УСТРОЙСТВО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ Российский патент 2017 года по МПК F16H19/06 F16H33/02 F03B13/18 F16D43/208 

Область техники

Варианты осуществления данного изобретения касаются аппарата преобразования мощности, а точнее относятся к устройству преобразования энергии, который может увеличивать кпд генератора путем получения энергии от источника, производящего электроэнергию, за счет вращения силового вала, связанного с генератором, используя часть получаемой энергии, аккумулируя оставшуюся часть получаемой энергии в устройстве накопления энергии, и вращая силовой вал, используя накопленную энергию, когда энергия не передается от источника энергии и этот источник энергии, который держится на поверхности океана, совершает хаотические движения под воздействием волн в пределах заданного диапазона и генерирует неустойчивую линейную энергию.

Предпосылки создания изобретения

Устройство, использующее волны для генерации энергии, относится к средствам, которые вращают генератор, используя поток волн, и производят электроэнергию посредством вращательного движения генератора. Чтобы решить проблему создания крупномасштабной электростанции в океане с учетом неустойчивого характера выходной мощности энергии волн, морские страны, имеющие богатые ресурсы волн, активно разрабатывают использование энергии волн.

В качестве традиционного способа, относящегося к генерации электроэнергетики волн, в корейском патенте №10-1049518 раскрыт "Аппарат для использования энергии морских волн в качестве генератора", который может приводить в действие генератор, используя вертикальное движение волн, и преобразовывать это вертикальное движение в электроэнергию. Когда способное держаться на поверхности тело перемещается вверх, вращающий момент может передаваться силовому передаточному валу, в результате чего аппарат для использования энергии морских волн может генерировать энергию. Путем подбора конфигурации силового передаточного троса, который должен наматываться и возвращаться в исходное положение с помощью устройства возврата, когда способное держаться на поверхности тело движется вниз, аппарат, использующий энергию морских волн, может генерировать электроэнергию непрерывно и увеличивать структурную устойчивость независимо от внешней силы волн.

Далее, публикация №2004-0026588 корейской заявки на выдачу патента раскрывает "Устройство для производства электроэнергии, использующее волны", которое может преобразовывать вертикальное движение буя в однонаправленное вращательное движение через элемент силового размыкания силового конвертера, производить и управлять сжатым воздухом при равномерном давлении, используя преобразованное однонаправленное вращательное движение через генератор сжатого воздуха и контроллер давления, а также производить электричество, подавая сжатый воздух в генератор.

Однако аппараты преобразования энергии, относящиеся к традиционным аппаратам, генерирующим электроэнергию, предназначены, главным образом, для эффективного преобразования линейного движения в вертикальном направлении плавающего тела в энергию вращения. Таким образом, в случае, при котором линейное движение плавающего тела происходит в горизонтальном направлении волн, аппараты преобразования энергии не могут преобразовать линейное движение в энергию вращения, либо конверсионная эффективность может значительно уменьшиться и может появиться механическое повреждение или усталость материала.

Кроме того, существует метод, при котором плавающее тело, соответствующее источнику энергии, связано с валом с помощью троса, и когда трос движется источником энергии, то намотанный на вал трос разматывается и вращает вал, в результате чего возникает сила вращения. При таком методе, когда длина троса заканчивается, то энергия больше не может передаваться. Чтобы передавать мощность итерационно, движимый трос должен быть вновь намотан на вал. Таким образом, непрерывность передачи мощности может быть утрачена, а эффективность генерации электроэнергии может уменьшиться.

Раскрытие сущности изобретения

Технические задачи

Для решения вышеизложенных проблем традиционных методов, особенность данного изобретения состоит в устройстве преобразования энергии, которое может повысить эффективность генерации, получая энергию от источника, производящего электричество путем вращения силового вала, соединенного с генератором, используя часть полученной энергии, накапливая остающуюся часть полученной энергии в устройстве накопления энергии, и вращая силовой вал, используя накопленную энергию, когда энергия не передается от источника энергии, а тот источник энергии, который держится на поверхности океана, совершает хаотические движения в вертикальном и горизонтальном направлениях, движимый волнами в пределах заданного диапазона и производит неустойчивую линейную энергию.

Технические решения

Согласно особенности данного изобретения, имеется устройство преобразования энергии, включающее первый передающий силу натяжения элемент, предназначенный для передачи силы натяжения, возникающей под воздействием линейного движения линейного источника энергии; ведущий вал, включающий первый передающий энергию элемент, предназначенный для соединения с первым передающим силу натяжения элементом, который вращается; передающий энергию вал, включающий второй передающий энергию элемент, предназначенный для соединения с первым передающим энергию элементом и для осуществления вращательного движения; блок накопления энергии, предназначенный для соединения со вторым передающим энергию элементом, который накапливает энергию упругости или потенциальную энергию под воздействием однонаправленного вращения второго передающего энергию элемента и вращает передающий энергию вал, используя накопленную энергию упругости или потенциальную энергию, когда кинетическая линейная сила, полученная от находящегося на поверхности плавучего тела, исчезает или уменьшается; силовой вал, предназначенный для вращения, получая вращающий момент попеременно от ведущего вала и передающего энергию вала; первое входное устройство, предназначенное для передачи вращающего момента ведущего вала силовому валу; и второе входное устройство, предназначенное для передачи вращающего момента передающего энергию вала силовому валу.

Полезные эффекты

Согласно варианту осуществления данного изобретения, эффективность производства электроэнергии можно значительно увеличить, получая энергию от источника энергии, производящего электричество путем вращения силового вала, соединенного с генератором, используя часть получаемой энергии, аккумулируя остающуюся часть получаемой энергии в блоке накопления энергии и вращая силовой вал, используя накопленную энергию, когда энергия не передается от плавающего на поверхности океана тела; источник энергии, который совершает хаотические движения в пределах заданного диапазона подобно плавающему на поверхности океана телу и генерирует неустойчивую линейную энергию.

В частности, аппарат преобразования энергии согласно варианту осуществления данного изобретения может соединять множество передающих силу натяжения элементов с плавающим на поверхности телом, соответствующих источнику энергии под заданными углами, и эффективно передавать ведущему валу как линейную энергию, возникающую под воздействием волн в вертикальном направлении, так и линейную энергию, возникающую в горизонтальном направлении. Таким образом, энергия вращения может передаваться силовому валу для производства электричества непрерывно.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 иллюстрирует взаиморасположение элементов конструкции устройства преобразования энергии согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг. 2 представляет собой вид в перспективе, иллюстрирующий конфигурацию устройства преобразования энергии, изображенного на фиг. 1;

фиг. 3 иллюстрирует взаиморасположение элементов конструкции устройства преобразования энергии согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг. 4 представляет собой вид в поперечном разрезе, иллюстрирующий отдельный элемент устройства преобразования энергии согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг. 5 представляет собой вид в поперечном разрезе, иллюстрирующий отдельный элемент устройства преобразования энергии, изображенный на фиг. 4, в разрезе и представленный с другой стороны.

Наилучшее техническое выполнение изобретения

В дальнейшем предпочтительные варианты осуществления устройства преобразования энергии согласно данному изобретению будут описаны подробно со ссылками на прилагаемые чертежи.

Относительно фиг. 1 и 2 устройство преобразования энергии согласно варианту осуществления данного изобретения включает первый передающий силу натяжения элемент 40, предназначенный для соединения с плавучим телом 1, которое держится на поверхности океана, совершает движение и передает силу натяжения; ведущий вал 10 предназначен для соединения с первым передающим силу натяжения элементом 40 и выполняет вращательное движение под воздействием силы натяжения, передаваемой первым передающим силу натяжения элементом 40; первый передающий энергию элемент 11 предназначен для соединения с ведущим валом 10 через элемент однонаправленного вращения 14, который допускает лишь однонаправленное вращение и вращается вместе с ведущим валом 10, или вращается вхолостую относительно ведущего вала 10; передающий энергию вал 20 располагается параллельно рядом с ведущим валом 10, и вращается; второй передающий энергию элемент 21 предназначен для соединения с передающим энергию валом 20 через промежуточное звено элемента однонаправленного вращения 24, который допускает только однонаправленное вращение, вращается вместе с передающим энергию валом 20 или вращается вхолостую относительно передающего энергию вала 20, и должен быть соединен с первым передающим энергию элементом 11, чтобы получать энергию от первого передающего энергию элемента 11; первый ведущий элемент 13 предназначен для соединения с ведущим валом 10 и вращается вместе с ведущим валом 10; второй ведущий элемент 23 предназначен для соединения с передающим энергию валом 20 и вращается вместе с передающим энергию валом 20; силовой вал 30 располагается параллельно рядом с ведущим валом 10 и находящимся между ними передающим энергию валом 20 и они вращается; множество ведомых элементов 31 предназначены для соединения с силовым валом 30 через элемент однонаправленного вращения 32, который допускает только однонаправленное вращение и соединен с первым ведущим элементом 13 и вторым ведущим элементом 23, соответственно, и получает вращающий момент от первого ведущего элемента 13 или от второго ведущего элемента 23; устройство накопления энергии, один конец которого подсоединен к передающему энергию валу 20, предназначен для аккумулирования энергии упругости или потенциальной энергии под воздействием однонаправленного вращения второго передающего энергию элемента 21 и вращает передающий энергию вал 20, используя накопленную энергию упругости или потенциальную энергию, когда линейная кинетическая сила, произведенная плавающим телом 1, исчезает или уменьшается.

Плавающее тело 1 может быть линейным источником энергии, которое плавает на поверхности океана или в океане и генерирует линейные движения в вертикальном и горизонтальном направлениях потоками морской воды. Чтобы передать линейную энергию на ведущий вал 10 независимо от направления движения плавающего тела 1, множество первых передающих силу натяжения элементов 40 может быть соединено с плавающим телом 1 в заданных интервалах путем применения меняющих направление элементов 2, таких как, например, закрепленные на валу шкивы. Таким образом, множество первых передающих силу натяжения элементов 40, соединенных с плавающим телом 1, может соединять плавающее тело 1 с ведущим валом 10 в различных направлениях, например, векторами. В этом примере множество первых передающих силу натяжения элементов 40 может быть расположено предпочтительно с интервалами в 90 градусов.

Первый передающий силу натяжения элемент 40 может быть выполнен путем применения троса, проволоки или цепи, которые могут быть механически гибкими, но не поддающиеся растяжению, таким образом, эффективно передавая силу натяжения.

Ведущий вал 10 может быть составляющим элементом, предназначенным для выполнения вращательного движения, получая линейную энергию от плавающего тела 1. Множество первых передающих энергию элементов 11 может предусматриваться на ведущем вале 10, чтобы получать энергию от множества первых передающих силу натяжения элементов 40. Первый барабан 12, на который наматывается или с которого разматывается первый передающий силу натяжения элемент 40, может быть прикреплен к каждому из первых передающих энергию элементов 11. Первый барабан 12 может быть выполнен так, чтобы вращаться вместе с первым передающим энергию элементом 11.

Первый передающий энергию элемент 11 может быть соединен с ведущим валом 10 через элемент однонаправленного вращения 14, который допускает только однонаправленное вращение. Элемент однонаправленного вращения 14 может быть выполнен, используя опору муфты одностороннего вращения, храповой механизм, и т.п.В данном варианте осуществления изобретения элемент однонаправленного вращения 14 может позволить вращение только по часовой стрелке. Таким образом, когда первый передающий силу натяжения элемент 40 раскручивается с первого барабана 12, элемент однонаправленного вращения 14 может ограничить первый передающий энергию элемент 11 и ведущий вал 10, в результате чего первый передающий энергию элемент 11 и ведущий вал 10 могут вращаться вместе.

Передающий энергию вал 20 может устанавливаться параллельно вдоль ведущего вала 10 и получать энергию от ведущего вала 10 через второй передающий энергию элемент 21, соединенный с первым передающим энергию элементом 11. Второй барабан 22 может быть соединен со вторым передающим энергию элементом 21, в результате чего второй передающий энергию элемент 21 и второй барабан 22 могут вращаться вместе. Второй передающий силу натяжения элемент 50 предназначен для соединения с блоком накопления энергии и передачи силы натяжения при намотке или раскрутке на второй барабан 22.

Подобно первому передающему силу натяжения элементу 40, во втором передающем силу натяжения элементе 50 может использоваться применение троса, проволоки или цепи, которые могут быть механически гибкими, но не поддающимися растяжению, таким образом, эффективно передающими силу натяжения.

Подобно первому передающему энергию элементу 11, второй передающий энергию элемент 21 может быть соединен с передающим энергию валом 20 посредством элемента однонаправленного вращения 24, использующего опору муфты одностороннего вращения, храповой механизм, и т.п.. В данном варианте осуществления изобретения элемент однонаправленного вращения 24 может быть сконструирован так, чтобы иметь направление вращения нагрузки, идентичное тому, которое имеет элемент однонаправленного вращения 14, соединенный с первым передающим энергию элементом 11. Подробнее, элемент однонаправленного вращения 24 может допускать вращение по часовой стрелке, а также вращение и против часовой стрелки. Таким образом, когда второй передающий энергию элемент 21 вращается, получая энергию от первого передающего энергию элемента 11, второй передающий энергию элемент 21 может вращаться относительно свободно по отношению к передающему энергию валу 20. И наоборот, когда второй передающий энергию элемент 21 вращается против часовой стрелки, получая энергию от блока накопления энергии, элемент однонаправленного вращения 24 может ограничивать передающий энергию вал 20 и второй передающий энергию элемент 21, в результате чего передающий энергию вал 20 и второй передающий энергию элемент 21 могут вращаться вместе.

В данном варианте осуществления изобретения первый передающий энергию элемент Па и второй передающий энергию элемент 21а могут выполняться с использованием зубчатых передач, однако, могут также использоваться различные известные передаточные механизмы, такие, например, как шкивы, ременные передачи, передаточные цепи и зубчатки и рычажные механизмы. Первый передающий энергию элемент 11 и второй передающий энергию элемент 21 могут быть выполнены с использованием зубчатых передач, имеющих равные количества зубьев. Однако передаточное отношение первого передающего энергию элемента 11 ко второму передающему энергию элементу 21 может быть соответствующим образом подобрано, чтобы передавать энергию эффективно.

Силовой вал 30 может располагаться параллельно ведущему валу 10 вместе с находящимся между ними передающим энергию валом 20, и он вращается, получая энергию поочередно от ведущего вала 10 и от передающего энергию вала 20. Силовой вал 30 может быть связан с генератором (не показан) прямо или косвенно для производства электричества.

Чтобы передать энергию от ведущего вала 10 и от передающего энергию вала 20 силовому валу 30, первый ведущий элемент 13 может быть прикреплен к ведущему валу 10 и вращаться вместе с ведущим валом 10, а второй ведущий элемент 23 может быть прикреплен к передающему энергию валу 20 и вращаться вместе с передающим энергию валом 20. Кроме того, множество ведомых элементов 31, например, два ведомых элемента 31 в данном варианте осуществления изобретения, соединены с первым ведущим элементом 13 и вторым ведущим элементом 23, соответственно, они получают вращающие моменты и могут быть соединены с силовым валом 30 посредством элементов однонаправленного вращения 32, таких как опоры муфт одностороннего вращения, соответственно.

В настоящем варианте осуществления изобретения воплощении первый ведущий элемент 13, второй ведущий элемент 23 и ведомый элемент 31 могут быть сконструированы так, что они используют зубчатые передачи. Однако первый ведущий элемент 13, второй ведущий элемент 23 и ведомый элемент 31 могут также быть выполнены с использованием различных известных передающих энергию систем, таких, например, как шкивы и ременные передачи, и передаточные цепи и зубчатки.

Элементы однонаправленного вращения 32, соединенные с силовым валом 30 могут иметь идентичные направления вращения нагрузок. Подробнее, элементы однонаправленного вращения 32 могут быть скомпонованы так, чтобы предотвратить вращение по часовой стрелке и допустить вращение против часовой стрелки. Элементы однонаправленного вращения 32 могут также выполняться с использованием опор муфт одностороннего вращения, храповых механизмов и т.п.

Блок накопления энергии может быть соединен с передающим энергию валом 20 через промежуточное звено второго передающего силу натяжения элемента 50, соединенного со вторым барабаном 22, и предназначенного для накапливания энергии и подводки накопленной энергии. В настоящем варианте осуществления изобретения блок накопления энергии может быть выполнен с использованием пружины 51, предназначенной для соединения со вторым передающим силу натяжения элементом 50, и аккумулирования энергии упругости под воздействием второго передающего силу натяжения элемента 50, при намотке на второй барабан 22. В качестве пружины 51 может применяться витая пружина, плоская листовая пружина, спиральная пружина, и т.п.В данном варианте осуществления изобретения используется витая пружина. Пружина 51 может аккумулировать силу упругости при растяжении под воздействием второго передающего силу натяжения элемента 50, наматывающегося на второй барабан 22, и передавать энергию, вытягивая второй передающий силу натяжения элемент 50 и вращая второй барабан 22, сжимаясь при этом.

Устройство преобразования энергии, сконструированное, как описано выше, может работать следующим образом.

Когда плавающее на поверхности тело 1 движется под действием волн в заданном направлении, например, вертикальном направлении или горизонтальном направлении, сила натяжения троса или проволоки, соответствующая первому передающему элементу силы натяжения 40, может возрастать, и первый передающий элемент силы натяжения 40 может раскручиваться с первого барабана 12, что может вызвать вращательное движение первого барабана 12, например, против часовой стрелки. Таким образом, первый передающий энергию элемент 11, например, шестерня в данном варианте осуществления изобретения, представляющая собой неотъемлемую составную часть первого барабана 12, может вращаться против часовой стрелки с угловой скоростью, равной скорости первого барабана 12.

Элемент однонаправленного вращения 14, расположенный между первым передающим энергию элементом 11 и ведущим валом 10 могут ограничивать движение против часовой стрелки и, таким образом, первый передающий энергию элемент 11 и ведущий вал 10 могут вращаться вместе. Часть вращающего момента первого передающего энергию элемента 11 может использоваться для вращения ведущего вала 10, а оставшаяся часть вращающего момента может использоваться для относительного вращения второго передающего энергию элемента 21, соединенного с первым передающим энергию элементом 11 и вторым барабаном 22 относительно передающего энергию вала 20 так, чтобы второй передающий силу натяжения элемент 50 мог быть намотан на второй барабан 22, в результате чего пружина 51 блока накопления энергии может растянуться, чтобы накопить энергию упругости.

Вращающий момент ведущего вала 10 может передаваться на силовой вал 30 через первый ведущий элемент 13 и ведомый элемент 31, соединенный с первым ведущим элементом 13, в результате чего силовой вал 30 может вращаться в одном направлении, например, в данном варианте по часовой стрелке.

Если плавающее тело 1, сконструированное для генерации линейной энергии, неспособно выполнять линейное движение или, когда сила натяжения первого передающего силу натяжения элемента 40 ослабевает, энергия упругости, накопленная пружиной 51 блока накопления энергии, может быть преобразована в силу натяжения второго передающего силу натяжения элемента 50 и, таким образом, второй барабан 22 и второй передающий энергию элемент 21, представляющий собой неотъемлемую часть второго барабана 22, может выполнять вращательные движения против часовой стрелки. Энергия, полученная от пружины 51, может использоваться как энергия вращения передающего энергию вала 20, соединенная посредством элемента однонаправленного вращения 24.

Вращающий момент против часовой стрелки передающего энергию вала 20 может быть передан силовому валу 30 через второй ведущий элемент 23 и ведомый элемент 31, соединенный со вторым ведущим элементом 23 и, как правило, вращает силовой вал 30.

Когда энергия упругости передается от пружины 51 второму передающему энергию элементу 21, а второй передающий энергию элемент 21 вращается против часовой стрелки, то первый передающий энергию элемент 11 может вращаться по часовой стрелке. Поскольку элемент однонаправленного вращения 14, соединенный с внутренней стороной первого передающего энергию элемента 11, допускает вращение по часовой стрелке, вращающий момент второго передающего энергию элемента 21 не может передаваться ведущему валу 10, и первый передающий энергию элемент 11 и первый барабан 12 могут наматывать первый передающий силу натяжения элемент 40, вращаясь вхолостую относительно ведущего вала 10.

Как описано выше, когда в результате движения плавающего тела 1 сила натяжения прикладывается к одному из множества первых передающих силу натяжения элементов 40, а первый барабан 12 и первый передающий энергию элемент 0 вращаются, часть энергии, передаваемой первым передающим силу натяжения элементом 40, может быть преобразована во вращающий момент ведущего вала 10, а остающаяся часть энергии может передаваться блоку накопления энергии посредством второго передающего энергию элемента 21 и второго передающего силу натяжения элемента 50 и аккумулироваться в виде энергии упругости.

Когда энергия, передаваемая от плавающего тела 1, отсутствует или значительно сокращается, то энергия упругости, аккумулированная в блоке накопления энергии, может передаваться силовому валу 30 через передающий энергию вал 20, в результате чего силовой вал 30 может вращаться.

Таким образом, силовой вал 30 может непрерывно совершать вращательные движения, получая энергию альтернативно от ведущего вала 10 и передающего энергию вала 20, в результате чего кпд генератора может значительно повыситься.

В данном варианте осуществления изобретения множество первых передающих силу натяжения элементов 40 может быть подсоединено к плавающему телу 1, и множество первых передающих энергию элементов 11 и множество первых барабанов 12, отдельно соединенных с первыми передающими силу натяжения элементами 40, соответственно, могут быть предусмотрены на ведущем вале 10. Множество вторых передающих энергию элементов 21, соединенных с множеством первых передающих энергию элементов 11, можно предусмотреть на передающем энергию вале 20, вторые барабаны 22, могут быть жестко прикреплены к вторым передающим энергию элементам 21, соответственно, а множество вторых барабанов 22 могут компоноваться так, чтобы быть соединенными со множеством элементов аккумулирования энергии 51 посредством множества вторых передающих силу натяжения элементов 50. С другой стороны можно предусмотреть один единственный первый передающий силу на тяжения элемент 40, один единственный первый передающий энергию элемент 11, один единственный первый барабан 12, один единственный второй передающий энергию элемент 21 и один единственный второй барабан 22.

Несмотря на то что блок накопления энергии, соответствующий пружине 51, предназначенный для аккумулирования энергии упругости, предусмотрен, как пример в предшествующем варианте осуществления изобретения, этот блок накопления энергии может быть сконструирован с использованием веса, создаваемого для соединения со вторым передающим силу натяжения элементом 50, и для сохранения потенциальной энергии.

Более подробно, как показано на фиг. 3, блок накопления энергии может конструироваться с использованием веса 52, который соединен со вторым передающим силу натяжения элементом 50 и накапливает потенциальную энергию, перемещаясь вверх под воздействием второго передающего силу натяжения элемента 50 при намотке на второй барабан 22.

Когда энергия, переданная от плавающего тела 1, отсутствует или значительно ослабевает, вес 52 может падать вниз, тем самым вращая второй барабан 22, вращая предающий энергию вал 20 и вращая силовой вал 30.

Если к первому передающему силу натяжения элементу 40, соединенному с плавающим телом 1, первым барабаном 12, первым передающим энергию элементом 11, ведущим валом 10, и т.п., внезапным движением плавающего тела 1 приложена чрезмерная нагрузка, то все вышеупомянутые составляющие элементы или вся система устройства передачи энергии могут быть повреждены.

Соответственно, как показано на фиг. 4 и 5, разъединительная муфта 60 может быть размещена между первым передающим энергию элементом 11 и первым барабаном 12, получающими линейную энергию от плавающего тела 1. Если чрезмерная нагрузка передается от первого передающего силу натяжения элемента 40, разъединительная муфта 60 может заблокировать передачу энергии от первого барабана 12 первому передающему энергию элементу 11, в результате чего вся конфигурация устройства передачи энергии может быть защищена.

Разъединительная муфта 60, представленная на фиг. 4 и 5, включает корпус 61, который крепиться к первому передающему энергию элементу 11 и в котором предусмотрено приемное пространство 61а, диск связи 62, прикрепленный к одной боковой поверхности первого барабана 12, вставленный во внутреннюю часть корпуса 61, в котором предусмотрена фиксирующая канавка 63, вогнутая на ее внешней периферийной поверхности, во внутренней части корпуса 61 предусмотрен шарик 64, который вставляется в фиксирующую канавку 63, и пружина 51, расположенная во внутренней части корпуса 61, и предназначенная для того, чтобы оказывать эластичное давление на шарик 64, прижимая его к диску связи 62.

Таким образом, шарик 64 может, как правило, эластично вставляться в фиксирующую канавку 63 диска связи 62, положение соединения между диском связи 62 корпусом 61 может сохраняться, и первый барабан 12 может крепиться к первому передающему энергию элементу 11. Когда чрезмерная сила натяжения, большая или равная установленному значению, в результате внезапного движения плавающего тела 1 передается через первый передающий силу натяжения элемент 40, шарик 64 может отделиться от фиксирующей канавки 63 диска связи 62, то положение соединения между диском связи 62 и корпусом 61 может быть нарушено, и диск связи 62 может перейти в нерабочее состояние на внутренней стороне корпуса 61, в результате чего передача энергии может быть заблокирована.

Благодаря описанной выше конструкции разъединительной муфты 60, повреждения составляющих элементов, которые должны быть вызваны чрезмерной нагрузкой, могут быть предотвращены, и может быть реализована стабильная система передачи энергии.

В предшествующем варианте осуществления изобретения первый передающий энергию элемент 11 может быть соединен с ведущим валом 10 через элемент однонаправленного вращения 14, который допускает только однонаправленное вращение. В свою очередь первый передающий энергию элемент 11 может быть соединен с ведущим валом 10 известной разъединительной муфтой, которая препятствует передаче энергии от первого передающего энергию элемента 11 на ведущий вал 10, когда сила натяжения больше или равна установленному значению, применяемому от первого передающего силу натяжения элемента 40, в свою очередь предотвращая повреждение составляющих элементов, вызванное чрезмерной нагрузкой.

Кроме того, в предшествующем варианте осуществления изобретения создаются единственный ведущий вал 10, единственный передающий энергию вал 20 и единственный силовой вал 30, причем силовой вал 30 может получать энергию от единственного ведущего вала 10 и единственного передающего энергию вала 20. С другой стороны может создаваться множество ведущих валов 10 и множество передающих энергию валов 20, при этом может оставаться единственный силовой вал 30, и этот единственный силовой вал 30 может получать энергию от множества ведущих валов 10 и множества передающих энергию валов 20 и вращаться, таким образом, генерируя электричество, используя энергию волн. В данном примере, когда энергия вращения в разные периоды времени получена от ведущих валов 10 и передающих энергию валов 20, силовой вал 30 может иметь постоянную скорость вращения. Таким образом, в системе использования энергии морских волн, которая производит электричество с длительными периодами возникновения волн, количество оборотов генератора, связанного с силовым валом 30, может поддерживаться на постоянном уровне, чем может достигаться стабильность генерации электричества.

Хотя здесь было представлено и описано несколько вариантов осуществления настоящего изобретения, оно не ограничивается только описанными вариантами. Вместе с тем специалисты в данной области техники были бы весьма признательны за те изменения, которые могут быть внесены в эти варианты, не отступая от принципов и духа изобретения, объем которого определен пунктами формулы изобретения и их эквивалентами.

Промышленная применимость

Настоящая заявка может относиться к устройству, которое может создавать энергию вращения от линейного источника энергии, который производит линейную энергию, например, устройство генерации электроэнергии, используя энергию волн.

Изобретение относится к аппаратам преобразования энергии, а более конкретно, к средствам, которые вращают генератор, используя поток волн. Устройство преобразования энергии содержит ведущий вал (10), передающий вал (20), силовой вал (30), первое (13,31) и второе (23, 31) входные устройства. Кроме того, в состав входят первый передающий силу натяжения элемент (40) и блок накопления энергии. Блок накопления энергии может быть выполнен с использованием второго передающего силу натяжения элемента (50) и пружины (51) или веса (52). Достигается стабильность передачи энергии. 10 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Устройство преобразования энергии, включающее:

первый передающий силу натяжения элемент 40, выполненный с возможностью передачи силы натяжения, которая генерируется под воздействием линейного движения источника линейной энергии;

ведущий вал 10, включающий первый передающий энергию элемент 11, выполненный с возможностью соединения с первым передающим силу натяжения элементом 40 и вращаться;

передающий энергию вал 20, включающий второй передающий энергию элемент 21, выполненный с возможностью соединения с первым передающим энергию элементом 11 и совершающий вращательное движение;

блок накопления энергии, выполненный с возможностью соединения со вторым передающим энергию элементом 21, аккумуляции энергии упругости или потенциальной энергии в результате однонаправленного вращения второго передающего энергию элемента 21, а также вращения передающего энергию вала 20, используя накопленную энергию упругости или потенциальную энергию, когда линейная кинетическая сила, произведенная источником линейной энергии, исчезает или уменьшается;

силовой вал 30, выполненный с возможностью вращения при получении вращающего момента альтернативно от ведущего вала 10 и передающего энергию вала 20;

первое входное устройство, выполненное с возможностью передачи вращающего момента ведущего вала 10 силовому валу 30; и

второе входное устройство, выполненное с возможностью передачи вращающего момента передающего энергию вала 20 силовому валу 30.

2. Устройство преобразования энергии по п. 1, отличающееся тем, что первый передающий энергию элемент 11 соединен с ведущим валом 10 посредством элемента однонаправленного вращения 14, допускающего только однонаправленное вращение, а второй передающий энергию элемент 21 соединен с передающим энергию валом 20 посредством элемента однонаправленного вращения 24, допускающего такое же однонаправленное вращение, какое имеет элемент однонаправленного вращения 14.

3. Устройство преобразования энергии по п. 2, отличающееся тем, что первый барабан 12, на который наматывается или с которого разматывается первый передающий силу натяжения элемент 40, располагается на ведущем вале 10 и он прикреплен к первому передающему энергию элементу 11, чтобы вращаться вместе с первым передающим энергию элементом 11; второй барабан 22 располагается на передающем энергию вале 20 и он прикреплен к второму передающему энергию элементу 21, чтобы вращаться вместе со вторым передающим энергию элементом 21; и второй передающий силу натяжения элемент 50 предназначен для соединения с блоком накопления энергии и для передачи силы натяжения путем намотки на второй барабан 22, или разматываясь с него.

4. Устройство преобразования энергии по п. 1, отличающееся тем, что на ведущем вале 10 предусматривается множество первых передающих энергию элементов 11, а также множество первых передающих силу натяжения элементов 40, соединенных с множеством первых передающих энергию элементов 11, которые соединены с источником линейной энергии и которые расположены на расстоянии друг от друга посредством меняющих направление элементов 2.

5. Устройство преобразования энергии по п. 3, отличающееся тем, что блок накопления энергии включает пружину, предназначенную для соединения со вторым передающим силу натяжения элементом 50, которое аккумулирует энергию упругости под воздействием второго передающего силу натяжения элемента 50 при намотке на второй барабан 22.

6. Устройство преобразования энергии по п. 3, отличающееся тем, что блок накопления энергии включает груз, предназначенный для соединения со вторым передающим силу натяжения элементом 50 и аккумулирования потенциальной энергии при движении вверх под воздействием второго передающего силу натяжения элемента 50 при намотке на второй барабан 22.

7. Устройство преобразования энергии по п. 1, отличающееся тем, что первое входное устройство включает первый ведущий элемент 13, предназначенный для соединения с ведущим валом 10, который вращается вместе с ведущим валом 10, и первый ведомый элемент 31, предназначенный для соединения с силовым валом 30 посредством элемента однонаправленного вращения 32, который допускает только однонаправленное вращение и который соединен с первым ведущим элементом 13 для получения вращательного момента; и

второе входное устройство включает второй ведущий элемент 23, предназначенный для соединения с передающим энергию валом 20, который вращается вместе с передающим энергию валом 20, и второй ведомый элемент 31, предназначенный для соединения с силовым валом 30 посредством элемента однонаправленного вращения 32, который допускает только однонаправленное вращение и который соединен со вторым ведущим элементом 23 для получения вращательного момента.

8. Устройство преобразования энергии по п. 3, отличающееся тем, что между первым передающим энергию элементом 11 и первым барабаном 12 предусмотрена разъединительная муфта 60 для разъединения первого передающего энергию элемента 11 от первого барабана 12, когда сила натяжения большая или равная установленному значению, поступает от первого передающего силу натяжения элемента 40.

9. Устройство преобразования энергии по п. 8, отличающееся тем, что разъединительная муфта 60 включает корпус 61, предназначенный для крепления к первому передающему энергию элементу 11, в котором предусмотрено приемное пространство 61а, диск связи 62, предназначенный для крепления к одной боковой поверхности первого барабана 12, вставленного во внутреннюю часть корпуса 61, в котором предусмотрена фиксирующая канавка 63, вогнутая на ее внешней периферийной поверхности, во внутренней части корпуса 61 предусмотрен шарик 64, который вставляется в фиксирующую канавку 63, и пружина 51, расположенная во внутренней части корпуса 61 и предназначенная для того, чтобы оказывать эластичное давление на шарик 64, прижимая его к диску связи 62.

10. Устройство преобразования энергии по п. 1, отличающееся тем, что первый передающий энергию элемент 11 соединен с ведущим валом 10 разъединительной муфтой, предназначенной для того, чтобы отделяться от ведущего вала 10 и препятствовать передаче энергии от первого передающего энергию элемента 11 на ведущий вал 10, когда сила натяжения становится большей или равной установленному значению, которое поступает от первого передающего силу натяжения элемента 40.

11. Устройство преобразования энергии по п. 1, отличающееся тем, что силовой вал 30 предназначен для получения энергии от множества ведущих валов, включая ведущий вал 10 и от множества передающих энергию валов, включая передающий энергию вал 20.