US7397144B1 (en) * 2005-06-15 2008-07-08 Florida Turbine Technologies, Inc. Bearing-less floating wind turbine
RU2343306C2 (en) * 2007-01-25 2009-01-10 Наби Магомедаминович Абдулов Energy-producing floating platform
RU86671U1 (en) * 2009-04-03 2009-09-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" WAVE POWER INSTALLATION

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4599858A (en) * 1977-10-25 1986-07-15 Stella Joseph P Ocean wave energy device
SU1320497A1 (en) * 1984-04-29 1987-06-30 В. Ф. Перкон Wave power plant
JPS61272475A (en) * 1985-05-28 1986-12-02 Riichi Nishimoto Buoyancy power generating device
RU1783141C (en) * 1990-01-08 1992-12-23 Ленинградский механический институт им.Маршала Советского Союза Устинова Д.Ф. Wave power plant
DE19815211A1 (en) * 1998-04-04 1999-10-14 Karl Merk Wave power station device
US7397144B1 (en) * 2005-06-15 2008-07-08 Florida Turbine Technologies, Inc. Bearing-less floating wind turbine
WO2007139396A1 (en) * 2006-05-31 2007-12-06 Fobox As Device for converting wave energy
RU2343306C2 (en) * 2007-01-25 2009-01-10 Наби Магомедаминович Абдулов Energy-producing floating platform
RU86671U1 (en) * 2009-04-03 2009-09-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" WAVE POWER INSTALLATION

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8004103B2 (en) Power generation
JP5858241B2 (en) Device for generating electrical energy from waves
CN103629040B (en) Multi-buoy pendulous wave energy collecting device
EP3049670B1 (en) Energy production device and system
CN104314736B (en) Totally-enclosed power generation device simultaneously utilizing wave energy and wind energy
CN102808719A (en) Float transaction wave power generating device
CN105275725A (en) Ocean wave and ocean current composite power generation device
CN102691611A (en) Rack gear power generator
CN103867374A (en) Wave-activated power generation device
CN202718803U (en) Floater transaction type wave power generation device
CN101539091B (en) Novel wave-activated generator unit
KR200326768Y1 (en) Apparatus for wave force generation
CN100497935C (en) Wave power generation device
CN205559153U (en) Reciprocating movement wave power generating device
KR100927182B1 (en) Wave-power generation system
CN103573544A (en) Wave driving power generation device
RU110807U1 (en) ELECTRICAL INSTALLATION HYDROWAVE STOCK
CN219840747U (en) Ray bionic power generation device
CN103195642B (en) Wave energy absorption and conversion device
KR20100128056A (en) Wave-power generator
WO2011087394A1 (en) Shaft-type hydraulic-wave power plant
CN110905713A (en) Mooring type sea wave generator
RU2539410C2 (en) Wave energy plant
CN109488515A (en) A kind of swing arm Wave power generation device
KR101492901B1 (en) Power generating equipment using wave forces

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10843320

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 10843320

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1