Волновая энергетическая установка

 

Использование: в гидроэнергетике. Сущность изобретения: над уровнем воды установлена платформа с расположенными на ней и связанными между собой мультипликатором и электрогенератором. Верхний конец вертикальной стержневой опоры кинематически связан с входным валом мультипликатора, нижний - с пустотелым понтоном. Платформа снабжена обручем с наклонными радиальными спицами, охватывающими сваю с возможностью перемещения. В платформе выполнено отверстие для свободного размещения сваи. Понтоны выполнены с центральным и двумя боковыми отверстиями. Стержни опоры размещены с зазором в боковых отверстиях и соединены между собой в нижней части горизонтальными балками. Ребра выполнены в виде отдельных элементов из четырех пластин, попарно расположенных друг над другом рядами, и прикреплены к понтонам вертикальными и горизонтальными штангами с возможностью подъема и опускания. Нижние элементы свзаны со стержнями опоры с возможностью совместного перемешения с понтонами. 2 ил.

Изобретение относится к гидроэнергетике, в частности к волновым энергетическим установкам.

Известна волновая энергетическая установка, которая содержит над уровнем воды платформу с установленными на ней и связанными между собой мультипликатором и электрогенератором, пустотелый понтон с балластом и наружными ребрами в нижней части и вертикальную стержневую опору, верхний конец которой кинематически связан с входным валом мультипликатора, а нижний с понтоном.

Недостатком данной установки является малый КПД, так как используется лишь поверхностная сила волны при движении понтона от подошвы до гребня по вертикали.

Цель изобретения - повышение КПД установки.

На фиг. 1 изображен общий вид установки; на фиг. 2 - конструкция ребер понтона.

Установка содержит платформу 1 (фиг. 1), мультипликатор 2, электрогенератор 3, понтон 4, ребра 5, стержневые опоры 6, дополнительный понтон 7, сваю 8, обруч 9 с наклонными радиальными спицами 10, отверстие 11 в платформе, отверстие 12 в понтонах 4, 7 (центральное и два боковых), горизонтальные балки 13 элементы 14 ребер 5 (фиг. 2), пластины 15, вертикальные 16 и горизонтальные 17 штанги, соединение 18 последнего элемента 14 к стержневой опоре 6, вертикальные отрезки 19, пластины 20, пружины 21.

Платформа 1 под воздействием волн автоматически изменяет свое положение благодаря отверстию 11 для свободного размещения сваи 8. Для придачи платформе 1 устойчивого положения она снабжена обручем 9 с наклонными радиальными спицами 10, имеющими подвижное крепление к свае 8.

Понтоны 4,7 (фиг. 1) находятся по обоим сторонам сваи 8 и имеет два боковых и центральное отверстие 12, которое предназначено для прохождения воды, а два боковых предназначены для размещения стержневых опор 6, которые наверху закреплены на вале мультипликатора 2, а внизу соединены попарно горизонтальными балками 13. Ребра 5 выполнены в виде отдельных элементов 14 из четырех пластин 15 (фиг. 2), при этом последний элемент 14 соединением 18 присоединен к стержневой опоре 6. Количество элементов 14 зависит от глубины, от силы волнения моря в данной местности. Пластины 15 попарно расположены друг над другим и подвижно присоединены к горизонтальным штангам 17. Верхние пластины 15 одного ряда и нижние другого крепятся впереди вертикальных штанг 16, а две другие - внутри, при этом происходит поочередные подъем и опускание пластин 15 при приливе и отливе, пройдя открытую пластину, волна ударяется о закрытую, что ускоряет движение понтонов 4,7. При значительной глубине моря и силе волны стержневые опоры 6 могут не выдержать перепад давления на поверхности и на глубине, поэтому целесообразно использовать дополнительные пластины 20, присоединенные к горизонтальной балке 13 при помощи вертикальных отрезков 19. Пластины 20 соединены между собой шарнирно и при помощи пружин 21, закрепленных на смежных пластинах. При недостаточной силе волны все пластины 20 находятся в сжатом состоянии.

Установка работает следующим образом.

Во время качения понтонов 4,7, стержневых опор 6 вал мультипликатора 2 приходит в движение и через систему передач (на фиг. 1 не приведены) приводит в движение вал электрогенератора 3. Пока понтоны 4,7 качаются, то генератор 3 постоянно вырабатывает электрический ток. На работу установки оказывает влияние конструкция понтонов 4,7, в которой учитывается изменяющаяся сила волны - наибольшая на поверхности и до начала ее затухания а глубине, а также при каком волнении моря установка будет работать. Когда преобладает штиль, то конструкция более облегченая, подводная часть укорочена и содержит незначительное количество элементов 14 и пластины 15 закрыты, если имеются пластины 20, то он сжаты, вся подводная часть понтонов 4,7 представляет собой лишь дополнительный груз. Если в море преобладает волнение и глубина волны значительна, то увеличивается количество элементов 14 благодаря закреплению пластин 15 спереди и сзади вертикальных штанг 16, они по очереди принимают удар волны во время прилива и отлива. Амплитуда размаха понтонов 4,7 на стержневых опорах 6 возрастает за счет движения их к горизонтальным балкам 13, а также растяжения пластин 20, когда волна преодолевает сопротивление пружин 21. Таким образом, происходит поэтажное вступление подводных частей понтонов 4,7, вначале первый элемент 14 до n, а затем пластины 20.

КПД установки увеличивается за счет использования силы волны как от подошвы до гребня, так и по наклонной, так как с введением стержневых опор 6, элементов 14, пластин 20 возрастает амплитуда размаха, что позволяет использовать и глубинную силу волны.

Установку можно установить на малых прибрежных островах при значительной глубине моря, на нефтепромыслах в открытом море, использовать для отопления, освещения прибрежных домов, поселков, городов, а также для передачи электроэнергии на расстояние. Для строительства не требуется больших капитальных затрат, а каскад таких энергетических волновых установок в прибрежной зоне или в открытом море является альтернативной атомной энергетике и гидроэнергетике, так как является экологически безвредной. (56) Патент США N 1461747, кл. F 03 B 13/12, 1923.

Формула изобретения

ВОЛНОВАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА, содержащая установленную над уровнем воды платформу с установленными на ней и связанными между собой мультипликатором и электрогенератором, пустотелый понтон с балластом и наружными ребрами в нижней части и вертикальную стержневую опору, верхний конец которой кинематически связан с входным валом мультипликатора, а нижний - с понтоном, отличающаяся тем, что, с целью повышения КПД, установка снабжена дополнительным понтоном и неподвижной вертикальной сваей, платформа - обручем с наклонными радиальными спицами, охватывающими сваю с возможностью перемещения, в платформе выполнено отверстие для свободного размещения сваи, причем понтоны выполнены с центральным и двумя боковыми отверстиями, стержни опоры с зазором размещены в боковых отверстиях понтонов и соединены между собой попарно в нижней части посредством горизонтальных балок, ребра выполнены в виде отдельных элементов из четырех пластин, попарно расположенных друг над другом рядами и прикрепленных к понтонам при помощи вертикальных и горизонтальных штанг с возможностью подъема и опускания, в каждом элементе верхние пластины одного ряда и нижние другого установлены снаружи вертикальных штанг, а две другие - внутри, самые нижние элементы дополнительно связаны со стрежнями опоры с возможностью перемещения совместно с понтонами, при этом снизу к горизонтальным балкам стержневой опоры прикреплены вертикальные отрезки с дополнительными пластинами, шарнирно соединенные между собой и связанные посредством пружин, закрепленных на смежных пластинах.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2