початок розділу Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві	хитрощі майстру електроніка фізика технології винаходи	таємниці космосу таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу
Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання)

ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2078987

ХВИЛЬОВА ЕНЕРГЕТИЧНА УСТАНОВКА

Ім'я винахідника: Савченко Анатолій Васильович [UA]; Осадчук Володимир Олександрович [UA]
Ім'я патентовласника: Український державний проектно-вишукувальний та конструкторський інститут
Адреса для листування:
Дата початку дії патенту: 1994.02.01

Використання: винахід відноситься до гідроенергетиці і може використовуватися при створенні хвильових електростанцій. Суть винаходу: плавуча платформа, виконана як оболонка 1 у вигляді відкритого зверху циліндричного склянки з днищем 2, забезпеченим порожниною 3, виконаної з можливістю наповнення водою. Оболонка 1 забезпечена волнопріемнимі отворами у вигляді наскрізних прорізів 4 в її бічних стінках з утворенням ділянок між прорізами стійок 5 з опорними площадками 6 у верхній частині, на яких розміщені електрогенератори 7. Прорізи 4 перекриті Шандор 8 і заслінками 9, регульованими приводами 10, які розміщені на майданчиках 6. Ротор хвильової енергійно установки включає опору, виконану у вигляді диска 11, встановленого за допомогою котків 12 на круговий напрямної у вигляді рейки 13, розташованої на опорних площадках 6 оболонки 2. Диск 11 за допомогою ферми 14 жорстко з'єднаний з кільцевих несучим елементом 15, які виконують роль вала ротора, на якому закріплені робочі лопаті 16. Кільцевій несучий елемент 15 виконаний у вигляді порожнього тора, а робочі лопаті 16 у вигляді кільцевих жолобів з опуклими поверхнями, орієнтованими в одному напрямку і пов'язаними з порожнистим тором порожніми радіальними спицями 17. При цьому внутрішні порожнини тора і спиць виконані з можливістю заповнення їх водою. Диск 11 пов'язаний з валами електрогенераторів 7 за допомогою кругової зубчастої рейки 18, закріпленої на диску 11, і зубчастих коліс 19, розміщених на валках електрогенераторів 7.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до гідроенергетиці, зокрема до хвильовим електростанціям.

Відома хвильова енергетична установка, яка містить плавучу платформу, електрогенератор і лопатевою ротор з вертикальною віссю обертання, при цьому платформа виконана у вигляді оболонки з волнопріемнимі отворами, розміщеної навколо ротора по його периферії (патент США N 4152895, МКИ F 03 B 13/12, 1979 м).

Недоліком цієї хвильової енергетичної установки є використання тільки потенційної енергії хвиль, а й імпульсний режим роботи, викликаний, як правило, розривом струменя в шахті, діаметр якої не регулюється в залежності від параметрів хвилі. До конструктивних недоліків відноситься складність виготовлення сферичної оболонки і забезпечення її герметичності, розміщення вала турбіни, опорної частини і самої турбіни в шахті, заповненої водою, що виключає можливість її огляду і обслуговування.

Відома і конструкція хвильової енергетичної установки, що містить платформу з регульованою плавучістю. На платформі закріплені електрогенератор і ротор з лопатями, що має вертикальну вісь обертання, при цьому ротор пов'язаний з валом електрогенератора, а його лопаті виконані з можливістю обертання ротора під дією хвиль в одному напрямку (патент Великобританії N 2081388, МКИ F 03 B 13/12, 1982 г.).

Недоліком конструкції цієї хвильової енергетичної установки є постійні поворотні руху лопаті, що ускладнює конструкцію вузла обертання лопаті. У зазначеній конструкції необхідні витрата енергії хвильового потоку на обертання лопаті для установки її в робоче положення. Тільки після попередніх витрат хвильової енергії на установку лопатей в робоче положення вплив хвильового потоку на лопать є корисним і служить для переміщення робочого колеса. Конструктивним недоліком є ​​і складність в досягненні рівномірного натягу тросів, які фіксують опорні кільця при різній довжині тросів, а й нерівномірність їх подовження при змінних навантаженнях, що може змінити вплив потоку на лопать при збігу імпульсу розтягування троса з рухом потоку при впливі його на лопать.

Найбільш близькою по технічній сутності і досягається результату до пропонованої конструкції хвильової енергетичної установки є хвильова енергетична установка, яка містить плавучу платформу, закріплені на ній електрогенератори і ротор з вертикальною віссю обертання, що включає опору і кільцевої несучий елемент з закріпленими на ньому робочими лопатями (а.с . СРСР N 1346845, МКИ F 03 B 13/12, 1987, автори В.М. Ляхтер, І.С.Ковалев і С. М. Скосарева).

Недоліком конструкції даної хвильової енергетичної установки є неможливість використання енергії вертикальних і інших потоків хвилі. Корисний вплив горизонтальних потоків проводиться тільки на ту частину лопатей, яка розміщена своєю передньою кромкою по нормалі до потоку. Відбувається постійне виникнення гальмують зусиль при впливі різноспрямованих хвильових потоків на лопаті. До конструктивних недоліків відносяться неможливість концентрації енергії хвильових потоків, а й ненадійність вузла передачі обертання ротора через ролики до валу за рахунок тертя і можливості їх прослизання, а й розміщення генератора поблизу хвильової поверхні.

Технічною задачею винаходу є удосконалення хвильової енергетичної установки, в якій забезпечується найбільш повне використання впливу на робочі лопаті вертикальних потоків і відбитих хвиль, виняток виникнення гальмують зусиль при впливі різноспрямованих хвильових потоків на лопаті, за рахунок чого збільшується енергетична потужність установки.

Технічний результат вирішується тим, що у відомому пристрої хвильової енергетичної установки, що містить плавучу платформу, закріплені на ній електрогенератори і ротор з вертикальною віссю обертання, що включає опору і кільцевої несучий елемент з закріпленими на ньому робочими лопатями, згідно винаходу, платформу виконують з регульованою плавучістю в вигляді оболонки, розміщеної навколо кільцевого несучого елемента по його периферії і забезпеченою наскрізними волнопріемнимі отворами, які перекриваються затворами, опору ротора виконують у вигляді жорстко пов'язаного з несучим елементом диска, встановленого за допомогою котків на круговий напрямної, закріпленої у верхній частині оболонки, при цьому закріплені на несучому елементі робочі лопаті виконують у вигляді кільцевих жолобів, орієнтованих опуклими поверхнями в одному напрямку.

Крім того, оболонку платформи виконують у вигляді відкритого зверху циліндричного склянки з днищем, забезпеченим водонаполняемих порожниною.

Крім того, затвори постачають приводом з можливістю незалежного перекриття наскрізних волнопріемих отворів і виконують у вигляді шандор і заслінок.

Крім того, кільцевої несучий елемент виконують у вигляді порожнього тора, а робочі лопаті у вигляді кільцевих жолобів, пов'язаних з кільцевих несучим елементом порожніми радіальними спицями, при цьому внутрішні порожнини тора і спиць виконують з можливістю їх заповнення водою.

і несучий елемент пов'язують з опорним диском за допомогою ферм, кругову напрямну виконують у вигляді рейки, а диск пов'язують з валами електрогенераторів за допомогою кругової зубчастої рейки, закріпленої на диску, і зубчастих коліс, розміщених на валах електрогенераторів.

Крім того, фігура, утворена обвідної кільцевого жолоба і його хордою, має форму симетричного сегмента, центри жолобів лежать на осі тора, а їх хорди вертикальні.

Ознаки, що відрізняють заявляється технічне рішення, не встановлені в інших аналогічних технічних рішеннях при вивченні даної та суміжних областей техніки і, отже, забезпечують, на думку заявника, влаштуванню відповідність критерію "новизна".

Порівняльний аналіз заявляється пристрою щодо всіх його істотних ознак з прототипом показує, що в пристрої хвильової енергетичної установки новим є конструкція платформи у вигляді кільцевої оболонки з волнопріемнимі отворами і її розміщення навколо ротора, форма лопатей у вигляді кільцевих жолобів, схема передачі крутного моменту валів електрогенераторів , можливість зміни положення платформи щодо фронту хвилі, а й наявність затвора.

Таким чином, заявляється пристрій хвильової енергетичної установки відповідає критерію "винахідницький рівень".

Виконання платформи у вигляді оболонки з регульованою плавучістю і забезпеченою перекриваються волнопріемнимі отворами дозволяє закріпити платформу так, щоб горизонтальна вісь несучого елемента збігалася з середньою хвилястою лінією при відкритих отворах. При цьому проходять через ці отвори хвильові потоки будь-якої спрямованості взаємодіють з робочими лопатями, створюючи аеродинамічні сили, спрямовані завжди в бік опуклості лопаті. Таким чином вирішується завдання використання енергії хвиль будь-якої спрямованості з найбільшою ефективністю.

Для вторинного проходження через лопаті вже відбитої хвилі закривають отвори, протилежні входу хвилі в установку. Виконання лопатей у вигляді кільцевих жолобів, орієнтованих опуклими поверхнями в одному напрямку, збільшує площу взаємодії з ними хвильового потоку будь-якої спрямованості і виключає можливість виникнення гальмують зусиль. Крім того, виконання спиць, що зв'язують лопаті з несучим елементом, і самого несучого елемента порожніми і водонаполняемих дозволяє збільшувати масу ротора за рахунок наповнення водою порожнини його вала кільцевого несучого елемента. Це призводить до поліпшення рівномірності обертання ротора.

На фіг. 1 дан поперечний розріз по осі хвильової енергетичної установки, на фіг. 2 розріз по 1-1, на фіг. 3 вузол А, на фіг. 4 розріз по 2-2.

Хвильова енергетична установка являє собою плавучу платформу, виконану як оболонка 1 у вигляді відкритого зверху циліндричного склянки з днищем 2, забезпеченим порожниною 3, виконаної з можливістю наповнення водою. Оболонка 1 забезпечена волнопріемнимі отворами у вигляді наскрізних прорізів 4 в її бічних стінках з утворенням ділянок між прорізами стійок 5 з опорними площадками 6 у верхній частині, на яких розміщені електрогенератори 7. Прорізи 4 перекриті Шандор 8 і заслінками 9, регульованими приводами 10, які розміщені на майданчиках 6.

Ротор хвильової енергетичної установки включає опору, виконану у вигляді диска 11, встановленого за допомогою катка 12 на круговий напрямної у вигляді рейки 13, розташованої на опорних площадках 6 оболонки 1. Диск 11 за допомогою ферми 14 жорстко з'єднаний з кільцевих несучим елементом 15, який виконує роль вала ротора , на якому закріплені робочі лопаті 16. Кільцевій несучий елемент 15 виконаний у вигляді порожнього тора, а робочі лопаті 16 у вигляді кільцевих жолобів з опуклими поверхнями, орієнтованими в одному напрямку і пов'язаними з порожнистим тором порожніми радіальними спицями 17. При цьому внутрішні порожнини тора і спиць виконані з можливістю їх заповнення водою.

Диск 11 пов'язаний з валами електрогенераторів 7 за допомогою кругової зубчастої рейки 18, закріпленої на диску 11, і зубчастих коліс 19, розміщених на валах електрогенераторів 7.

Робота установка здійснюється наступним чином.

Платформа з закритими Шандор 8 і заслінками 9 транспортується на плаву до місця установки. При заповненні водою порожнини 3 в днище 2 платформи вона встановлюється на грунт або закривається на якорях таким чином, щоб горизонтальна вісь кільцевого несучого елемента 15 збігалася з середньою хвилястою лінією при відкритих Шандор 8 і заслінках 9 з боку руху хвилі. При проходженні хвилі через волнопріемние отвори прорізи 4 хвильові потоки взаємодіють з робочими лопатями 16 так, що мають будь-який напрямок руху хвильові потоки обтікають лопаті 16, створюючи при цьому аеродинамічні сили, спрямовані в бік опуклості лопаті, що призводить до руху несучого елемента 15, що виконує роль вала ротора енергоустановки. Через форми 14 рух вала передається диску 11, який за допомогою котків 12 здійснює рух по круговій направляючої рейки 13. Через зубчасті рейки 18 і зубчасті колеса 19 в обертальний рух наводяться вали електрогенераторів 7.

Для збільшення маси ротора порожнини його вала кільцевого несучого елемента 15 і спиць 17, що зв'язують його з лопатями 16, заповнюють водою. Це дозволяє використовувати збільшення маси в якості маховика для поліпшення рівномірності обертання ротора.

При проходженні хвилі через установку протилежні входу хвилі затвори можуть бути закриті, що дозволяє повторно вже відбитої хвилі пройти через лопаті 16 вала ротора.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Хвильова енергетична установка, яка містить плавучу платформу, закріплені на ній електрогенератори і ротор з вертикальною віссю обертання, опору і кільцевої несучий елемент з закріпленими на ньому робочими лопостями, що відрізняється тим, що платформа виконана з регульованою плавучістю у вигляді оболонки, розміщеної навколо кільцевого несе елемента по його периферії і забезпеченою наскрізними волнопріемнимі отворами, які перекриваються затвори, опора ротора виконана у вигляді жорстко пов'язаного з несучим елементом диска, встановленого за допомогою котків направляючої, закріпленої у верхній частині оболонки, при цьому закріплені на несучому елементі робочі лопаті виконані у вигляді кільцевих жолобів, орієнтованих опуклими поверхнями в одному напрямку.

2. Установка по п.1, що відрізняється тим, що оболонка платформи виконана у вигляді відкритого зверху циліндричного склянки з днищем, забезпеченим водонаполняемих порожниною.

3. Установка по пп.1 і 2, що відрізняється тим, що затвори забезпечені приводом з можливістю незалежного перекриття наскрізних волнопріемних отворів і виконан у вигляді шандор і заслінок.

4. Установка по пп.1 3, що відрізняється тим, що кільцевої несучий елемент виконаний у вигляді порожнього тора, а робочі лопаті у вигляді кільцевих жолобів, пов'язаних з кільцевих несучим елементом порожніми радіальними спицями, при цьому внутрішні порожнини тора і спиць виконані з можливістю їх заповнення водою.

5. Установка по пп.1 4, яка відрізняється тим, що несучий елемент пов'язаний з опорним диском за допомогою ферм, кругова напрямна виконана у вигляді рейки, а диск пов'язаний з валами електрогенераторів за допомогою кругової зубчастої рейки, закріпленої на диску, і зубчастих коліс, розміщених на валах електрогенераторів.

6. Установка по пп. 4 і 5, що відрізняється тим, що фігура, утворена обвідної кільцевого жолоба і його хордою, має форму симетричного сегмента, центри жолобів лежать на осі полого тора, а їх хорди вертикальні.

Версія для друку
Дата публікації 13.01.2007гг

НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ
	Технологія виготовлення універсальних муфт для бесварочного, безрезьбовиє, бесфлянцевого з'єднання відрізків труб в трубопроводах високого тиску (мається відео)
	Технологія очищення нафти і нафтопродуктів
	Про можливість переміщення замкнутої механічної системи за рахунок внутрішніх сил
	Світіння рідини в тонких діелектричних каналох
	Взаємозв'язок між квантової і класичної механікою
	Міліметрові хвилі в медицині. Новий погляд. ММВ терапія
	магнітний двигун
	Джерело тепла на базі нососних агрегатів