13.10.2018
218.016.919a

ПОПЛАВКОВАЯ ВОЛНОВАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ (ВАРИАНТЫ)

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к производству электроэнергии путем преобразования энергии волн без отрицательного воздействия на окружающую среду. Предложена поплавковая волновая электростанция, которая содержит обтекаемый герметичный поплавок удлиненной формы, электрический генератор, ротор которого соединен с осью двух барабанов, на один из которых намотан трос, переброшенный через блок, установленный на кормовой части поплавка, и конец этого троса прикреплен к вертикальному маятнику, а на другой барабан намотан трос, переброшенный через блок, установленный на носовой части поплавка, при этом направление намотки тросов на барабаны противоположное, на конце троса, переброшенного через блок, установленный на носовой части поплавка, с помощью строп прикреплена по меньшей мере одна горизонтально расположенная пластина с противовесом, а на поплавке в носовой и кормовой частях закреплены демпферы, через которые проходят тросы, прикрепленные к маятнику и к горизонтально расположенной пластине с противовесом, и на каждом тросе ниже демпферов закреплены упоры. Предложены также варианты выполнения волновой электростанции с парами обечаек, вогнутых в разные стороны, вместо пластин и иным выполнением связи обечаек с поплавком в носовой его части. Изобретение позволит поплавковой волновой электростанции вырабатывать электроэнергию в открытом море на любых глубинах водоема без применения установленного на дно якоря. 3 н. и 1 з.п. ф-лы, 9 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Поплавковая волновая электростанция (варианты).

Изобретение относится к производству электроэнергии путем преобразования энергии волн без отрицательного воздействия на окружающую среду.

Аналогом является, например, поплавковая волновая электростанция (патент РФ №2513070, опубликованный 20.04.2014). Установка содержит обтекаемый герметичный поплавок, маятник, прикрепленный к одному концу троса, который переброшен через блок, а ко второму концу троса присоединен якорь. К оси блока присоединен ротор генератора с постоянными магнитами, а статор генератора закреплен на поплавке.

Наиболее близка к предлагаемой поплавковой волновой электростанции поплавковая волновая электростанция (варианты) (патент №2567916, опубликованный 10.11.2015). Поплавковая волновая электростанция содержит обтекаемый, герметичный поплавок, установленный на поплавке электрический генератор, ротор которого соединен с осью двух барабанов. На один из барабанов намотан трос, переброшенный через блок, закрепленный на носовой части поплавка, и конец этого троса прикреплен к якорю. На другой барабан намотан трос, переброшенный через блок, закрепленный на кормовой части поплавка, и конец этого троса прикреплен к вертикальному маятнику. При этом направление намотки на барабаны траса, прикрепленного к якорю, и троса, прикрепленного к маятнику, противоположное. В прототипе между ротором генератора и осью барабанов может быть установлен мультипликатор. Кроме того, в прототипе на носовой части поплавка может быть установлена стойка, на которой закреплены неподвижные блоки полиспаста, к крюковой обойме подвижных блоков полиспаста прикреплен один конец якорной цепи, а второй конец цепи прикреплен к якорю. Один конец троса, переброшенного через неподвижные и подвижные блоки полиспаста, прикреплен к стойке, а второй конец этого троса намотан на один из двух барабанов, валы которых соединены с ротором электрического генератора. На второй барабан намотан трос, прикрепленный к маятнику. При этом направление намотки на барабаны троса полиспаста и троса, прикрепленного к маятнику, противоположное.

Недостатком прототипа являются неработоспособность поплавковой волновой электростанции в условиях открытого моря с большими глубинами, так как для работы прототипа необходим установленный на дне водоема якорь, а установка на дно якоря на больших глубинах моря практически невозможна, поскольку трос или якорная цепь имеют большой собственный вес, под действием которого могут оборваться.

Предлагаемое изобретение позволит поплавковой волновой электростанции вырабатывать электроэнергию в открытом море на любых глубинах водоема, при этом для работы электростанции не нужен установленный на дно якорь.

Это достигается тем, что в поплавковой волновой электростанции, содержащей обтекаемый герметичный поплавок, электрический генератор, ротор которого соединен с осью двух барабанов, на один из которых намотан трос, переброшенный через блок, установленный на кормовой части поплавка, и конец этого троса прикреплен к вертикальному маятнику, а на другой барабан намотан трос, переброшенный через блок, установленный на носовой части поплавка, при этом направление намотки тросов на барабаны противоположное, на конце троса переброшенного через блок, установленный на носовой части поплавка, прикреплена горизонтально расположенная пластина с противовесом, а на поплавке в носовой и кормовой части закреплены демпферы, через которые проходят тросы, прикрепленные к маятнику и к горизонтально расположенной пластине, и на каждом тросе ниже демпферов закреплены упоры.

Для упрощения технологических операций площадь прикрепленной к тросу пластины следует уменьшить, для этого к тросу нужно прикрепить две или большее число горизонтально расположенных пластин, смещенных в вертикальном направлении и соединенных стержнями, при этом противовес должен быть прикреплен к нижней пластине.

Мощность поплавковой волновой электростанции увеличится, если вместо плоских пластин к концу троса прикрепить одну или более пар соединенных вместе обечаек, вогнутых в разные стороны, при этом противовес должен быть прикреплен к нижней обечайке.

Масса и габариты маятника и электрического генератора при той же самой мощности электростанции уменьшатся, если на носовой части поплавка установить стойку с неподвижными блоками полиспаста, а подвижные блоки закрепить на крюковой обойме, и через подвижные и неподвижные блоки полиспаста перебросить трос, прикрепленный к стойке полиспаста, к гаку крюковой обоймы полиспаста прикрепить один конец цепи, проходящей через демпфер, установленный на носовой части поплавка, а другой конец цепи прикрепить к горизонтально расположенной пластине с противовесом, и на цепи ниже демпфера закрепить упор.

На фиг. 1, 2 и 3 показана схема предлагаемой поплавковой волновой электростанции и положение поплавковой электростанции на спокойной поверхности воды. На фиг. 4 - работа поплавковой волновой электростанции при подъеме поплавка на гребень волны. На фиг. 5 показана работа поплавковой волновой электростанции при спуске поплавка с гребня волны. На фиг. 6 показана поплавковая волновая электростанция с мультипликатором. На фиг. 7 показана схема поплавковой волновой электростанции с двумя погружными пластинами в качестве «плавучего якоря», с установленным на палубе полиспастом. На фиг. 8 показана поплавковая волновая лектростанция с погружными обечайками. На фиг. 9 показана поплавковая волновая электростанция с установленным на палубе полиспастом.

На фиг. 1 показан вид поплавковой волновой электростанции с носовой части, на фиг. 2 сечение между корпусами поплавка по линии А-А, а на фиг. 3 вид сверху. Изображенная на фиг. 1, 2 и 3 поплавковая волновая электростанция имеет двухкорпусной герметичный поплавок 1, разделенный водонепроницаемыми переборками на отсеки. Каждый корпус поплавка 1 имеет киль 2. Корпусы поплавка 1 соединены общей палубой 3. На каждом корпусе поплавка в кормовой части закреплен парус 4. В кормовой части поплавковой волновой электростанции на палубе 3 установлен блок 5, через который переброшена трос 6 (возможно также канат или цепь). Один конец троса 6 прикреплен к маятнику 7, погруженному в воду, а другой конец троса 6 намотан на барабан 8. На одной оси с барабаном 8 установлен барабан 9, на который намотан конец троса (каната или цепи) 10, при этом направление намотки троса 10 на барабан 9 противоположное направлению намотки троса 6 на барабан 8. Трос 10 переброшен через блок 11, установленный на палубе 3 в носовой части, и к концу троса 10 на стропах 12 прикреплена горизонтально расположенная пластина 13. В центре к пластине 13 прикреплен противовес 14, который удерживает пластину 13 в горизонтальном положении. К палубе 3 в кормовой части прикреплен демпфер 15, который выполнен, например, в виде плоской пружины. Можно также выполнить демпфер в виде стальной цилиндрической пружины или обрезиненного тора. Трос 6 проходит через проушину в демпфере 15. На тросе 6 закреплен упорный диск 16, диаметр которого больше диаметра проушины в демпфере 15. В носовой части к палубе 3 прикреплен демпфер 17. Через проушину в демпфере 17 проходит трос 10. На тросе 10 закреплен упорный диск 18, диаметр которого больше диаметра проушины в демпфере 17. К общему валу барабанов 8 и 9 присоединен вал электрического генератора 19.

Поплавковая волновая электростанция работает следующим образом. Вес маятника 7 должен превышать вес пластины 13 с противовесом 14. Пластина 13 должна быть легкой, например, выполнена из плотной ткани, натянутой на каркас, либо из тонкого листа стали. Маятник 7 своим весом создает силу натяжения троса 6, сматывая трос 6 с барабана 8. Одновременно барабан 9, вращаясь вместе с барабаном 8, наматывает трос 10 и поднимает пластину 13 с противовесом 14. В исходном состоянии, при отсутствии волны опускание маятника 7 и подъем пластины 13 с противовесом 14 продолжается до тех пор, пока упорный диск 18, закрепленный на тросе 10, не упрется в демпфер 17. Демпфер 17 должен быть достаточно жестким, чтобы остановить подъем пластины 13, и мягким, чтобы демпфировать возможные удары упорного диска 18 о демпфер 17 при работе на волне. Положение элементов электростанции при отсутствии волн не изменяется и электроэнергия не вырабатывается.

При подходе волны носовая часть поплавка 1 под действием силы Архимеда всплывает на гребень волны (фиг. 4). Гидравлическое сопротивление, действующее на пластину 13 при перемещении пластины 13 в вертикальном направлении, и присоединенная масса воды не позволяет пластине 13 перемещаться вверх вместе с корпусом 1. За счет силы гидравлического сопротивления, действующего на пластину 13, длина части троса 10 от пластины 13 до блока 11 увеличивается, трос 10 сматывается с барабана 9, вращая барабаны 9, 8 и ротор генератора 19. При этом трос 6 наматывается на барабан 8, поднимая маятник 7. При вращении ротора электрический генератор 19 преобразует механическую энергию в электрическую энергию, которую можно снять с обмотки статора генератора 19.

При спуске поплавка 1 с гребня волны (фиг. 5) носовая часть поплавка 1 опускается. Пластина 13, из-за действующих на нее сил гидравлического сопротивления, опускается медленнее носовой части поплавка 1 и натяжение троса 10 уменьшается. Под действием силы тяжести маятник 7 опускается и трос 6 сматывается с барабана 8, вращая барабан 8. Вместе с барабаном 8 вращается барабан 9 и ротор генератора 19. Барабан 9 наматывает ослабевший трос 10, а генератор 19 преобразует механическую энергию вращения ротора в электрическую.

Как видно из описания предлагаемой поплавковой волновой электростанции в отличие от прототипа для работы электростанции не нужен установленный на дне водоема якорь. Пластина 13 с противовесом 14 во время колебания на волнах корпуса 1 в вертикальном направлении остается примерно в одном и том же положении и служит «плавучим якорем». Таким образом, предлагаемая поплавковая волновая электростанция способна работать в открытом море с большими глубинами.

Как и в прототипе для увеличения частоты вращения электрического генератора 19 и уменьшения массы и габаритов генератора между осью барабанов 8 и 9 и ротором генератора 19 можно установить мультипликатор 20 (фиг. 6).

Мощность поплавковой волновой электростанции зависит от силы гидравлического сопротивления, действующей на пластину 13 и трос 10 при колебаниях поплавка 1 на волнах, и для работы волновой поплавковой электростанции большой мощности необходима пластина 13 большой площади, на которую при вертикальном перемещении будет действовать большая сила гидравлического сопротивления. Пластина большой площади будет создавать технологические сложности при ее подъеме на палубу электростанции и перевозке. Для уменьшения площади пластины 13 к ней можно прикрепить дополнительно одну или большее число пластин, смещенных относительно друг друга в вертикальном направлении. На фиг. 7 к пластине 13 с помощью стержней 21 прикреплена дополнительная пластина 22. При этом противовес 14, обеспечивающий горизонтальное положение пластин 13 и 22, должен быть прикреплен к нижней пластине 22. При колебаниях поплавка 1 и вертикальном перемещении пластин 13 и 22 силы гидравлического сопротивления, действующие на пластины 13 и 22, суммируются, поэтому для получения одинаковой силы гидравлического сопротивления площадь каждой из пластин 13 и 22 на фиг .7 можно уменьшить по сравнению с площадью одной пластины 13 на фиг. 1-3.

Мощность поплавковой волновой электростанции можно увеличить за счет увеличения силы гидравлического сопротивления, действующей на пластины 13 и 22 и приложенной к тросу 10. Для этого каждую из пластин 13 и 22 можно заменить на две обечайки 23, 24, вместо пластины 13, и обечайки 25, 26 вместо пластины 22, вогнутые в различные стороны и соединенные вместе стержнями 21 (фиг. 8). Вогнутая форма обечаек 23, 24, 25 и 26 увеличит гидравлическое сопротивление, действующее на обечайки 23-26 при колебаниях поплавка 1 на волнах, и приложенное к тросу 10. Увеличение силы, приложенной к тросу 10, увеличивает механическую энергию, которую электрический генератор 19 преобразует в электрическую, значит, мощность поплавковой волновой электростанции увеличивается.

Массу и габариты маятника 7, а также генератора 19 при той же самой мощности поплавковой волновой электростанции можно снизить при использовании полиспаста (фиг. 9), который состоит из установленной в носовой части поплавка 1 стойки 27 с неподвижными блоками 28 и крюкового захвата 29 с подвижными блоками 30. Трос 10, намотанный на барабан 9, проходит через неподвижные блоки 28 и подвижные блоки 30 и прикреплен к стойке 27. Крюковый захват 29 прикреплен к цепи 31, к концу которой присоединены стропы 12. При колебаниях поплавка 1 на волне обечайки 23-26 удерживается силами гидравлического сопротивления примерно на одной глубине. Расстояние от стойки 27 до крюкового захвата 29 изменяется, что вызывает смещение троса 10 на блоках 28 и 29. Поскольку на фиг. 7 используется скоростной полиспаст с передаточным числом 4, смещение троса 10 будет в 4 раза больше, чем смещение крюкового захвата 29 относительно стойки 21. Увеличение смещения троса 10 приведет к увеличению частоты вращения барабанов 8 и 9 с ротором электрического генератора 19, и следовательно уменьшению массы и габаритов генератора 19. Кроме того, при увеличении смещения троса 10 увеличится смещение троса 6 и амплитуда перемещения маятника 7, значит, для поплавковой волновой электростанции можно будет уменьшить вес маятника 7.

Предлагаемая поплавковая волновая электростанция может быть использована для получения электроэнергии в открытом море при дрейфе электростанции, где глубины не позволяют использовать установку электростанции на якоре. Электроэнергия, вырабатываемая на электростанции, может использоваться, например, для работы опреснительной установки и хранения пресной воды в трюмах поплавка, либо для электролиза воды и получения водорода и кислорода, которые также можно накапливать во внутренних помещениях поплавка.


ПОПЛАВКОВАЯ ВОЛНОВАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ (ВАРИАНТЫ)
ПОПЛАВКОВАЯ ВОЛНОВАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ (ВАРИАНТЫ)
ПОПЛАВКОВАЯ ВОЛНОВАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ (ВАРИАНТЫ)
ПОПЛАВКОВАЯ ВОЛНОВАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ (ВАРИАНТЫ)
ПОПЛАВКОВАЯ ВОЛНОВАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ (ВАРИАНТЫ)
ПОПЛАВКОВАЯ ВОЛНОВАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ (ВАРИАНТЫ)
ПОПЛАВКОВАЯ ВОЛНОВАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ (ВАРИАНТЫ)
ПОПЛАВКОВАЯ ВОЛНОВАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ (ВАРИАНТЫ)
ПОПЛАВКОВАЯ ВОЛНОВАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ (ВАРИАНТЫ)
ПОПЛАВКОВАЯ ВОЛНОВАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ (ВАРИАНТЫ)
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-3 из 3.
19.01.2018
№218.016.0aaa

Способ монтажа судовой дизельной энергетической установки и устройство для его осуществления

Изобретение относится к способам монтажа тяжелых судовых дизельных энергетических установок (СДЭУ) и устройствам для их осуществления. Перед монтажом СДЭУ определяют центр тяжести (ЦТ) по вертикально-поперечной плоскости и перемещают противоположно-симметрично расположенные по поперечной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002632232
Дата охранного документа: 03.10.2017
20.06.2018
№218.016.64e2

Муфта

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к муфтам. Муфта содержит ведущую и ведомый части и размещенный между ними упругодемпфирующий элемент. Ведущая и ведомая части представляют собой валы с фланцами. Упругодемпфирующий элемент представляет собой пучки из кусков...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002658208
Дата охранного документа: 19.06.2018
17.04.2019
№219.017.151a

Поплавковая волновая электростанция

Изобретение относится к производству электроэнергии путем преобразования энергии волн. Поплавковая волновая электростанция содержит поплавок 1, электрический генератор, два барабана 3, 4. На барабан 4 намотан трос 9, переброшенный через блок, установленный на кормовой части поплавка 1. Конец...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002684857
Дата охранного документа: 15.04.2019
Показаны записи 1-10 из 23.
27.06.2013
№216.012.5223

Многофазный трансформатор и способ его сборки

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в полупроводниковых преобразователях, например в выпрямителях, инверторах и преобразователях частоты, а также в электроэнергетических системах для изменения величины и повышения качества переменного напряжения. Технический...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486620
Дата охранного документа: 27.06.2013
10.08.2013
№216.012.5c57

Способ ремонта уплотнительных кольцевых прокладок и устройство для его реализации

Изобретение относится к способу и устройству для восстановления и ремонта потерявших работоспособность уплотнительных упругих элементов различных механизмов и сборок. Согласно способу ремонта уплотнительных кольцевых прокладок осуществляют укладку поврежденного участка подлежащих восстановлению...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489260
Дата охранного документа: 10.08.2013
10.08.2013
№216.012.5c80

Навигационный буй (варианты)

Изобретение относится к плавучим средствам навигационного оборудования, в частности к бую, предназначенному для ограждения фарватеров и отдельных навигационных опасностей на судоходных акваториях. Навигационный буй содержит обтекаемый герметичный корпус, разделенный водонепроницаемыми...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489301
Дата охранного документа: 10.08.2013
27.11.2013
№216.012.8645

Многофазный трансформатор и способ его сборки

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в полупроводниковых преобразователях, например в выпрямителях, инверторах и преобразователях частоты, в электроэнергетических системах для изменения величины и повышения качества переменного напряжения. Технический результат...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500051
Дата охранного документа: 27.11.2013
20.04.2014
№216.012.b8ee

Поплавковая волновая электростанция

Изобретение может быть использовано для производства электроэнергии путем преобразования энергии волн. Электростанция содержит обтекаемый герметичный поплавок 1 и вертикально расположенный внутри поплавка цилиндрический корпус 3 с размещенным в нем маятником 4. Маятник 4 подвешен к концу троса...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513070
Дата охранного документа: 20.04.2014
10.07.2014
№216.012.da17

Вакуумный выключатель

Вакуумный выключатель содержит стальное основание с вертикальными ребрами и горизонтальными полками, на которые в верхней и средней части корпуса установлено не менее двух одинаковых фазных модулей, разделенных между собой вертикальными ребрами. В нижней части корпуса расположены общие для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521609
Дата охранного документа: 10.07.2014
10.07.2014
№216.012.db29

Судовая электроэнергетическая установка

Изобретение относится к судостроению, в частности к электроэнергетическим установкам судов с преобразователями частоты и гребными электродвигателями. Судовая электроэнергетическая установка содержит главные двигатели или турбины, главные синхронные генераторы, обмотки статора, автоматические...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521883
Дата охранного документа: 10.07.2014
10.09.2014
№216.012.f3f2

Способ анализа многокомпонентной газовой среды герметизированных контейнеров с электронными приборами и устройство для его реализации

Использование: область анализа газовых сред для определения их компонентного состава и устройства измерительно-аналитических комплексов, с помощью которых они определяются. Задача: разработка способа анализа многокомпонентной газовой среды герметизированных контейнеров с электронными приборами...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002528273
Дата охранного документа: 10.09.2014
27.09.2014
№216.012.f715

Судовая электроэнергетическая установка

Изобретение относится к судостроению, в частности к электроэнергетическим установкам судов с преобразователями частоты и гребными электродвигателями. Судовая электроэнергетическая установка содержит главные дизели или турбины, главные синхронные генераторы, аварийный дизель-генератор, обмотки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002529090
Дата охранного документа: 27.09.2014
27.11.2014
№216.013.0afa

Многофазный трансформатор

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в полупроводниковых преобразователях, например в выпрямителях, инверторах и преобразователях частоты, а также в электроэнергетических системах для изменения величины и повышения качества переменного напряжения. Техническим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002534218
Дата охранного документа: 27.11.2014

Похожие РИД в системе

+ добавить свой РИД