Волновая электростанция
Владельцы патента RU 2345244:
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Калининградский государственный технический университет" (RU)
Изобретение относится к гидротехнике. Волновая электростанция включает установленный на опорах корпус, закрепленные внутри корпуса соленоиды и размещенные в соленоидах ферромагнитные стержни. Корпус установлен на валу с возможностью вращения. Внешняя поверхность корпуса выполнена круглоцилиндрической с лопастями в виде двухзаходного архимедова винта и снабжена токосъемными элементами. Соленоиды выполнены кольцевыми, ориентированы и закреплены в плоскостях, перпендикулярных продольной оси вала. Ферромагнитные стержни выполнены в форме тора и снабжены роликами. Длина корпуса принята равной не менее половины длины волны. Обеспечивается стабильность выработки электроэнергии. 2 ил.
Изобретение относится к гидроэнергетике, а именно к преобразованию энергии движения волн, возникающих на поверхности океанов, морей и крупных водоемов, в электроэнергию.
Известно устройство для использования энергии морских волн, содержащее плавучее средство, исполнительный механизм, помещенный в закрытый корпус, изолирующий верхнюю часть штока, к которой жестко прикреплены ферромагнитные стержни, ориентированные параллельно штоку и размещенные в соленоидах, закрепленных на корпусе, при этом верхняя часть штока выполнена из ферромагнетика, а корпус является внешней оболочкой соленоида (заявка Великобритании №1271490 А, МПК Н02К 35/00, опубл. 12.04.1972 г.).
Недостатком известного устройства является то, что оно конструктивно приспособлено только к использованию возвратно-поступательного движения волн в вертикальном направлении. При таком виде движения возникают инерционные силы в движущихся элементах при смене направления, что сопровождается неравномерным перемещением магнитного поля в соленоидах. Кроме того, само волновое воздействие водной поверхности в вертикальном направлении также неравномерно и поэтому получение известными устройствами электрической энергии со стабильными параметрами затруднено.
Задачей изобретения является разработка конструкции устройства, в котором будет обеспечена равномерная скорость движения ферромагнитных стержней относительно соленоидов, что позволит получать электроэнергию со стабильными, технически приемлемыми для потребителей параметрами.
Для достижения указанного технического результата в известном устройстве, включающем корпус, установленный на опорах, закрепленные внутри корпуса соленоиды и размещенные в соленоидах ферромагнитные внутри корпуса соленоиды и размещенные в соленоидах ферромагнитные стержни, корпус установлен на валу с возможностью вращения, внешняя поверхность корпуса выполнена круглоцилиндрической с лопастями в виде двухзаходного архимедова винта и снабжена токосъемными элементами, соленоиды выполнены кольцевыми, ориентированы и закреплены в плоскостях, перпендикулярных продольной оси вала. Ферромагнитные стержни выполнены в форме тора и снабжены роликами, а длина корпуса принята равной не менее половины длины волны.
Для постоянного воздействия волны на лопасти длина корпуса должна быть не менее половины среднестатистической (по данным наблюдений в регионе) длины волны. Каждый кольцевой соленоид собирают из двух половинок, предварительно разместив в одной из них ферромагнитный стержень.
На прилагаемых к описанию чертежах изображено:
на фиг.1 - общий вид устройства;
на фиг.2 - поперечный разрез по оси соленоида.
На чертежах приняты следующие обозначения:
1 - опора;
2 - подшипник качения;
3 - вал;
4 - лопасти в виде архимедова винта;
5 - круглоцилиндрический корпус;
6 - коробка токосъемных элементов;
7 - волна;
8 - соленоид;
9 - ролики;
10 - ферромагнитный стержень.
Волновая электростанция содержит (фиг.1) корпус 5, на внешней круглоцилиндрической поверхности которого имеются лопасти 4 в виде двухзаходного архимедова винта с шагом, равным длине корпуса, а на одной из торцовых поверхностей - токосъемные элементы, размещенные в водонепроницаемой защитной коробке 6. Корпус 5 снабжен валом 3 и подшипниками качения 2 (закрытыми от воздействия агрессивной морской воды), закрепленными на двух опорах 1. Вал 3 располагают на уровне спокойной воды.
Внутри корпуса 5 (фиг.2) в плоскостях, перпендикулярных его продольной оси, закреплены кольцевые соленоиды 8, внутри которых размещены ферромагнитные стержни 10, снабженные роликами 9, благодаря которым исключается трение скольжения стержней о внутреннюю поверхность соленоидов.
Волновая электростанция работает следующим образом. Перемещаясь вдоль продольной оси корпуса 5, волна воздействует (стрелки на фиг.1) на лопасти 4 и вращает (пунктирная стрелка) корпус 5 с закрепленными внутри него соленоидами 10.
При этом из-за вращения роликов 9, опирающихся на внутреннюю поверхность соленоидов 8, ферромагнитные стержни 10 остаются практически неподвижными и занимают нижнее положение (с небольшим смещением в сторону вращения за счет трения качения в роликах). При пересечении витками вращающихся соленоидов неподвижного магнитного поля вокруг ферромагнитных стержней 10 в соленоидах 8 возникает электрический ток, который коммутируется внутри корпуса и выводится к токосъемным подвижным кольцам (не показаны, размещены в защитной коробке 6), с которых снимается неподвижными щетками (не показаны) и по кабелю (не показан) отводится к потребителю. Благодаря непрерывному движению с постоянной скоростью соленоидов относительно неподвижных ферромагнитных стержней обеспечивается стабильная выработка электроэнергии с постоянными параметрами, приемлемыми для потребителей. При этом возможна выработка энергии независимо от величины амплитуды волны.
Именно благодаря установке электростанции на валу с возможностью вращения, оборудования его лопастями в виде архимедова винта и токосъемными элементами, выполнения соленоидов кольцевыми с установкой их в плоскостях, перпендикулярных продольной оси корпуса, а ферромагнитных стержней в виде тора с роликами качения, обеспечивается равномерная передача волновой энергии устройству и стабильная выработка электроэнергии с приемлемыми для потребителей параметрами.
Волновая электростанция, включающая установленный на опорах корпус, закрепленные внутри корпуса соленоиды и размещенные в соленоидах ферромагнитные стержни, отличающаяся тем, что корпус установлен на валу с возможностью вращения, внешняя поверхность корпуса выполнена круглоцилиндрической с лопастями в виде двухзаходного архимедова винта и снабжена токосъемными элементами, соленоиды выполнены кольцевыми, ориентированы и закреплены в плоскостях, перпендикулярных продольной оси вала, а ферромагнитные стержни выполнены в форме тора и снабжены роликами, причем длина корпуса принята равной не менее половины длины волны.
