"Прибойная гидроэнергетическая установка "Волна" Советский патент 1992 года по МПК F03B13/14 F03B13/18 

Изобретение относится к компрессорам, производящим сжатый воздух за счет энергии морских волн.

Известна гидроэнергетическая установка 1, включающая опору-поплавок, на котором установлены пневмоцилиндры с шарнирно прикрепленными штоками к прямоугольному волноприемному щиту, нагнетательные магистрали, подключенные к воздухосборнику, подключенному к потребителю.

Недостатком этой установки является малое КПД использования энергии прибойной морской волны и полная потеря тепловой энергии сжимаемого пневмоци- линдрами воздуха.

Цель изобретения - повысить КПД использования энергии прибойной морской волны при работе пневмоцилиндров, а также утилизировать энергию тепла при сжатии воздуха,

Поставленная цель достигается тем, что установка снабжена направляющими

стержнями, консольно прикрепленными к опоре в виде емкости, а по периметру щита выполнены отверстия для размещения упомянутых стержней, при этом щит установлен с возможностью возвратно- поступательного перемещения, а его возвратные элементы выполнены в виде дополнительных глухих пневмоцилиндров, прикрепленных к опоре, последняя в виде емкости, при этом емкость опоры заполнена водой, а все пневмоцилиндры погружены под уровень воды, при этом опора жестко прикреплена на берегу в зоне действия прибойной волны, а нагнетательные клапаны пневмоцилиндров снабжены набором пружин различной жесткости.

На фиг. 1 изображена гидроэнергетическая установка, общий вид (сечение А-А на фиг. 2 при всасывании свободного воздуха, пунктирная стрелка), на фиг. 2 - сечение Б-Б на фиг, 1; на фиг. 3 -то же при рабочем ходе пневмоцилиндров (сжатый воздух- стрелка с точкой); на фиг. 4 - общий вид

(Л

С

xj -Ч

Ы Ю

Ы

электростанции, как вариант использования сжатого воздуха.

Прибойная гидроэнергетическая установка, содержащая рабочие пневмо- цилиндры 1 (компрессорного типа), горизонтально закрепленные в бетонной опоре 2, имеющей емкость, последняя неподвижно установлена на берегу в прибойной зоне морской волны (см. фиг. 1), а концы штока 3 рабочих пневмоцилиндров 1 шарнирно прикреплены к прямоугольному волноприемному щиту 4, смещающемуся возвратно-поступательно вдоль консольных стержней 5. Кроме этого, вол- ноприемный щит А шарнирно прикреплен к штокам 6 глухих пневмоцилиндров возврата 7, установленных в опоре-емкости 2 параллельно рабочим пневмоцилиндрам 1 (см. фиг. 2). Поршни 8 и 9 пневмоцилиндров снабжены эластичными компрессионными манжетами (см. фиг. 1 - 3), при этом рабочие пневмоцилиндры 1 имеют всасывающие клапаны 10 и нагнетательные клапаны 11, а глухие пневмоцилиндры возврата 7 имеют камеру сжатия 12, причем нагнетательные клапаны 11 посредством трубопровода 13 соединены с газгольдером 14, а он через трубопровод 15 - с пневмотурбиной 16 в агрегате с электрогенератором 17.

В емкость опоры 2 заливают воду, омывающую пневмоцилиндры для утилизации тепловой энергии сжимаемого воздуха А нагнетательные клапаны 11 снабжают пружинами различной жесткости с целью эффективной работы установки при переменной величине высоты прибойной морской волны.

Прибойная гидроэнергетическая установка работает следующим образом.

Из технической литературы известно, что энергия прибойной морской волны достигает апогея v берега и составляет 14840 кг/м2)При высоте волны 1,8 м. Этот вид энергии данной установкой преобразуется в энергию сжатого воздуха, которую можно использовать для выработки электроэнергии или же для механической работы пнев- момашин.

Через ниппель в поршневую полость . глухих пневмоцилиндров возврата 7 под давлением нагнетают сжатый воздух, достаточный для перемещения в левое крайнее положение по консольным стержням 5 вол- ноприемного щита 4. При этом поршни 9 глухих пневмоцилиндров возврата 7 произведут рабочий ход, а поршни 8 рабочих пневмоцилиндров 1 произведут через всасывающий клапан 10 забор свободного воздуха, воздух же из штоковой полости

рабочих пневмоцилиндров 1 выбрасывается

в атмосферу через трубу-сапун (не показан).

При волнении моря прибойная волна

создает давление на волноприемный щит 4,

смещая его по консольным стержням 5 в правое крайнее положение (фиг. 3), при этом в рабочих пневмоцилиндрах 1 поршни 8 сместятся вправо, сжимая воздух, закроются всасывающие клапаны 10, откроются на0 гнетательные клапаны 11 и сжатый воздух из рабочих пневмоцилиндров 1 поступит в коллектор (на фиг. не показан) и далее по трубопроводу 13 в газгольдер 14, а оттуда по трубопроводу 15 в пневмотурбине 16, при5 водящей в действие электрогенератор 17 (см. фиг. 3 и 4),

Кроме того, при движении волнопри- емного щита 4 в правое крайнее положение в глухих пневмоцилиндрах возврата 7

0 дополнительно сжимается воздух в камере 12, который при отливе волны вновь перемещает волноприемный щит 4 в левое крайнее положение, таким образом совершая возвратно-поступательное перемеще5 ние в соответствии с периодами колебаний морских волн, при этом рабочие пневмоцилиндры 1 приводятся в рабочее действие.

Ввиду того что рабочие пневмоцилиндо ры 1 погружены в воду, находящуюся в емкости опоры 2 (см. фиг. 1 и 3), тепловая энергия, выделяемая при сжатии воздуха, нагревает воду, которую можно использовать для купальных бассейнов, теплиц и т п.

5

Формула изобретения

1. Прибойная гидроэлергетическая установка, содержащая опору, волноприемный щит с возвратными элементами,

Q шарнирно соединенный со штоками пневмоцилиндров, нагнетательные магистрали, которые подключены к воздухосборнику, подключенному к потребителю, отличающаяся тем, что, с целцю

с повышения КПД установки путем утилизации тепла при сжатии воздуха и жесткого крепления опоры, установка снабжена направляющими стержнями, консольно прикрепленными к опоре, а по периметру

-n щита выполнены отверстия для размещения упомянутых стержней, при этом щит установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения, его возвратные элементы выполнены в виде дополнительных глухих пневмоцилиндров, прикрепленных к опоре, последняя - в виде емкости, заполненной водой, а все пневмоцилиндры погружены подуровень воды, при этом опора жестко закреплена на берегу в зоне действия прибойной волны.

2. Установка поп. 1, отличающая- с я тем, что нагнетательные клапаны пневмоцилиндров снабжены набором пружин различной жесткости.

Сущность изобретения: волноприемный щит с возвратными элементами шарнирно соединен с штоками пневмоцилиндров. Нагнетательные магистрали подключены к воздухосбоонику, соединенному с потребителем. Направляющие стержни коаксиаль- но прикреплены к опоре. По периметру щита выполнены отверстия для размещения стержней. Щит установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения. Возвратные элементы выполнены в виде глухих пневмоцилиндров, прикрепленных к опоре. Опора выполнена в виде емкости, заполненной водой. Все пневмоцилиндры погружены под уровень воды. Опора жестко закреплена на берегу в зоне действия прибойной волны. Нагнетательные клапаны пневмоцилиндров снабжены набором пружин различной жесткости. 1 з. п. ф-лы, 4 ил.

Волна

г

в о, О 0«

|..-.-i3 ° о в в в -

S-B

V

/3

-4

в О о о j

в о, О 0«

в °

о о а а

/V 7/Tv ,//

х

/ /, , ///MI I V 4,// /Ж3X

-v / //// ///

,

// / /.

//

//s