Устройство для использования энергии морских волн

Авторы патента:

Мартынюк Николай Павлович (MD)

Потапов Семен Юрьевич (MD)

Шкилев Владимир Дмитриевич (MD)

Мартынюк Елена Николаевна (UA)

B63H19/02 - с использованием энергии, образуемой от перемещения окружающей воды, например при бортовой или килевой качке судов

Владельцы патента RU 2446984:

Мартынюк Елена Николаевна (UA)
Мартынюк Николай Павлович (MD)

Изобретение относится к плавучим транспортным средствам и может быть использовано на морских судах. Устройство для использования энергии морских волн состоит из понтона (12), тягового электродвигателя (3), гребного винта (4), буксирного устройства (5). Понтон имеет плоскую форму в виде многоугольника в плане. Внутренняя емкость (13) понтона в горизонтальной плоскости герметично разделена на нижнюю емкость (55) и верхнюю емкость. Нижняя емкость заполнена воздухом (24) и имеет дно (54) из эластичного материала. Верхняя емкость (61) герметично разделена на полусекции (14-21), количество которых является парным числом и равно числу граней (56) в понтоне. Полусекции заполнены на 50% своего объема рабочей жидкостью (23) и на 50% воздухом. Диаметрально расположенные в верхней емкости полусекции соединяют муфты-трубопроводы (25) и воздухопроводы (38, 44). Муфты-трубопроводы имеют низконапорную гидротурбину (28), гидроклапаны (29-32), электрогенератор (27) и соединительную муфту. Воздухопроводы имеют блок (45) для изменения направления движения воздуха, пневмотурбину (37), пневмоклапаны (46-49), предохранительные клапаны (58), электрогенератор и соединительную муфту. Электроэнергия от электрогенераторов (27, 36) поступает на электродвигатель, вращающий гребной винт. Достигается возможность движения судна за счет использования энергии морских волн. 7 ил.

Изобретение относится к плавучим транспортным средствам и может быть использовано на морских судах.

Известно устройство (Волновая гидроэлектростанция. Патент Рос. Фед. №2046995, F03B 13/22, 1995 г.), содержащее корпус, поплавок, гидронасос.

Недостаток - работает только в стационарных условиях.

Наиболее близким прототипом (аналогом) является устройство (C 4842560 A), содержащее плавучий корпус, электродвигатель, гребной винт, буксировочное устройство.

Недостаток - неэффективное использование энергии морских волн.

Цель - использование энергии морских волн для движения судна.

Поставленная цель достигается за счет того, что понтон в горизонтальной плоскости герметично разделен на нижнюю емкость, заполненную воздухом и имеющую дно из эластичного материала, и верхнюю емкость, герметично разделенную на полусекции, количество которых является парным числом и равно числу граней в понтоне, заполненных на 50% объема рабочей жидкостью и на 50% воздухом, диаметрально расположенные полусекции соединяют муфты-трубопроводы, имеющие низконапорную гидротурбину, гидроклапаны, электрогенератор и соединительную муфту, и воздухопроводы, имеющие блок для изменения направления движения воздуха, пневмотурбину, пневмоклапаны, гидроклапаны, предохранительные клапаны, электрогенератор и соединительную муфту, при этом электроэнергия от электрогенераторов поступает в электродвигатель, вращающий гребной винт.

Технический результат достигается за счет синхронного использования низконапорной гидротурбины и пневмотурбины для производства электроэнергии от морских волн.

На фиг.1 дана схема (вид сверху) многогранного понтона с буксирным устройством, фиг.2 - схема поперечного разреза понтона, фиг.3 - схема соединения полуотсеков понтона между собой с образованием секций, фиг.4 - схема движения рабочей жидкости в секциях, фиг.5 - схема соединения полуотсеков в каждой секции с пневмотурбиной, фиг.6 - схема расположения воздухопроводов, соединяющих полусекции с пневмотурбиной, фиг.7 - схема соединения понтона с корпусом судна.

Устройство состоит из судна 1, указателя 2 направления движения судна, тягового электродвигателя 3, гребного винта 4, буксирного устройства 5, дышла 6, ограничителей 7 для занимаемого положения понтоном, упора 8, шарнира 9 шарообразной формы, сцепной рамы 10, оси 11, понтона 12, имеющего форму многогранника, внутренняя полость 13 которого герметично разделена на подсекции 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, в которых одной стороной является одна грань 56, заполненные на пятьдесят процентов объема рабочей жидкостью 23 (например, тосол, вода, антифриз и т.д.), корпуса 22 понтона, образующего вместе с дном 54 емкость 55, заполненную воздухом 24, обеспечивающим плавучесть понтона, соединительных муфт-трубопроводов 25, герметично соединяющих между собой диаметрально (противоположно) расположенные полусекции: 15 с 19, 16 с 20, 17 с 21, 18 с 14, образуя каждой парой полусекций уже секции 57. В каждой муфте-трубопроводе 25 расположен кожух 26, электрогенератор 27, гидроклапаны 29, 30, 31, 32 для управления течением рабочей жидкости по указателям 33 и 34, низконапорная гидротурбина 28. На наружной поверхности каждой секции 57 находятся гидроклапаны 39, воздухопроводы 38, 44, блок 45 для изменения направления движения воздуха по указателям 50 и 51, предохранительный клапан 58, пневмоклапаны 46, 47, 48, 49, пневмотурбины 37, электрогенераторы 36, кожухи 35, отверстия 40, гидропоплавки 41, корпуса 42, клапаны 43, гидроволны 52, морская вода 53, дно 54, емкости 55, заполненные воздухом 24, грани 56 понтона, секции 57, соединительные муфты 59 и 60, верхние емкости 61.

Работа устройства. Судно 1 движется по поверхности морской воды 53. Через буксирное устройство 5, дышло 6, шарнир 9, сцепную раму 10, ось 11 перемещается на поверхности воды 53 понтон 12. Причем дышло 6 и сцепная рама 10 могут иметь различную длину. Вне зависимости от направления распространения гидроволн 52 корпус 22 понтона 12 с дном 54 могут занимать по окружности триста шестьдесят градусов, различное положение наклона. Величина наклона (крена) корпуса 22 относительно горизонтальной поверхности морской воды 53 в море зависит от высоты гидроволн 52, а их продолжительность от длины гидроволн.

Например, понтон 12 сделал крен в сторону полусекции 17. Рабочая жидкость 23 из полусекции 21 начнет перетекать через соединительную муфту-трубопровод 25 в полусекцию 17, в которой до этого находилось пятьдесят процентов свободного объема, заполненного воздухом 24. Рабочая жидкость 23 течет под избыточным давлением, открывает клапан 30, вращает гидротурбину 28, открывает клапан 31 и по указателю 33 поступает в полусекцию 17. Воздух 24, находящийся в подсекции 17, за счет образующегося вакуума над поверхностью рабочей жидкости 23 в полусекции 21 и давления, создаваемого рабочей жидкостью 23 при заполнении внутреннего пространства полусекции 17, движется по направлению указателя 51. Пройдя через гидроклапан 39 и воздухопровод 38, воздух поступает в блок 45, где открывает пневмоклапан 48, вращает пневмотурбину 37, открывает пневмоклапан 47 и через воздухопровод 44 поступает в освобождающееся пространство в полусекции 21. Это продолжается до тех пор, пока полностью перетечет вся рабочая жидкость 23 из полусекции 21 в полусекцию 17 или понтон 12 под воздействием гидроволн 52 не изменит крен (наклон) в другую сторону.

Гидротурбина 28 и пневмотурбина 37 приводят в рабочее состояние электрогенераторы 27 и 36. Электроэнергия поступает к электродвигателю 3, вращающему гребной винт 4.

При крене понтона 12 в сторону полусекции 21 рабочая жидкость 23 из полусекции 17 перетекает в направлении указателя 24 уже в полусекцию 21, открывая клапан 32, вращает гидротурбину 28, открывает клапан 29 и самотеком заполняет свободное пространство в полусекции 21. Воздух из полусекции 21 в направлении указателя 50 движется, открывая клапан 46, вращает пневмотурбину 37 и через клапан 49 поступает в полусекцию 17.

Если крен понтона 12 произойдет по отношению секций 15-19, 16-20 или 18-14, работа их гидротурбин 28 и пневмотурбин 37 будет происходить аналогично.

Судно 1 не движется. Понтон 12 продолжает вырабатывать электроэнергию, так как на поверхности воды 53 имеются гидроволны 52.

Корпус 22 понтона 12 может иметь крен в вертикальной плоскости не более чем на восемьдесят градусов, что достигается ограничителем 7 и упорами 8, а в горизонтальной плоскости угол крена должен быть меньше угла, при котором он опрокидывается, что достигается габаритными размерами дна 54 понтона 12 в процессе его конструирования и изготовления.

Для прекращения вырабатывания электроэнергии электрогенераторами 27 и 36 выключают соединительные муфты 59 и 60.

Устройство для использования энергии морских волн, состоящее из понтона, тягового электродвигателя, гребного винта, буксирного устройства, отличающееся тем, что понтон имеет плоскую форму в виде многоугольника в плане, внутренняя емкость понтона в горизонтальной плоскости герметично разделена на нижнюю емкость, заполненную воздухом и имеющую дно из эластичного материала, и верхнюю емкость, герметично разделенную на полусекции, количество которых является парным числом и равно числу граней в понтоне, заполненных на 50% объема рабочей жидкостью и на 50% воздухом, диаметрально расположенные полусекции соединяют муфты-трубопроводы, имеющие низконапорную гидротурбину, гидроклапаны, электрогенератор и соединительную муфту, и воздухопроводы, имеющие блок для изменения направления движением воздуха, пневмотурбину, пневмоклапаны, гидроклапаны, предохранительные клапаны, электрогенератор и соединительную муфту, при этом электроэнергия от электрогенераторов поступает на электродвигатель, вращающий гребной винт.

Спасательная шлюпка с устройством для обеспечения ее хода и ее непрямое применение // 2397104

Изобретение относится к области судостроения, в частности к плавающим спасательным средствам. .

Качеход и качеприводной движитель // 2392177

Изобретение относится к водному транспорту, использующему энергию волн для движения и снабжения бортовых потребителей. .

Судно, питаемое и движимое энергией качки своего корпуса // 2365520

Изобретение относится к водному транспорту, в частности к судам, использующим энергию качки для обеспечения собственного поступательного движения и/или снабжения бортовых потребителей.

Секционное упругосгибаемое судно, его качеприводной движитель и способ доставки грузов морем с использованием энергии волн // 2356783

Изобретение относится к морскому транспорту, военному, спасательному и рыболовецкому флотам, спортивному судостроению. .

Судовой волнодвижитель // 2347714

Изобретение относится к судостроению, а именно к движителям, использующим энергию морских волн. .

Вспомогательное гидрореактивное устройство // 2322609

Изобретение относится к устройствам для преобразовния энергии волн, в частности для преобразования энергии колебания судна в гидрореактивную энергию, в том числе и при штормовых условиях с одновременным уменьшением качки вспомогательного гидрореактивного устройства вместе с устройством, на котором оно установлено, например судна.

Устройство для увеличения тяги судна // 2297361

Изобретение относится к судостроению и касается создания устройств для использования энергии волн с целью увеличения силы тяги для пропульсивного движения судов. .

Судовой движительный комплекс // 2286917

Изобретение относится к судостроению и касается конструкции судовых парусно-роторных движительных комплексов, использующих энергию ветра. .

Парусное судно // 2281880

Изобретение относится к судостроению и касается строительства парусных судов. .

Судно, использующее энергию качки корпуса // 2472669

Изобретение относится к области судостроения, а именно к судам, использующим энергию качки собственного корпуса

Спасательная шлюпка с устройством для обеспечения ее хода // 2479462

Изобретение относится к области судостроения, в частности к малым плавающим средствам - шлюпкам и плотам, в том числе спасательным, и касается их ходовых механизмов, а именно - привода ходового винта

Судовой волновой движитель // 2488518

Изобретение относится к области судостроения, в частности к судовым движителям, использующим энергию волн

Судовой волнодвижитель // 2528449

Изобретение относится к судовым устройствам, в частности к судовым волнодвижителям. Судовой волнодвижитель обладает более простой конструкцией, отсутствием вращательных механизмов и подвижных деталей. Волнодвижитель представляет собой наклонную пластину, жестко закрепленную определенным образом между корпусами катамарана, позволяющую увеличивать высоту и крутизну набегающей волны, благодаря возникающему потоку импульса, возникает сила тяги Т, которая позволяет катамарану двигаться против волн. Достигается использование энергии волн и создание тяговой силы. 1 ил.

Установка для преобразования энергии качки плавающего судна // 2536462

Изобретение относится к области нетрадиционных и возобновляющихся источников энергии, а именно волновой энергии и преобразования ее в другие виды, преимущественно в электрическую. Установка для преобразования качки плавающего судна содержит корпус из антикоррозийного материала, по бокам которого параллельно расположены трещоточные механизмы, один конец которых расположен в задней части установки, другой в передней части и прикреплен к валу цилиндрической формы. Оба конца соединены между собой цепью, прикрепленной к боковым выводам цистерны прямоугольной формы, расположенной внутри установки. На верху цистерны расположены передняя и задняя ручки. Цистерна установлена колесами на рельсах, прикрепленных ко дну установки. Между рельсами в передней и задней части установки расположены пружинно-тормозные системы, состоящие из пятки и пружины. На верхней части установки с внутренней стороны с обеих сторон расположены захватывающие механизмы, состоящие из карабина, замка и пружины. Изобретение направлено на упрощение конструкции установки, уменьшение затрат на изготовление. 5 ил.

Волнодвижитель парус-решётка // 2540156

Изобретение относится к судовым устройствам, в частности к плавучим якорям. Волнодвижитель парус-решетка представляет собой набор коротких по длине подводных парусов. Подводные паруса закреплены на кронштейне в районе носовой оконечности судна, при качке которого и взаимодействии набегающего потока с парусами на последних возникает тяговая сила Т, которая движет судно. Достигается создание конструкции паруса, в которой уменьшается площадь его кормовой оконечности. 1 ил.

Судовой волновой движитель // 2542677

Изобретение относится к судостроению, а именно к судовым волновым движителям, использующим энергию волн для движения судна или привод от двигателя при отсутствии волн. Судовой волновой движитель состоит из поворотных валов с крыльями, которые обеспечивают крыльям наклон с шаговым углом и движение вниз-вверх. Поворотные валы с ограничительными упорами крепятся к качающемуся на шарнире коромыслу. Коромысло установлено в корме вдоль диаметральной плоскости судна, и совершает необходимое движение крыльев вниз-вверх от рычагов с педалями для малых судов или от шарнирного четырехзвенного механизма с двигателем для больших судов. Достигается повышение маневренности судна. 5 з.п. ф-лы, 8 ил.

Спасательная шлюпка с гидроволновым движителем // 2603812

Изобретение относится к области судостроения, в частности к малым плавающим средствам - шлюпкам и плотам, а также к области их ходовых механизмов, в частности к приводу ходового винта. Спасательная шлюпка с гидроволновым движителем состоит из люльки с сиденьями для пассажиров, которая имеет возможность циклических колебаний на угол ±α при килевой качке шлюпки на волнах. Торцы люльки совмещены с вертикальными дуговыми секторами. Центры дуговых секторов связаны с горизонтальной осью ее колебания, которая размещена поперек корпуса шлюпки. В опорах на боковых сторонах люльки установлены опорные колеса с возможностью свободного вращения на жестко связанных с ними осях, а за счет устойчивой ориентации к центру Земли центра масс люльки, она расположена горизонтально с возможностью свободного качения на опорных колесах по установленным вдоль оси шлюпки вогнутым дуговым направляющим, вертикальная ось которых связана с центром ее массы. Оси опорных колес кинематически связаны с валами роторов электрогенераторов, которые закреплены на люльке. Достигается упрощение устройства для обеспечения хода шлюпки. 19 з.п. ф-лы, 7 ил.

Судно с гидроволновой энергетической установкой // 2603813

Изобретение относится к судостроению, а именно к внутреннему устройству корпусов судов, двигателей и размещению грузов, а также к сфере гидроволновой энергетики, в частности к электрогенераторам. Судно с гидроволновым движителем использует энергию качки его корпуса волнами и ветром и содержит перемещающиеся относительно корпуса судна грузы, которые кинематически связаны с валами роторов электрогенераторов. Основания грузов выполнены по дуге окружности и имеют возможность дугового перемещения в его корпусе. Для образования энергетического потенциала гидроволнового движителя за счет массы перевозимых судном грузов, которые размещены во введенных в отсеки его корпуса емкостях-секторах цилиндров с дуговым основанием. Грузы установлены на параллельные основанию опорные ролики с возможностью устойчивой ориентации основания емкости с грузом к центру Земли в вертикальной плоскости и свободного поворота дуги основания на опорных роликах при качке ветром и волнами корпуса судна. С роторами или статорами электрогенераторов кинематически связаны опорные ролики. Достигается расширение эксплуатационных возможностей и повышение эффективности работы устройства путем увеличения количества энергии качки. 24 з.п. ф-лы, 12 ил.

Спасательная шлюпка с гидроволновым движителем // 2604252

Изобретение относится к области судостроения, в частности к малым плавающим средствам - шлюпкам и плотам, а также к области их ходовых механизмов, в частности к приводу ходового винта. Спасательная шлюпка с гидроволновым движителем состоит из люльки с сиденьями для пассажиров, которая имеет возможность циклических колебаний на угол ±α при килевой качке шлюпки на волнах. Торцы люльки совмещены с вертикальными дуговыми секторами, центры которых связаны с горизонтальной осью ее колебания. Горизонтальная ось размещена поперек корпуса шлюпки. Для устойчивой ориентации к центру Земли центра масс люльки, она установлена горизонтально на опорные колеса с их осями, которые имеют возможность свободного вращения в установленных в корпусе шлюпки опорах. Опоры размещены вдоль оси шлюпки оснований дуговых секторов люльки и свободного качения по опорным колесам. Центр масс люльки совмещен с вертикальным осевым сечением торцовых дуговых секторов. Оси вращения опорных колес кинематически связаны с валами роторов электрогенераторов, которые установлены в корпусе шлюпки. Достигается упрощение устройства для обеспечения хода шлюпки. 19 з.п. ф-лы, 7 ил.