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 RU2049925

ХВИЛЬОВА ЕЛЕКТРОСТАНЦІЯ

Ім'я винахідника: Каргаєв Леонід Олександрович
Ім'я патентовласника: Каргаєв Леонід Олександрович
Адреса для листування:
Дата початку дії патенту: 1992.02.06

Використання: для отримання електроенергії за рахунок утворюються підйомів і спадів хвиль. Суть винаходу: волнопріемние камери з поплавками виконані у вигляді склянок, відкритий торець яких занурений під рівень води. Корпус виконаний у вигляді платформи, а поплавці Г-подібної форми і встановлені з можливістю одностороннього обертання на горизонтальному валу, розміщеному в стакані. Один виступ поплавця довше або важче іншого. Всі вали з'єднані між собою. Підвищує редуктор зв'язаний з валами і валом повітряної турбіни обгінними муфтами. Вал турбіни підключений до електрогенератори.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до енергетики, зокрема для вироблення електроенергії шляхом використання енергії морських хвиль за рахунок утворюються вертикальних підйомів і спадів хвиль.

Відомі хвильові електростанції (див. Книгу В.І.Марочек і С.П.Соловьева "Пасинки енергетики" із серії "Техніка" N 5 за 1981 рік видавництво "Знання" стор. 35-40) у вигляді вертикальної труби, закріпленої на поплавці і зануреною відкритим кінцем у воду. Верхній кінець труби закритий. При вертикальних підйомах хвиль рівень вільної поверхні в трубі ( "хвильової камері") піднімається і стискає повітря, який приводить в дію повітряну турбіну, пов'язану з електрогенератором. При спаді хвилі через атмосферний клапан в хвильову камеру засмоктується нова порція повітря. Отже процес повторюється з періодичністю, яка дорівнює періоду коливання рівня води 5-6 сек.

Основним недоліком зазначеної хвильової електростанції є відносно низька потужність, "знімається" з 1 м ² води, що дорівнює приблизно 1 кВт при досить високій хвилі.

Відома хвильова електростанція, яка містить плавучий корпус з електрогенератором, повітряної турбіною і волнопріемнимі камерами з поплавками. Камери виконані у вигляді склянок, відкритий торець яких занурений під рівень води. При цьому для збільшення ККД кожна камера забезпечена додатковою повітряною турбіною і гідронасосом, пов'язаними з поплавком за допомогою нескінченної ланцюгової передачі.

Основним недоліком зазначеної установки є обмежена потужність, пов'язана з повільним підйомом поплавка і з тим, що на ланцюг діє обмежена виштовхує сила від поплавка, рівна половині обсягу поплавка, так як питома вага поплавка 0,5. Велика кількість механізмів і передавальних пристроїв ускладнюють установку і веде до значних втрат потужності, що зменшують ефект від використання поплавців.

Завданням винаходу є підвищення потужності хвильової електростанції. Це досягається тим, що хвильова електростанція, яка містить плавучий корпус з електрогенератором, повітряної турбіною і волнопріемнимі камерами з поплавками, при цьому камери виконані у вигляді склянок, відкритий торець яких занурений під рівень води, забезпечена підвищує редуктором і обгінними муфтами, її корпус виконаний у вигляді платформи, а поплавці Г-подібної форми і встановлені з можливістю одностороннього обертання на горизонтальному валу, встановленому в склянці, при цьому один з виступів поплавка довше і важче іншого, все вали з'єднані між собою, що підвищує редуктор зв'язаний з останніми і валом повітряної турбіни за допомогою обгінних муфт, а вал турбіни підключений до електрогенератори.

На фіг. 1 представлений загальний вид хвильової електростанції із зображенням двох волнопріемних камер (електрогенератор не показаний); на фіг.2 і 3 зображені окремо волнопріемние камери з різним становищем Г-образного поплавка: розріз А-А при спаді (фіг.2) і розріз В-В при підйомі хвилі (фіг. 3).

На плавучій платформі 1 закріплені волнопріемние камери 2, що підвищує редуктор 3 і повітряна турбіна 4, вал якої пов'язаний з валом редуктора 3 за допомогою обгонів муфти 5. Усередині волнопріемних камер 2 розміщені з'єднані між собою горизонтально вали 6, пов'язані з валом редуктора 3 за допомогою муфти 7. на валу 6 за допомогою храпового механізму з одностороннім зачепленням закріплені Г-образні поплавці 8 з виступами 9 і 10, які виконані таким чином, що при вільному звисанням поплавка на валу 6, ліва і права частина поплавця 8 щодо вертикальній площині 1-1 були несиметричні. Це забезпечується за рахунок того, що виступ 9 довше виступу 10 (фіг.2 і 3), або при однаковій довжині виступів 9 і 10 за рахунок того, що маса виступу 9 більша за масу виступу 10.

Повітряні порожнини волнопріемних камер 2 повідомляються з робочими порожнинами (не показані) повітряної турбіни 4 за допомогою повітропроводів 11, забезпечених зворотними клапанами 12. Для сполучення з атмосферою при спаді хвилі хвильові камери 2 забезпечені атмосферними клапанами 13.

Працює хвильова електростанція в такий спосіб:

При спаді хвилі (див. Рівень О ₁ -О ₁ на фіг.2) поплавок 8 знаходиться в вільно висячому положенні. При цьому подовжена частина виступу 9 переважує виступ 10 і ліва частина поплавця 8, розташована нижче осі вала 6, більше за обсягом правій частині поплавця. При підйомі хвилі рівень води в волнопріемной камері піднімається з положення _О1 -О ₁ до положення Про ₂ -О _2. При цьому поплавець 8 (див. Фіг.3) повертається (в даному прикладі за годинниковою стрілкою) зі швидкістю підйому рівня води, а після досягнення стану, позначеного пунктирною лінією, відбувається різкий поворот (перекид) поплавка в положення, при якому обидва виступу виявляються вгорі. При цьому поплавець 8, обганяючи при обертанні вал 6, вступає в зачеплення з ним за допомогою храпового механізму і передає крутний момент, діючий на поплавок від сили, що виштовхує води на вал 6 і в кінцевому рахунку на вал повітряної турбіни 4. При спаді хвилі, коли рівень води починає опускатися, неврівноважена частина поплавця з виступом 9 опускається і повертає поплавок і за годинниковою стрілкою. При цьому вал 6, пов'язаний з валом турбіни 4, обганяючи при обертанні поворот поплавка 8, звільняючи його від зачеплення з валом 6, і поплавок вільно здійснює поворот до вихідного приміщення, зображеного на фіг. 2. Підвищуючий редуктор 3 дозволяє здійснювати постійний вплив крутного моменту на вал повітряної турбіни від поплавців 8 в разі розгону від впливу стисненого повітря в волнопріемних камерах.

Описане вплив поплавців на вал турбіни доповнює вплив стисненого повітря в волнопріемних камерах на турбіну, яка здійснюється при підйомі рівня води в волнопріемних камерах. Стиснене повітря надходить через повітроводи 11 в робочу порожнину турбіни 4, створюючи крутний момент на валу турбіни. При цьому атмосферне клапан 13 закритий, а зворотний клапан 12 відкритий. При спаді хвилі і зниженні рівня в волнопріемних камерах 2 клапан 12 закривається, а клапан 13, навпаки, відкритий, забезпечуючи надходження повітря в хвильову камеру.

Таким чином, на вал повітряної турбіни 4 діє крутний момент від стисненого повітря і від поплавка. При цьому крутний момент від поплавка має істотне значення в загальному моменті на валу повітряної турбіни.

Наприклад, при висоті хвилі всього в 1 м і поплавці з виступами завдовжки 1 м і 1 м 20 см від осі поплавка перетином виступів 9 і 10 поплавка 1х1,5 м і перетином волнопріемной камери 1,6х1,6 м виштовхує сила, що діє на поплавок в момент, визначений штриховий лінією на фіг.3, становить при питомій вазі води 1 т / м ^3: 1 · 1 · 1,5 · 1 (виступ 10) + 1/2 (1,2 · 1 · 1,5 · 1) (виступ 0) 1,5 + 0,92,4 тн.

При цьому момент від виступу 10 врівноважується валом 6, а на поплавок в цьому положенні буде впливати момент від виступу 9 поплавка. Цей момент дорівнює при плечі, рівному половині довжини виступу 9, тобто 0,6 м,

0,9 х 0,6 0,54 тм

При подальшому різкому повороті (перекиді) поплавця, коли виступ 9 виходить з води (для спрощення розрахунків нехтуємо моментом, створюваним виступом 9, хоча він не повністю ще вийшов з води і на нього продовжує діяти виштовхує сила) момент, створюваний виступом 10 на вугіллі повороту 0-90 ^о, при плечі, рівному 1: 2 0,5 м, дорівнює

М _кр 1,5х0,5 при = 90 ^о максимальний момент 0,75 тм 750 кгм.

Приймаємо мінімальну швидкість повороту (перекиду) поплавка в середньому дорівнює n 2 обороту в 1 с. Потужність N одній волнопріемной камери становить мінімально за 1 цикл

де F окружна сила, кг;

V _окр. окружна швидкість, м / с

де d діаметр кола геометричного центру виступу 10.

Окружна сила F є проекцією сили, що виштовхує Р _b, що діє на виступ 10, на дотичну лінію до окружності обертання геометричного центру виступу 10, тобто радіусу 500 мм

_FP b -sin .

Сумарна потужність при перекиді поплавка на 90 ^про виразиться інтегралом.

З урахуванням майданчики волнопріемной камери S 2,3х1,6 3,68 м ² питома потужність, додатково знімається з 1 м ² площі води,

При сумарній втраті потужності на валу 6 і в редукторі до 0,85 приріст потужності від поплавкового пристрою становить

2,5х0,85 2,12 кВт / за 1 цикл. З урахуванням періоду коливань рівня води в волнопріемной камері 5-6 з приріст потужності в цілому становить для кожної волнопріемной камери в середньому

2,13: 5,5 0,39 кВт. Таким чином, сумарна потужність волнопріемной камери з урахуванням використання стисненого повітря потужністю 1 кВт з 1 м ² становить 1,39 кВт, тобто збільшується приблизно на 40%

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

ХВИЛЬОВА ЕЛЕКТРОСТАНЦІЯ, що містить плавучий корпус з електрогенератором, повітряної турбіною і волнопріемнимі камерами з поплавками, при цьому камери виконані у вигляді склянок, відкритий торець кожного з яких занурений під рівень води, що відрізняється тим, що вона забезпечена підвищує редуктором і обгінними муфтами, її корпус виконаний у вигляді платформи, а поплавці - Г-подібної форми і встановлені з можливістю одностороннього обертання на горизонтальному валу, встановленому в склянці, при цьому один з виступів поплавка довше або важче іншого, все вали з'єднані між собою, що підвищує редуктор зв'язаний з останніми і валом повітряної турбіни за допомогою обгінних муфт, а вал турбіни підключений до електрогенератори.

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