ВОЛНОВАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА Российский патент 1997 года по МПК F03B13/14 

Изобретение относится к гидроэнергетике, в частности к волновым энергетическим установкам, и может быть использовано также на морском транспорте одновременно как плавсредство и энергоустановка.

Техническим результатом изобретение является расширение эксплуатационных возможностей и качеств энергоустановки.

На фиг. 1 представлена волновая энергетическая установка, вид сбоку: на фиг. 2 то же, вид спереди: на фиг.3 схема разложения сил, действующих на элементы четырехзвенника.

Волновая энергетическая установка содержит корпус 1 и вертикально прикрепленные к нему преобразователи 2 энергии волн. Каждый преобразователь 2 включает в себя направляющую трубку 3 и, размещенный в ней, линейный генератор с индукторным элементом 4, якорь 5 которого вместе со штоком 6 является подвижным рабочим органом.

Преобразователь 2 энергии волн может быть также выполнен в виде воздушного компрессора, поршень которого вместе со штоком является подвижным рабочим органом.

Подвижный рабочий орган кинематически связан с элементом, воспринимающим волновые колебания водной поверхности, выполненным в виде поплавка 7. Кинематическая связь штока 6 с поплавком 7 выполнена в виде шарнирного равностороннего четырехзвенника и двуплечего рычага 13, шарнирно связанного с корпусом 1 и поплавком 7.

Одна пара противоположных шарниров (8 и 9) равностороннего четырехзвенника расположена на оси а-а перемещения штока (6), причем верхний шарнир (9) связан штоком (6), а нижний шарнир (8) четырехзвенника совмещен с шарниром двуплечего рычага (13), связывающим его с корпусом (1). При этом одно из плечей рычага (13) является одновременно одним из звеньев равностороннего четырехзвенника.

Вторая пара шарниров (10 и 11) четырехзвенника расположена по оси б-б горизонтально и связана между собой посредством упругого элемента, например, пружины (12).

Работает волновая энергетическая установка следующим образом.

При волнении водной поверхности поплавки (7) периодически и попеременно располагаются то на гребне волны, то во впадине. Вертикальное перемещение соответствующего поплавка (7) через двуплечий рычаг (13) (одно из плеч которого является звеном шарнирного равностороннего четырехзвенника) и четырехзвенник передается на шток (6) якоря (5) линейного электрогенератора (или на шток поршня компрессора). Обратный ход якоря (5) со штоком (6) при перемещении поплавка (7) с гребня волны во впадину обеспечивается упругим элементом (12) и весом поплавка (7).

Так как Архимедова (выталкивающая) сила F_A (фиг.3) каждого отдельно взятого поплавка (7) много меньше веса энергоустановки в целом, то при попеременном расположении отдельных поплавков (7) на гребнях или впадинах волн корпус (1) энергоустановки сохраняет горизонтальное положение и не подвержен раскачиванию в продольном и поперечном направлениях. Наличие четырехзвенника обеспечивает передачу нагрузки на шток (6) строго по вертикали, что повышает надежность работы.

Работа волновой энергетической установки при ее движении по волновой водной поверхности или во время дрейфа аналогична ее работе во время стоянки у побережья.

Такое предлагаемое выполнение волновой энергетической установки позволит увеличивать ее мощность, обеспечить повышение безопасности и комфортности условий работы, а также использовать энергию волн при движении судна по водной поверхности.

Использование: устройства для использования энергии волн. Сущность изобретения: на корпусе вертикально установлены трубы преобразователей энергии, элементы, воспринимающие волновые колебания, выполнены в виде поплавков а кинематическая связь рабочих органов с поплавками - в виде двуплечего рычага, шарнирно связанного с корпусом и поплавком, и шарнирного равностороннего четырехзвенника, одна противоположенных шарниров которого расположена на оси перемещения рабочего органа преобразователя, причем верхний шарнир связан с последним, а нижний совмещен с шарниром двуплечего рычага, связывающим его с корпусом, при этом одно из плечей рычага является одним из звеньев четырехзвенника, а вторая пара шарниров четырехзвенника связана между собой посредством упругого элемента, например пружины, и расположена горизонтально. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Волновая энергетическая установка, содержащая корпус с прикрепленными к нему по меньшей мере двумя преобразователями энергии волн, каждый из которых включает в себя направляющую трубу и размещенный в ней подвижный рабочий орган, кинематически связанный с элементом, воспринимающим волновые колебания водной поверхности, отличающаяся тем, что направляющие трубы преобразователей энергии установлены на корпусе вертикально, элементы, воспринимающие волновые колебания, выполнены в виде поплавков, а кинематическая связь рабочих органов с поплавками в виде двуплечего рычага, шарнирно связанного с корпусом и поплавком, и шарнирного равностороннего четырехзвенника, одна пара противоположных шарниров которого расположена на оси перемещения рабочего органа преобразователя, причем верхний шарнир связан с последним, а нижний совмещен с шарниром двуплечего рычага, связывающим его с корпусом, при этом одно из плечей рычага является одним из звеньев четырехзвенника, а вторая пара шарниров четырехзвенника связана между собой посредством упругого элемента, например пружины, и расположена горизонтально. 2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что преобразователь энергии волн выполнен в виде линейного генератора с индукторным элементом и якорем со штоком, связанным с верхним шарниром четырехзвенника. 3. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что преобразователь энергии волн выполнен в виде компрессора, поршень которого со штоком является его рабочим органом.