Імпульсна хвильова енергоустановка

Винахід відноситься до гідроенергетики, зокрема до хвильових електростанцій і може застосовуватися для захисту берега від хвильового впливу. Відома модульна установка для використання енергії хвиль, що включає утворену днищем і направляючими стінками хвилеприймальну камеру з регульованим уклоном днища, поділену направляючими перегородками, що звужується до місця встановлення робочого колеса (див. патент України №36832А, F03В13/12, 2000p.). Недоліком цієї модульної установки є втрата енергії хвилі при її підйомі по днищу хвилеприймальної камери до робочого колеса турбіни, низький напір при дії хвильового потоку на лопаті робочого колеса, мала частота його обертання і, як наслідок, недостатня потужність установки. Відомий також пристрій - підводний гідротаран з конусною подавальною трубою, направлений розтрубом назустріч потоку води з розміщеним на протилежному кінці труби ударним клапаном під повітряним ковпаком (див. авт. свід. №1788344, F04F7/12, 1991р.). Недоліком цього пристрою є великий проміжок часу між імпульсами підвищеного тиску у напірній трубі, та вихід води із повітряного ковпака під рівень водоймища. В основу винаходу поставлене завдання збільшення потужності модульної установки для використання енергії хвиль шляхом її удосконалення. Поставлене завдання вирішується тим, що у відомій установці для використання енергії хвиль, що включає хвилеприймальну камеру, утворену направляючими стінками, що звужуються у напрямку руху хвиль, кінцева ділянка хвилеприймальної камери виконана у формі конфузора, внутрішня порожнина якого поділена направляючими перегородками на ізольовані один від одного секції, кожна секція конфузора має вихідний патрубок з установленим у ньому на різній відстані від входу хвилі у хвилеприймальну камеру ударного клапана з виходом води із них в атмосферу нарівні спокійної води. Ознаки, що відрізняють заявлене технічне рішення відсутні в других аналогічних рішеннях при вивченні даної і суміжних галузей техніки і, відповідно, забезпечує на думку заявників заявленому пристрою відповідність критерію "новина". Порівнювальний аналіз заявленого пристрою по відношенню сукупності його суттєвих ознак з прототипом показує, що у пристрої модульної установки для використання енергії хвиль новим є те, що кінцева ділянка хвилеприймальної камери має форму конфузора, внутрішня порожнина якого поділена направляючими перегородками на ізольовані один від одного секції, а кожна секція конфузора має вихідний патрубок з установленим у ньому на різній відстані від входу хвилі у хвилеприймальну камеру ударного клапана. Хвилеприймальна камера виконана без днища. Ударний клапан прикріплений шарнірно до днища патрубка і має регулювальну пластину з регульованою площею опору потоку. При обтіканні пластини потоком гідродинамічні сили підіймають відносно шарніра ударний клапан, а набігаючий потік притискує клапаном до упору, що закриває вихідний отвір патрубка. При відкоті хвилі клапан опускається під впливом власної ваги і відчиняє вихідний отвір. Імпульси підвищеного тиску по напірним трубопроводам від кожної секції подаються крізь вихідні сопла на робоче колесо турбіни. Сопла розміщені рівномірно по периметру робочого колеса. Турбіна установлюється вище поверхні води і може розташовуватися як на самій хвилеприймальній камері також і за її межами. Підвід до турбіни по напірним трубопроводам імпульсів підвищеного тиску може здійснюватися як з однієї енергоустановки, а також з декількох енергоустановок. У цьому разі декілька хвилеприймальних камер будуть передавати енергію одній турбіні. Виконання модульної установки для використання енергії хвиль запропонованої конструкції дозволяє зменшувати втрати енергії хвиль у хвилеприймальній камері, сконцентрувати енергію хвильового потоку при проходженні його крізь конфузор, а також створені у кожній секції конфузора імпульси підвищеного тиску хвильового потоку, підвести по напірному трубопроводу і рівномірно розподілити його дію на лопаті робочого колеса, зробити відвід води з турбіни крізь зливний лоток в атмосферу, збільшити частоту обертання турбіни та потужність установки. Запропоноване технічне рішення пояснюється кресленням, де на фіг.1 дається план модульної хвильової установки. На фіг.2 - поздовжній розріз І-І, де: 1. Хвилеприймальна камера; 2. Конфузор; 3. Вихідний патрубок; 4. Ударний клапан; 5. Регулювальна пластина ударного клапана; 6. Напірний трубопровод; 7. Робоче колесо ковшової турбіни; 8. Зливний лоток; 9. Захисний кожух; 10. Опорна площадка; 11. Вихідні сопла; 12. Вихідний отвір патрубка. На фіг.3 – вид А фіг.2. Робота установки здійснюється таким чином: Модульна установка для використання енергії хвиль розміщена на понтонах (на кресленнях не показано) і закріплюється будь-яким відомим способом на водяній акваторії таким чином, щоб днище вихідних патрубків 3 знаходилось на рівні спокійної води, а хвилеприймальна камера 1 орієнтується входом у напрямку підходу хвилі. У хвилеприймальній камері 1 концентрується енергія хвильового потоку при проходженні хвилі крізь хвилеприймальну камеру і конфузор, потрапляє в вихідний патрубок 3 де при проходженні хвильового потоку крізь вихідний патрубок 3 під впливом хвильового потоку на регулювальну пластину ударного клапана 5 відбувається підіймання клапана 4, а набігаючий потік притискує його до упору і перекриває вихідний отвір патрубка 3. Площа опору потоку регулювальної пластини ударного клапана 5 виконана регульованою, що дозволяє закриття ударного клапана 4 зробити при заданих режимах вихідної швидкості. При різкому закритті вихідного патрубка 3 відбувається гідроудар, який супроводжується підвищенням тиску у секції конфузора 2 за рахунок продовження за інерцією руху хвильового потоку. При цьому імпульс підвищеного тиску води по напірному трубопроводу 6 крізь вихідні сопла 11 підводяться на лопаті робочого колеса 7 турбіни.