ПОПЛАВКОВАЯ ВОЛНОВАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ Российский патент 2015 года по МПК F03B13/22 

Изобретение относится к устройствам преобразования энергии морских волн в электрическую энергию, среди которых поплавковые волновые электростанции.

Аналогами заявленного изобретения являются «Генератор гидростатической энергии волн WO 2012/116459 A1, 07.09.2012, F03B 13/16», в котором при колебаниях поплавков на волнах с помощью поршней прокачивается морская вода по трубопроводу на побережье, где попадает на турбину с электрогенератором; «Волновая энергетическая установка SU 1213239 А, 23.02.1986, F03B 13/20», в которой на одном из двух поплавков, соединенных шарниром, расположена турбина с генератором, между поплавками расположены сильфоны, которые сжимаются и растягиваются при колебаниях поплавков, и прокачивается жидкость через турбину.

Ближайшим аналогом заявленного изобретения является «Волновая энергетическая установка, SU 1321902 A1, 07.07.1987, F03B 13/12», содержащая корпус с камерами, заполненными жидкостью и соединенными каналом, два боковых поплавка, прикрепленных к корпусу и расположенных симметрично относительно его оси, турбину, расположенную в канале на одной оси с электрогенератором и связанную с ним, в которой при поднятии и опускании на волнах поплавков жидкость перетекает через турбину из одной камеры в другую.

В ближайшем аналоге для установки рабочего положения относительно фронта набегающих волн устройство закреплено с помощью якоря, энергия волн расходуется на колебательное движение поплавков, камер с жидкостью, грузов, и расположенных на корпусе гидротурбины и электрогенератора, что приводит к уменьшению кпд установки, напор жидкости в гидротурбине определяется разницей уровней жидкости в камерах.

Задачей изобретения является повышение кпд установки и возможность автоматической ориентации установки относительно фронта набегающих волн.

Задача изобретения достигается тем, что поплавковая волновая электростанция, содержащая корпус с камерами, заполненными жидкостью и соединенными каналом, два поплавка, расположенных симметрично относительно его оси, турбину, расположенную в канале на одной оси с электрогенератором и связанную с ним, согласно изобретению, снабжена килем, стабилизирующим ее положение относительно вертикали, двумя боковыми поплавками, прикрепленными к корпусу и расположенными с разных его сторон вдоль оси корпуса, стабилизирующими положение электростанции относительно фронта набегающей волны, ограничителями движения поплавков, расположенными на корпусе, при этом камеры выполнены гофрированными и расположены на корпусе симметрично относительно оси, а два поплавка, расположенные симметрично относительно оси корпуса, жестко связаны между собой с возможностью поворота вокруг оси и прикреплены к верхним частям гофрированных камер, при растяжении и сжатии которых обеспечивается прохождение жидкости по каналу, их соединяющему, внутри которого расположена турбина.

В отличие от ближайшего аналога, в котором устройство закреплено с помощью якоря для установки рабочего положения, в предлагаемой поплавковой волновой электростанции для стабилизации положения относительно фронта набегающих волн служат два поплавка, которые закреплены по обеим сторонам устройства и располагаются вдоль оси симметрии устройства. Под действием гидростатических сил и сил тяжести на эти поплавки устройство устанавливается автоматически параллельно фронту набегающих волн. Стабилизатором положения корпуса предлагаемой поплавковой волновой электростанции относительно вертикали служит глубокий киль. Симметрично относительно оси корпуса располагаются два жестко связанных между собой поплавка, расположенных симметрично относительно оси корпуса с возможностью поворота вокруг оси и прикрепленных к верхним частям гофрированных камер, при растяжении и сжатии которых обеспечивается прохождение жидкости по каналу, их соединяющему, внутри которого расположена турбина. Гофрированные камеры расположены на корпусе в горизонтальной плоскости симметрично относительно оси устройства. Турбина располагается между гофрированными камерами под осью устройства и соединена с электрогенератором. На корпусе располагаются симметрично относительно оси корпуса ограничители движения поплавков. Энергия волн расходуется на поворот поплавков вокруг оси корпуса, движение жидкости между гофрированными камерами через турбину. По сравнению с ближайшим аналогом у предлагаемой поплавковой волновой электростанции энергия волн расходуется на меньшее число движущихся частей, масса поплавков в предлагаемой волновой электростанции при примерно одинаковых размерах меньше массы поплавков с грузами и камер с жидкостью на корпусе аналога, которые для работы должны совершать колебательные движения, соответственно и кпд предлагаемой поплавковой волновой электростанции больше, чем у ближайшего аналога.

Поплавковая волновая электростанция иллюстрируется фиг. 1 и фиг. 2.

На фиг. 2 изображена поплавковая волновая электростанция с ее внутренней частью.

На фиг. 1 - внешний вид поплавковой волновой электростанции.

Киль 1 стабилизирует положение устройства относительно вертикали. Боковые поплавки 2, прикрепленные к корпусу 10 и расположенные вдоль оси 6 устройства, стабилизируют положение устройства относительно фронта набегающей волны. Симметрично расположенные относительно оси 6, жестко связанные между собой поплавки 3 могут поворачиваться вокруг оси 6. Поплавки 3 прикреплены к верхней части гофрированных камер 4. На корпусе 10 расположены ограничители движения 5 для поплавков 3. При растяжении и сжатии гофрированных камер 4 жидкость проходит между гофрированными камерами 4 по соединяющему их каналу 7, внутри которого находится турбина 8, расположенная на одной оси с электрогенератором 9.

Поплавковая волновая электростанция работает следующим образом.

При колебаниях на волнах на поплавки 2 действуют гидростатические силы и силы тяжести, которые разворачивают поплавковую волновую электростанцию параллельно фронту движения волн. Достаточно большой и глубокий киль 1 обладает достаточно большой инерцией вследствие относительно длинного плеча силы и большой массы воды, примыкающей к килю, поэтому ориентация корпуса 10 относительно горизонта поплавковой волновой электростанции остается постоянной. При прохождении волны плоскость, в которой находятся поплавки 3, поворачивается относительно оси 6, при этом объем гофрированных камер 4 изменяется и рабочая жидкость проходит по каналу 7, вращая турбину 8, которая вращает электрогенератор 9. Ограничители движения 5 поплавков предохраняют от избыточных деформаций гофрированных камер 4.

Изобретение относится к устройствам преобразования энергии морских волн в электрическую энергию. Поплавковая волновая электростанция содержит корпус с камерами, заполненными жидкостью и соединенными каналом, два поплавка, расположенные симметрично относительно его оси, турбину, расположенную в канале на одной оси с электрогенератором и связанную с ним. Электростанция снабжена килем, стабилизирующим ее положение относительно вертикали, двумя боковыми поплавками, прикрепленными к корпусу и расположенными с разных его сторон вдоль оси корпуса, стабилизирующими положение электростанции относительно фронта набегающей волны, ограничителями движения поплавков, расположенными на корпусе. Камеры выполнены гофрированными и расположены на корпусе симметрично относительно оси. Два поплавка, расположенные симметрично относительно оси корпуса, жестко связаны между собой с возможностью поворота вокруг оси и прикреплены к верхним частям гофрированных камер, при растяжении и сжатии которых обеспечивается прохождение жидкости по каналу, их соединяющему, внутри которого расположена турбина. Изобретение направлено на повышение кпд установки и обеспечение возможности автоматической ориентации установки относительно фронта набегающих волн. 2 ил.

Поплавковая волновая электростанция, содержащая корпус с камерами, заполненными жидкостью и соединенными каналом, два поплавка, расположенные симметрично относительно его оси, турбину, расположенную в канале на одной оси с электрогенератором и связанную с ним, отличающаяся тем, что электростанция снабжена килем, стабилизирующим ее положение относительно вертикали, двумя боковыми поплавками, прикрепленными к корпусу и расположенными с разных его сторон вдоль оси корпуса, стабилизирующими положение электростанции относительно фронта набегающей волны, ограничителями движения поплавков, расположенными на корпусе, при этом камеры выполнены гофрированными и расположены на корпусе симметрично относительно оси, а два поплавка, расположенные симметрично относительно оси корпуса, жестко связаны между собой с возможностью поворота вокруг оси и прикреплены к верхним частям гофрированных камер, при растяжении и сжатии которых обеспечивается прохождение жидкости по каналу, их соединяющему, внутри которого расположена турбина.