ВОЛНОВАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА Российский патент 2004 года по МПК F03B13/18 F03B13/22 

Изобретение относится к гидроэнергетике и предназначено для преобразования энергии морских волн в электрическую.

Аналогом заявленного технического устройства является волновая энергетическая установка - авторское свидетельство на изобретение 1000579, М.Кл.3 F 03 В 13/12. Волновая энергетическая установка содержит волноприемник с входным сужающимся патрубком, рабочий орган с лопастями соединен с генератором, накопительный бассейн с выпускной щелью, размещенной на выходе волноприемника.

Обладает следующими недостатками:

1. Рабочий орган будет работать малоэффективно, так как не используется энергия заранее подготовленных к обрушению волн.

2. Волновая энергетическая установка не защищена от сверхмощных штормовых волн.

Цель изобретения - создание стабильно работающей мощной волновой энергетической установки с использованием силы падающей, обрушающейся, волны.

Волновая энергетическая установка состоит из волноприемника, желоба, рабочих колес, маховика и генератора.

Волноприемник снабжен подводным волноломом, плиты которого способны изменять глубину погружения с помощью домкратов в зависимости от волнения моря.

Рабочий орган выполнен в виде трех колес с лопастями, колеса соединены между собой с генератором цепными передачами через обгонные муфты и маховик.

Рабочие колеса установлены последовательно над горизонтальным желобом, при этом рабочие колеса способны подниматься над желобом в зависимости от высоты волны. Плита желоба устанавливается между корпусами электростанции.

Волновая энергетическая установка является главным звеном в морской волновой электростанции.

Электростанция состоит из четырех волновых энергетических установок, которые установлены уступом, для охвата морских волн длиной от 15 до 50 метров (т.е. до 5-балльного волнения моря (см. таблицу Бофорта)).

Морская электростанция устанавливается от берега примерно в 50 метрах, на глубине 5-7 метров. Акватория электростанции ограждается поперечными траверсами полного профиля.

Для нормального направления наката волн в волноприемники со стороны моря по бокам акватории электростанции установлены полупогруженные волноломы, выполняющие роль дифракции волн.

Заявленное техническое решение поясняется чертежами, где на фиг.1 показан план морской волновой электростанции, на фиг.2 показан продольный разрез морской волновой электростанции, на фиг.3 показан фрагмент разреза волновой энергетической установки, на фиг.4 показан поперечный разрез волновой энергетической установки.

Волновая энергетическая установка состоит из волноприемника, желоба, трех рабочих колес, маховика и генератора.

Волноприемник снабжен подводным волноломом, плиты 7 волнолома установлены на опорах, выполненных в виде домкратов 9, способных изменять глубину погружения плит. Желоб 1 выполнен в виде плиты, расположенной горизонтально на уровне моря между корпусами зданий.

Рабочие колеса 2 с лопастями соединены между собой и генератором 6 цепными передачами 8 через обгонные (храповые) муфты 3 и маховик 4, при этом рабочие колеса способны подниматься над желобом в зависимости от высоты волны с помощью винтовой передачи 5. Волновая энергетическая установка работает следующим образом.

Морские волны (принимаем волнение моря - 4 балла, волны высота - h=1,5 м; длина - l=30 м; период t - 5 с; ветер - свежий (см. шкалу Бофорта)), подходя к волноприемнику, встречают подводные плиты волнолома, установленные на такую глубину, которая способствует закручиванию данной волны, и при подходе к желобу волна обрушивается со скоростью 30 км/ч. Объем обрушенной вспененной волны примерно равен 10-12 м³. Двигаясь по желобу, волна вращает поочередно все три рабочих колеса, а наличие обгонных муфт дает возможность цепной передаче передавать вращение маховику и генератору каждым последующим рабочим колесом, при этом предыдущие колеса не вращаются, так как волна прошла.

Акватория морской электростанции относительно изолирована от открытого моря, поэтому с каждой новой волной происходит переполнение акватории и появляется обратное подводное течение морской воды под желобом навстречу новой волне, а это является дополнительным фактором формирования волны и ее обрушения.

При штормовой погоде высота и длина волны увеличивается, поэтому для предохранения волновых энергетических установок от разрушения передними со стороны моря на расстоянии 25 метров устанавливаются подводные волноломы 10 (с глубиной залегания верхней плиты волнолома - 4,5 метра), которые способствуют обрушению мощных штормовых волн высотой более 3 метров.

Буруны этих волн, пройдя 25 метров по глубокой воде, подойдут к волноприемнику волновой энергетической установки ослабленными, но способными вращать рабочие колеса.

Волновая энергетическая установка предназначена для преобразования энергии обрушающихся морских волн в электрическую. Электростанция устанавливается в замкнутой акватории в 50 метрах от берега. Волновая энергетическая установка состоит из: волноприемника, желоба, рабочих колес, маховика и генератора. Волноприемник снабжен подводным волноломом, плиты которого способны изменять глубину погружения, для создания условий обрушения волн любой высоты в нужной точке у рабочего колеса. Рабочий орган выполнен в виде трех колес с лопастями. Рабочие колеса установлены над горизонтальным желобом, по которому движется вспененная волна, при этом рабочие колеса способны подниматься над желобом в зависимости от высоты волны. Рабочие колеса передают крутящий момент маховику через цепные передачи и обгонные муфты. Маховик накапливает энергию, тем самым сглаживает периодичность набегания волн и равномерно передает вращение генератору с помощью автоматического вариатора скорости. Для защиты волновой электростанции от штормовых и ураганных волн перед волноприемниками со стороны моря на расстоянии 25 метров устанавливаются подводные волноломы с глубиной залегания верхней плиты 4,5-5 метра, способные пропускать волны высотой до трех метров. 4 ил.

Волновая энергетическая установка, содержащая волноприемник, желоб, рабочий орган с лопастями, соединенный с генератором, отличающаяся тем, что рабочий орган выполнен в виде трех рабочих колес с лопастями, способных подниматься над желобом, а волноприемник снабжен подводным волноломом, который установлен перед желобом на опорах, выполненных в виде домкратов, с помощью которых плиты волнолома способны изменять глубину погружения.