Судовой генератор волновой энергии
Владельцы патента RU 2751430:
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН (RU)
Изобретение относится к обеспечению электроэнергией морских средств передвижения. Судовой генератор волновой энергии содержит корпус, размещенные в нем перемещающуюся массу, механически связанную с электрическим генератором 3, основание 7, стойки 6, закрепленные на основании 7. Масса выполнена в виде цилиндра 1, вращающегося на осях 2 генераторов 3 и катающегося по поверхности основания 7. В стойках 6 основания 7 выполнены вертикальные прорези с расположенными в них стержнями 4, по которым скользят генераторы 3. Корпус установлен на диске, вращающемся на подшипниках плиты, на которой диаметрально установлены подпружиненные электромагнитные фиксаторы его вращения. Изобретение направлено на обеспечении работы при любом направлении перемещения судна относительно морского волнения. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.
Изобретение относится к обеспечению электроэнергией морских средств передвижения.
Известна волноэнергетическая установка, содержащая электрический линейный генератор, имеющий транслятор со структурой постоянных магнитов, с возможностью возвратно-поступательных перемещений в плоскости качки и выработки электричества в статоре. (Патент на полезную модель RU 151384 U1). Известная установка имеет малую энергетическую мощность и способна работать только при бортовой качке.
Известно судно, использующее энергию качки корпуса, на котором размещен генератор волновой энергии, содержащий основание, установленные на нем перемещающуюся массу, механически связанную с электрическим генератором и стойки, закрепленные на основании (Патент RU 2742669 С1, 20/01/2013, В63Н 19/02). Описанный генератор также способен работать в одном направлении качки и имеет сложную конструкцию.
Изобретение направлено на устранение недостатков известных устройств, а, именно, способность работать при любом направлении перемещения судна относительно морского волнения.
Технический результат достигается тем, что в судовом генераторе волновой энергии, содержащим корпус, размещенные в нем перемещающуюся массу, механически связанную с электрическим генератором, основание, стойки, закрепленные на основании, согласно изобретению, масса выполнена в виде цилиндра, вращающегося на осях электрических генераторов, и катающегося по поверхности основания, в стойках основания выполнены вертикальные прорези с расположенными в них стержнями, по которым скользят электрические генераторы, при этом корпус установлен на диске, вращающемся на подшипниках плиты, на которой диаметрально установлены подпружиненные электромагнитные фиксаторы его вращения.
Кроме того, электрические генераторы соединены последовательно и подключены к регулятору тока заряда, который соединен с фиксатором перемещения массы, задатчиком программы заряда и концевыми индикаторами касания массы, закрепленными на стойках.
Возможность практической реализации.
На фиг.1 изображены элементы судового генератора волновой энергии.
На фиг.2 изображен разрез А-А на фиг.1.
На фиг.3 изображен вид справа.
На фиг.4 показана установка волнового динамо на диске.
На фиг.5 изображена система ориентации волнового динамо на волне.
Элементами судового генератора волновой энергии являются рабочая масса в виде цилиндра 1, оси 2 электрических генераторов 3, электрический генератор 3, направляющие стержни 4, прорези в стойках 5, стойки 6, основание 7, концевые индикаторы (8L-левый, 8Р-правый), корпус 9, диск 10, подшипники 11, плита 12, электромагнитные фиксаторы 13, стержни фиксаторов 14, задатчик программы фиксации 15, регулятор тока заряда 16, фиксатор перемещения 17 массы, аккумулятор 18.
Устройство содержит рабочую массу большого веса, выполненную в виде цилиндра 1, которая закреплена и вращается на осях 2 электрических генераторов 3. Генераторы 3 со скольжением перемещаются по направляющим стержням 4, стержни 4 имеют вертикальное перемещение в прорезях 5 стоек 6, закрепленных на основании 7.
Масса за счет качения горизонтально перемещается по поверхности основания 7, чтобы исключить скольжение, их поверхности покрыты специальным составом. На обеих стойках 6 установлены концевые индикаторы 8. Вся описанная конструкция накрыта корпусом 9, назовем его «Волновое динамо» (фиг.4, 5). В качестве основания используется диск 10, вращающийся на подшипниках 11 на плите 12, которая закрепляется на палубе. По краям диска 10 имеются электромагнитные фиксаторы 13, в соленоидах которых подпружиненные стержни 14 всегда прижаты к краям диска 10 и надежно его фиксируют. Фиксаторы 13 соединены с задатчиком программы фиксации 15, которая устанавливается вручную. Задатчик 15 соединен с регулятором тока заряда 16, в котором находится аккумулятор. Электрические генераторы 3 через регулятор 16 последовательно подключены к аккумулятору. Регулятор тока заряда 16 имеет командный выход, соединенный с фиксатором 17 перемещения массы (на фиг. 1 не показан, и может иметь различное исполнение). Аккумулятор имеет клеммы потребителя 18.
Работа генератора волновой энергии. Итак, представим себе, что фиксатор 17 перемещения массы, и фиксаторы 13 диска 10 разблокированы и не препятствуют свободному качению массы по основанию 7 (диску 10), и вращению диска 10 на плите 12. В этом случае масса (фиг. 1, 2) в корпусе 9 (фиг. 4, 5) на диске 10 займет нижнюю точку на палубе судна в гравитационном поле Земли при волнении океана. Эта нижняя точка вызовет срабатывание концевого 8Р (правого), или 8L (левого) индикатора. Задатчик программ 15 снимает напряжение с обмоток фиксаторов 13 и стержни 14 фиксируют волновое динамо в вертикальной плоскости волнения в точке, где в данный момент находится судно. При приходе вершины волны масса перекатится к противоположному концевому индикатору, и задатчик программ 15 снимает фиксацию диска 10 на 0,1-0.21- времени перемещения массы от правой стойки 6 к левой. Это время t равно половине периода волнения в заданной точке, а кратковременное снятие фиксации диска позволяет более точно привязать его положение на втором минимуме волны. Параметры волнения могут меняться как от погодных условий, так и от перемены курса. Именно поэтому задатчик программ фиксаций имеет их ручную установку.
После фиксации диска 10 судовой генератор переходит в стационарный режим работы при котором нагрузка генераторов 3 увеличивается до величины не позволяющей касаться массы концевых индикаторов 8. Находится момент прекращения этого касания. Тем самым обеспечивается максимальный отбор энергии при сложившихся условиях качки судна. При достижении полного заряда аккумулятора (в условиях максимального отбора его энергии!) срабатывают: фиксатор 17 перемещения массы по направляющим стержням 4 и фиксаторы вращения 13 диска 10. Генератор волновой энергии, в целях его минимального износа переходит в режим ожидания.
1. Судовой генератор волновой энергии, содержащий корпус, размещенные в нем перемещающуюся массу, механически связанную с электрическим генератором, основание, стойки, закрепленные на основании, отличающийся тем, что масса выполнена в виде цилиндра, вращающегося на осях электрических генераторов, и катающегося по поверхности основания, в стойках основания выполнены вертикальные прорези с расположенными в них стержнями, по которым скользят электрические генераторы, при этом корпус установлен на диске, вращающемся на подшипниках плиты, на которой диаметрально установлены подпружиненные электромагнитные фиксаторы его вращения.
2. Генератор по п. 1, отличающийся тем, что электрические генераторы соединены последовательно и подключены к регулятору тока заряда, который соединен с фиксатором перемещения массы, задатчиком программы заряда и концевыми индикаторами касания массы, закрепленными на стойках.
