Волновая энергетическая установка

 

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4896722/29 (22) 26.1 2.90 (46) 15.12.93 Бюл. Nr 45-46 (75) Румянцев Л.И.; Пресняков КА.; Ким Р.И, (73) Румянцев Леонид Иванович; Пресняков Константин Александрович (54) ВОЛНОВАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА (57) Сущность изобретения: на шарнирной оси неподвижной опоры прикреплены рычаги. Волноприемная лопасть установлена на нижних частях рычагов с возможностью перемещения вдоль последних Две камеры переменного обьема воздушного насоса подключены клапанами к турбогенератору.

Одна из емкостей выполнена с открытыми торцами, (в) RU (и) 2004843 Cl (51) 5 F03B13 16 Р03В13 18 изогнута по радиусу и снабжена внутренней герметичной камерой с гибкими стенками, заполненной примерно на две трети своего объема жидкой средой, другая расположена горизонтально под пер— вой, снабжена патрубком, расположенным снизу в центральной части, и отверстиями, расположенными в верхних частях по краям. Изогнутая емкость расположена выпуклой стороной вверх. Обе емкости закреплены на шарнирной оси опоры кронштейнами. Камеры переменного объема выполнены в виде сильфонов и подкпючены к открытым торцам изогнутой емкости и отверстиям другой, Турбина установлена в патрубке изогнутой емкости. Электрогенератор прикреплен к ее кронштейну вращения 2 ил.

2004843

Изобретение относится к волновой гидроэнергетике, в частности к волновым энергетическим установкам, Известна волновая энергетическая установка (авт,св, СССР М 1281734, кл, F 03 В 3/12, -1985), содержащая поплавок, вертикальный вал.с горизонтальными спицами и лопастями, якорь, соединенный при помощи тяг с поплавком, выполненным в виде полукольца, охватывающего лопасти и шарнирно закрепленного на валу, а тяги прикреплены к торцам полукольца, Недостатки известного устройства: использование для получения энергии кинетической: линейно набегающих и отра- жающихся волн, вращающих лопасти 3, и неиспользование потенциальной энергии

Во 1Н, связанной c Hx BblcoTGA; фронтальное по отношению к набегающим волнам расположение вогнутого поплавка — полукольца, способствующее причаливанию плавающих предметов и механических загрязнений в зону полукольца с лопастями, что создает помехи вращению лопастей 3 и снижает тем самым КПД известного устройства, Известна также волновая насосная установка (Авт.св. СССР N 1453077, кл, F 03 В

13/12, 1987), содержащая погруженную под уровень воды опору и прикрепленный к ней при помощи шарнира вертикальный стержень с камерой переменного,обьема, имеющей обратные клапаны, а стержень снабжен упорами и имеет под шарниром участок, при этом поплавок выполнен с удельной плотностью, близкой к плотности воды, установленный между упорами с возмо>кностью перемещения относительно стер .ня, а рабочая камера выполнена в виде двух сильфонных патрубков, соединенных между собой при помощи пластины, прикрепленной к упомянутому участку стержня, Недостатками известного устройства

s,вляются: неэффективное перемещение рычага, пластины и сильфонов, т,к, они находятся под водой и давление столба ее на указанные элементы создает дополнительное сопротивление их перемещению. Результат— снижение КПД известной установки; перемещение поплавка вдоль оси рычага то по направлению к упору 9, то — к упору

10 поддействием набегания на поплавок, то гребня, то впадины волны, каковое перемещение является холостым с точки зрения функционирования известного устройства, т,е, не используется потенциальная энергия набегающих волн; нахождение известной работающей установки в затопленном состоянии делает ее труднодоступной для проведения профилактических работ и увеличивает затраты времени на обеспечение ее эксплуатации.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой установке является устройство для использования энергии прибоя, (Авт.св. СССР N. 1192463, кл. F 03 В

13/12, 1983) содержащее рычаг, закрепленную на нем качающуюся лопасть и поршневой насос, поршень которого кинематически связан с рычагом, в котором с целью стабилизации нагрузки при изменении силы прибоя и повышения надежности работы лопасть снабжена механизмом регу"5 лирования ее длины, выполненным в виде установленного на рычаге сервомотора, шток которого соединен с лопастью, последняя установлена с возможностью перемещения вдоль рычага, кинематическая

20 связь поршня насоса с рычагом выполнена в виде кривошипа, а насос расположен над уровнем воды.

Недостатки известного устройства: усложненность технического исполнения, обусловленная наличием пары кривошипов, пары сервомоторов, пары качающихся лопастей и пары рычагов; затоаты энергии на приведение вдействие сервомоторов 5;

30 потери на трение в местах сочленения качающихся лопастей с рычагом, рычага 1 с кривошипом, кривошипа с поршнем снижают КЛД известного устройства.

Цель изобретения — повышение КПД.

Это достигается тем, что волновая энергетическая установка, содер>кащая неподвижную опору с шарнирной осью, на которой прикреплены рычаги, волноприемную лопасть, установленную на нижних частях рычагов с возможностью перемещения вдоль последних, и воздушный насос с двумя камерами переменного объема, подключенными посредством клапанов к турбогенератору, снабжена двумя емкостями, одна из которых выполнена с открытыми торцами, изогнута по радиусу и снабжена внутренней герметичной камерой с гибкими стенками, заполненной примерно на две трети своего обьема жидкой средой, а дру50 гая расположена горизонтально под первой, снабжена патрубком, расположенным снизу в центральной части, и отверстиями. расположенными в верхних частях по краям, при этом изогнутая емкость расположена выпуклой стороной вверх, обе емкости закреплены на шарнирной оси опоры посредством кронштейнов, камеры переменного обьема выполнены в виде сильфонов и подключены к открытым торцам изогнутой емкости и отверстиями другой, причем тур2004843 бина установлена в патрубке последней, а электрогенератор прикреплен к ее кронштейну крепления, Такое выполнение волновой энергетической установки позволяет по сравнению с 5 прототипом получать дополнительное сжатие воздуха, вращающего турбину, за счет внутренней герметичной камеры с гибкими стенками, заполненной примерно на две трети своего обьема жидкой средой. 10

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

На фиг. 1 представлена волновая энер- 15 гетическая установка со стороны линии атаки волн, на фиг. 2 — продольный разрез А-А на фиг. 1, Волновая энергетическая установка содержит изогнутую по радиусу и располо- 20 женную выпуклой стороной вверх емкость 1 и другую горизонтальную емкость 2, расположенную ниже емкости 1, Первая емкость

1 имеет открытые торцы 3 и снабжена внутренней герметичной камерой 4 с гибкими 25 стенками, заполненной примерно на 2/3 своего объема жидкой средой 5, а в центре второй емкости 2 вмонтирован патрубок 6„ расположенный снизу, а сверху, по краям ее выполнены отверстия 7 и 8 оппозитно от- 30 крытым торцам 3 емкости 1. Емкости 1 и 2 закреплены шарнирно на оси 9 опоры 10 посредством кронштейнов 11 и 12, Камеры переменного объема выполнены в виде сильфонов 13 и 14 и подключены к открытым 35 торцам 3 изогнутой емкости 1 и своими нижними концами укреплены в отверстиях 7 и 8 емкости 2, причем турбина 15 установлена в полости патрубка 6, а электрогенератор 16 удерживается кронштейном 17 и укомплек- 40 тован преобразователем числа оборотов 18.

Емкость 1 при помощи подвески 19 жестко закреплена на оси 9, а на концах ее выполнены воздушные отверстия 20 и 21. Емкость

2 в центре имеет камеру повышенного дав- 45 ления 22 с обратными клапанами 23 и 24.

Волноприемная лопасть 25 посредством рычагов 26, полых стержней 27 с фиксаторами 28 задействована с поворотной осью 9.

Волновая энергетическая установка работает следующим образом.

Под действием прямого наката волны волноприемная лопасть 25 отклоняется вправо и через рычаги 26, стержни 27 поворачивает ось 9, задействованную посредством подвески 19 с изогнутой емкостью 1, которая повернется в левую сторону, уменьшая объем камеры 13, сжимая и нагнетая воздух в емкости 2 с передачей увеличившегося давления B камеру 22 на турбину 15 при закрытом обратном клапане 24 и открытом обратном клапане 23. В данный момент жидкая среда 5 в герметичной камере 4 перемещается в левую сторону, создавая тем самым дополнительное сжатие воздуха в камере 13; равное весу перемещенной жидкости 5. Воздушное отверстие 20 будет закрыто гибкой стенкой герметичной камеры 4, правый конец которой освобождается от жидкости 5 и деформируется, обеспечивая доступ воздуха через воздушное отверстие 21 в камеру 14 при закрытом обратном клапане 24.

При откате волны волноприемная лопасть 25 отклоняется влево, емкость 1 поворачивается в правую сторону, жидкая среда

5 в камере 4 перемещается в ее правый конец и гибкая стенка камеры 4 закрывает собой воздушное отверстие 21, происходит первичное сжатие воздуха в емкости 2 за счет уменьшения объема камеры 14 идополнительное повышение давления за счет перемещения жидкой среды 5 в камере 4, воздух из емкости 2 будет поступать в камеру 22 на турбину 15 при закрытом обратном клапане 23 и открытом обратном клапане

24. При последующих накате и откате волн циклы работы установки будут повторяться.

Экономическая эффективность волновой энергетической установки определяется повышением ее КПД, обусловленным дополнительным сжатием воздуха в камерах переменного объема за счет герметичной камеры, заполненной на две трети ее обьема жидкой средой. (56) Авторское свидетельство СССР

N 1192463, кл. F 03 В 13/12, 1983.

2004843

Фнг.1

Составитель К,Пресняков

Редактор Н.Федорова Техред M.Ìîðãåíòàë КоРРе оР А,Мотыль

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035. Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5

Заказ 3392

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

Формула изобретения

ВОЛНОВАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА, содержащая неподвижную опору с шарнирной осью. на которой прикреплены рычаги, волноприемную лопасть, уста, новленную на нижних частях рычагов с воэможностью перемещения вдоль последних, и воздушный насос с двумя камерами, переменного объема, подключенными посредством клапанов к турбогенератору, отличающаяся тем, что, с целью повышения КПД, установка снабжена двумя емкостями, одна иэ которых выполнена с открытыми торцами, изогнута по радиусу и снабжена внутренней герметичной камерой с гибкими стенками, эаполненной примерно на 2/3 своего объема жидкой средой, а другая расположена горизонтально под первой, снабжена патрубком. расположенным снизу в

5 центральной части, и отверстиями, pacno I0>K8HHblMN в верхних частях Ro краям,. при этом изогнутая емкость расположена вы- пуклой стороной вверх, обе емкости закреплены на шарнирной оси опоры

10 посредством кронштейнов, камеры переменного объема выполнены в виде сильфо- нов и подключены к открытым торцам, изогнутой емкости и отверстиям другой,: причем турбина установлена в патрубке

15 последней, а электрогенератор прикреп- лен к ее кронштейну крепления.