Карусельно-турбінний пристрій з напівпроникливими лопатями хвильової енергетичної установки

Номер патенту: 115685

Опубліковано: 25.04.2017

Автор: Копійка Павло Іванович

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Пристрій для створення морськими хвилями крутного моменту на валу генератора електростанції, що складається з напівпроникливих коробів, закріплених по радіусам на каруселі, ліва частина яких заповнюється рідиною при набіганні гребня хвилі і, під дією сили тяжіння та сили хвильового тиску на дно напівпроникливого короба, створюють обертальний момент одного напрямку, який приводить до обертання карусель, закріплену відносно дна моря і берегової лінії і пов'язану за допомогою трансмісії з валом електростанції, який відрізняється тим, що крутний момент одного напрямку створюється тільки за рахунок односторонньої проникливості лопатей каруселі, які складаються з набору квартирок, закріплених на дні коробів каруселі з можливістю відкриття їх хвилею всередину цих коробів.

Текст

Реферат: Пристрій для створення морськими хвилями крутного моменту на валу генератора електростанції складається з напівпроникливих коробів, закріплених по радіусам на каруселі, ліва частина яких заповнюється рідиною при набіганні гребня хвилі і, під дією сили тяжіння та сили хвильового тиску на дно напівпроникливого короба, створюють обертальний момент одного напрямку, який приводить до обертання карусель, закріплену відносно дна моря і берегової лінії і пов'язану за допомогою трансмісії з валом електростанції. При цьому крутний момент одного напрямку створюється тільки за рахунок односторонньої проникливості лопатей каруселі, які складаються з набору квартирок, закріплених на дні коробів каруселі з можливістю відкриття їх хвилею всередину цих коробів. UA 115685 U (54) КАРУСЕЛЬНО-ТУРБІННИЙ ПРИСТРІЙ З НАПІВПРОНИКЛИВИМИ ЛОПАТЯМИ ХВИЛЬОВОЇ ЕНЕРГЕТИЧНОЇ УСТАНОВКИ UA 115685 U UA 115685 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі гідроенергетики та стосується конструкції карусельнотурбінного пристрою (хвильового гідроагрегату), який при набіганні хвилі створює під дією сили тяги та сили хвильового тиску обертальний момент відносно осі пристрою, що приводить до обертання карусельний пристрій, та, через трансмісію, генератор електростанції. На відміну від заявленого пристрою, відомі хвильові електростанції, такі як "качка Солтера", контурний пліт Кеккереля, генератор "Oyster", хвильовий генератор "Wave Hub", використовують морську хвилю для переміщення гідравлічних поршнів, які прокачують масло через гідравлічні двигуни, що обертають електрогенератори. Вказана технологія має ряд суттєвих недоліків: - передбачає двоступеневу схему перетворення енергії хвиль в електричну енергію; - високу металоємкість; - складність у виготовленні; - високий рівень капітальних витрат на виготовлення. З урахуванням вищевикладеного найбільш актуальною вважається задача створення одноступеневої удосконаленої конструкції пристрою для перетворення енергії морських хвиль в енергію обертання валу генератора електричного струму. Найбільш близькою, на момент початку досліджень, за принципом вирішення поставленої задачі, була електростанція Овсянкіна В.В. (патент № 56481). Вона запроектована таким чином, що її робочі органи є частиною водяного середовища, в якому вони знаходяться. Відносні переміщення окремих часток води, що виникають при проходженні хвиль, сприймаються робочими органами станції шляхом гідродинамічного напору, що створює крутний момент на робочих валах. Цей момент перетворюється і передається трансмісією на вал генератора. Даний винахід було вибрано як найближчий аналог, який разом з корисною моделлю, що заявляється, мають наступні спільні ознаки: - хвильова дія створює крутний момент на робочих валах; - робоча дія передається трансмісією на вал генератора. Але найближчому аналогу притаманні такі недоліки: - задіяна двоступінчата схема перетворення енергії хвиль в електричну енергію; - створюваний крутний момент на одиницю ширини фронту хвилі набагато менший, ніж у каруселі з напівпроникливими жолобами, які з одного боку заповняються важкою рідиною при набіганні хвилі, та на які діє хвильовий тиск; - висока металоємкість; - високий рівень капітальних витрат. Поставлена задача у заявленому пристрої, на відміну від найближчого аналога, вирішена шляхом побудови каруселі з лопатями в формі коробів з напівпроникливим дном, які закріплені по радіусам каруселі і складаються з набору закріплених на них квартирок з можливістю відкриття їх гребенем хвилі усередину короба та закриття їх при відході гребня хвилі. Вал каруселі установлюється горизонтально на закріплених на дні опорах паралельно напрямку розрахункового фронту хвилі. Карусельний пристрій для перетворення енергії морських хвиль в електричну енергію зображено на кресленнях, де: фіг. 1 - поперечний зріз карусельного пристрою; фіг. 2 - фрагмент короба; фіг. 3 - фрагмент напівпроникливого дна короба з чотирма гумовими квартирками. Вал карусельного пристрою 1 закріплюється на вертикальних опорах 2, які розташовані на кам'яній постелі (морському дні) 3. На штангах карусельного пристрою по радіусам каруселі симетрично відносно вала закріплені короби 4 з напівпроникливими стінками, які при набігу хвилі пропускають рідину усередину короба та не дозволяють їй виливатись з короба до певного місцезнаходження. Рідина може вилитися з короба тільки при його перекиданні, коли карусель повертається на кут більше 90 градусів. Дно коробів виготовляється з металевої сітки 5 з отворами, які закриваються гумовими клапанами 6, які можна виготовити, наприклад, покривши сітку гумовою плівкою з розрізами у вигляді квартирок, при цьому пелюстки квартирки 7 при зіткненні з рідиною можуть відкриватися лише усередину посудини. На фіг. 1, для зручності опису роботи пристрою, показано також гребінь хвилі 8, найнижчу точку хвилі - западину 9 і морське дно 3. Пристрій працює наступним чином. При підході хвилі до карусельно-турбінного пристрою внаслідок того, що лопаті пристрою напівпроникливі, хвильовий тиск на них діє тільки з одного боку, що приводить пристрій до обертання в одному напрямку навколо його осі. Одночасно, при підході гребня хвилі до лівого коробу каруселі, пелюстки короба відкриваються і ці ємкості наповнюються морською водою. При опусканні гребня хвилі нижче рівня короба, під дією сили тяжіння рідини в коробі 1 UA 115685 U 5 10 15 лівої частини пристрою, карусель починає обертальний рух через те, що в коробах справа каруселі сила тяжіння приводить до витікання рідини з короба. Гребінь хвилі, піднімаючись в правій частині каруселі шляхом хвильового тиску на стінки короба, спричиняє збільшення кутової швидкості обертання каруселі. Сила тяжіння рідини в коробі лівої частини каруселі і сила хвильового тиску на стінки короба справа створюють обертальний момент одного напрямку, який приводить до обертання каруселі. Цей обертальний момент передається трансмісією 10 на вал генератора електричного струму 11. Карусельний пристрій, що заявляється, має розмір більший за висоту хвилі і установлюється своїм найнижчим коробом над підошвою хвилі. Розроблена модель карусельно-турбінного пристрою з чотирьох лопатей в формі коробів розміром 0,18 м × 0,21 м з напівпроникливим дном випробовувалася у хвильовому гідродинамічному коробі. При висоті хвилі 0,1 м і довжині 1,3 м швидкість обертання каруселі складала 10 об/хв. та мала сталий обертальний рух в одному напрямі, а також формувала обертальний момент 1,3 нм на валу генератора, який внаслідок трансмісії мав кутову швидкість 100 об/хв. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 Пристрій для створення морськими хвилями крутного моменту на валу генератора електростанції, що складається з напівпроникливих коробів, закріплених по радіусам на каруселі, ліва частина яких заповнюється рідиною при набіганні гребня хвилі і, під дією сили тяжіння та сили хвильового тиску на дно напівпроникливого короба, створюють обертальний момент одного напрямку, який приводить до обертання карусель, закріплену відносно дна моря і берегової лінії і пов'язану за допомогою трансмісії з валом електростанції, який відрізняється тим, що крутний момент одного напрямку створюється тільки за рахунок односторонньої проникливості лопатей каруселі, які складаються з набору квартирок, закріплених на дні коробів каруселі з можливістю відкриття їх хвилею всередину цих коробів. 2 UA 115685 U Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3

Дивитися

Додаткова інформація

МПК / Мітки

МПК: F03B 13/12

Мітки: напівпроникливими, пристрій, карусельно-турбінний, хвильової, енергетичної, лопатями, установки

Код посилання

<a href="http://uapatents.com/5-115685-karuselno-turbinnijj-pristrijj-z-napivproniklivimi-lopatyami-khvilovo-energetichno-ustanovki.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Карусельно-турбінний пристрій з напівпроникливими лопатями хвильової енергетичної установки</a>

Подібні патенти