Волновая энергетическая установка

 

ОписАние изОБРетен) ти

IC ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4867831/29 (22) 21.09.90 (46) 15.12.93 Бюл. ¹ 45 — 46 (75) Румянцев Il.È.; Пресняков КА.; Ким P.È. (73) Румянцев Леонид Иванович; Пресняков Конс— тантин Александрович (54) ВОЛНОВАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА (57) Сущность изобретения: опора закреплена на дне водоема и выступает над уровнем воды. На опоре закреплен злектрогенератор. Вокруг опоры расположены поплавки, закрепленные по ее периметру при помощи шарнирных рычагов, свободные (В) RU (11) 2004842 CI (51) 5 Р 03 В 13 14 Г ОЗ В 13 16 плечи которых кинематически связаны зубчатой передачей с электрогенератором. На центральной части опоры закреплен подшипниковый узел. Зубчатая передача выполнена в виде шевронного ко— леса и скоб с отогнутыми внутрь концами. Колесо установлено на подшипниковом узле с возможностью вращения в горизонтальной плоскости.

Скобы прикреплены к свободным плечам рычагов с возможностью поочередного взаимодеиствия их концов с зубьями колеса. Поплавки закреплены на рычагах шарнирами с возможностью продольного перемещения и фиксации. 2 ил

2004842

Изобретение относится к волновой гидроэнергетике, в частности, к устройствам для использования энергии волн.

Известна волновая энергетическая установка, содержащая плавучий корпус, соединенные с ним вертикальные валы и установленные на их нижних концах турбины, причем с целью увеличения мощности и расширения диапазона работы, установка дополнительно содержит цилиндрические поплавки, расположенные соосно по разные стороны от корпуса и снабженные горизонтальными штангами с закрепленными на их концах плавучими стабилизаторами.

Однако у известного устройства усложненная кинематическая связь — передача энергии волны от погруженных турбин через вертикальные валы, конические пары шестеренок, горизонтальные валы, преобразователь энергии, что приводит к значительным потерям ее и снижению КПД известного устройства. Возможные под воздействием волн отклонения погруженных турбин по направлению движения волн и перекосы вертикальных валов, способствует увеличению трения в зонах кинематических сопряжений и снижению КПД известного устройства, Кроме того, необходимо для повышения надежности функционирования погруженных турбин 4 в обустройстве их струенаправляющими приспособлениями и для повышения КПД придать корпусу 1 известного устройства жесткости, т.е. оборудования его жесткими опорами, Известна также волновая энергетическая установка, содержащая расположенную над уровнем воды пла-форму с закрепленными на ней цилиндрами поршневых насосов, штоки которых шарнирно соединены с понтонами, аккумулятор рабочего тела и турбогенератор, причем, с целью повышения КПД, установка снабжена вертикальными стойками, каждая из которых

r:ðèêðåïëåíà к ни>кней поверхности платформы и шарнирно связана с центром одного из понтонов, а каждый понто! выполнен в виде опоры с дополнительными поршневыми насосами, шарнирно установленный на поплавках при помощи дополнительных вертикальных стоек и каждая дополнительная стойка соединена с центром одного из поплавков, а штоки дополнительных насосов шарнирно закреплены по его периферии.

Однако сложная кинематическая через систему поршневых насосов (основных без номера и дополнительных) связь по передаче кинематической энергии волн снижает

КПД известного устройства, Косонаправ5

55 ленность воздействия волн на штоки поршней (основных, без номера) и (дополнительных) поршневых насосов, создает добавочное трение в зонах кинематического сопряжения соответствующих элементов и снижает КПД известного устройства;

Воздействие поплавков, в целом перемещающих на волнах и совершающих колебательные движения, на поршневые насосы (основные без номера и дополнительные), когда ими совершается полезная работа— нагнетание рабочего тела только при движении поршней вверх, т,е. наличие в насосах и холостых циклов снижает КПД известного устройства. Кроме того, это устройство неустойчиво в условиях штормового характера волн, а его усложненность конструктивного исполнения требует значительных затрат времени на профилактику и обслуживание.

Более близким по технической сущности к предлагаемой установке является мотор, использующий энергию волн, их приливов и отливов, включающий вертикально расположенный столб, передвижные устройства, совершающие вертикальные перемещения на нем, регулируемую раму, поддерживаемую посредством передвижного устройства и несущую множество лодкообразных .поплавков, движение которых передается механизму, заставляя его вращаться, и через серию зубчатых передач управляющему механизму, растягивак>щуюся прямоугольнучо раму, закрепленные на ней поплавки-лодки, находящиеся во взаимосвязи таким образом, что их работа способствует повороту управляющего механизма, серию круглых поплавков, связанных между собой и с управляющим механизмом; состоящий из вертикально расположенной опоры, серии вертикальных подвижных устройство на этой опоре, окружающих ее множеством секций, каждая из которых сообщена в своей части с упомянутым вертикальным подвижным устройством, а своим верхним концом — co шпилькой. Это связывающее устройство снабжено муфтой; на которой расположены дифференциальные двигатели и двигатель на верхнем конце муфты, причем горизонтальный вал поддерживается этой связкой, муфты на нем располо>кены на противоположной стороне, поплавок связан с ка>кдой муфтой и двигатель также связан с упомянутой муфтой, и с помощью петли — с дифференциальными двигателями на связке. Мотор также состоит из дополнительной муфты на дополнительной связке, дифференциальных двигателей на нижнем конце этой муфты, промежуточного двигателя между смежны2004842 ми концами двигателей упомянутых связок, двигателя на своем верхнем концеупомянутой дополнительной муфты. Управляющий двигатель и хвостовая часть двигателя движутся посредством двигателя на верхнем конце дополнительных связок. Мотор также содержит вертикальную стойку, подвижные в вертикальном направлении устройства и устройства, работающие от волновой энергии, приливов и отливов волн, связанные с этими подвижными устройствами, оголовок верхнего конца этой опоры, поддерживающий звездочные муфты, цепи, связывающие упомянутые передвижные устройства и вытянутые вдоль муфт, поддерживающие контрбалансные весы, двигатели междууказанной муфтой и управляющим механизмом.

Основным недостатком известного устройства является черезвычайная конструктивная усложненность его, проявляющаяся в наличии большого рода различных механических и кинематических сочленений большого числа технических элементов. зубчатых передач, лодкообразных и шаровых поплавков, муфт, цепных, передач, подвижных устройств, управляющего механизма и т,д., что связано с большими энергетическими потерями на преодоление сил трения в местах указанных соединений, приводящими к существенному снижению

КПД и надежности.

Цель изобретения — повышение КПД установки, Это достигается тем, что волновая энергетическая установка, содержащая закрепленную на дне водоема и выступающую над уровнем воды опору, закрепленный на опоре электрагенератор и расположенные вокруг опоры поплавки, закрепленные па ее периметру при помощи шарнирных рычагов, свободные плечи которых кинематически связаны посредством зубчатой передачи с электрогенератором, снабжена закрепленным на центральной части опоры падшипниковым узлом, зубчатая передача выполнена в виде шевронного колеса и скоб с отогнутым внутрь концами, при этом колесо установлено на подшипникавом узле с возможностью вращения в горизонтальной плоскости, скобы прикреплены к свободным плечам рычагов с возможностью поочередного взаимодействия их концов с зубьями колеса, а поплавки закреплены на рычагах посредством шарниров с вазможностью продольного перемещения и фиксации.

Такое выполнение волновой энергетической установки позволяет па сравнению с прототипом существенна упростить конструкцию ее, повысив тем самым ее надежность и соответственно значение КПД.

Такая конструкция волновой энергетической установки ранее не была известна и отвечает критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 представлена волновая энергетическая установка, вид сбоку; на фиг. 2— то же, вид сверху.

Волновая энергетическая установка содержит закрепленный на центральной части опоры 1 подшипниковый узел 2, зубчатую передачу, выполненную в виде шевронного колеса 3 и скоб 4 с отогнутыми внутрь концами 5, установленного на подшипникавом узле 2 с возможностью вращения в горизонтальной плоскости под воздействием скоб 4, контактирующих посредством отогнутых внутрь их концов 5 с колесом 3, прикрепленных к свободным плечам рычагов 6 с возможностью поочередного взаимодействия их концов 5 с зубьями 7 колеса 3, поплавки

8, закрепленные на рычагах 6 посредством шарниров 9 с возможностью их продольного перемещения и фиксации. Вал 10 рабочего колеса 3 соединен при помощи муфты 11

20

25 с валом 12 электрогенератора 13 с преобразователем числа оборотов (не показан).

Волновая энергетическая установка разывают поворот рычагов 6, установленных в шарнирных опорах. При подъеме поплавка 8 на гребень волны — скоба 4 своим верхним концом 5 воздействует на верхнюю наклонную плоскость зуба 7 и скользит вниз па его плоскости, поворачивая колесо 3. При

35 опускании поплавка 8 во впадину волны наблюдается аналогичное воздействие теперь уже нижнего конца 5 скобы 4 на нижнюю наклонную плоскость зуба 7, вызывающее поворот рабочего колеса 3 в том же направлении. Крутящий момент колеса 3 посредством муфты 11 вала 12 через преобразователь числа оборотов передается на электрагенератор 13.

Синхронность и последовательность воздействия отогнутых концов 5 скоб 4 на наклонные плоскости шевронных зубьев 7 колеса 3 и величина усилий их воздействия регулируются посредством варьирования

50 расстояния поплавков 8 относительно опары 1 рычагами 6 с фиксацией.

Экономическая эффективность предложенной волновой энергетической установки обуславливается ограничением потери энергии волны и применением регулирования скорости вращения шевронного колеса и вала генератора.

55 (56) Патент США М 1528165, кл. F 03 В

13/12, опублик, 1924. ботает следующим образам.

30 Волны, воздействуя на поплавки 8, вы2004842

Фиг 2

Составитель К,Пресняков

Редактор Н.Федорова Техред M,Mîðãåíòàë

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-Л, Раушская наб„4/5

Заказ 3392

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Формула изобретения

ВОЛНОВАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА, содержащая закрепленную на дне водоема и выступающую над уровнем воды опору, закрепленный на опоре электрогенератор и расположенные вокруг опоры поплавки, закрепленные по ее периметру при помощи шарнирных рычагов, свободные плечи которых кинематически связаны посредством зубчатой передачи с электрогенератором. отличающаяся тем, что, с целью повышения КПД установки, она снабжена закрепленным на центральной части опоры подшипниковым узлом, зубчатая передача выполнена в виде шевронного колеса и скоб с отогнутыми внутрь концами, при этом колесо установлено на подшипниковом узле с возможностью вращения в горизонтальной плоскости, скобы прикреплены к свободным плечам рычагов с возможностью поочередного взаимодей10 ствия их концов с зубьями колеса, а поплавки закреплены на рычагах посредством шарниров с возможностью продольного перемещения и фиксации.