Хвилеенергетична установка

Винахід відноситься до гідроенергетики, а саме до пристроїв перетворення енергії морських хвиль в електроенергію. Відомий винахід СРСР №1076614 під назвою пристрій для використання енергії припливів, який містить коливний робочий орган у вигляді важиля до якого поворотно прикріплені дві напівциліндрічні лопаті з можливістю повороту їх по вертикалі, вісь на якій повертається важіль під тиском набігаючої хвилі припливу чи відпливу, вантаж прикріплений тросом до важеля у нижній його частині, який повертає у вихідний стан робочий орган і своїми рухами приводить в дію насос підняття води припустимо у водонапорну башту. Недоліком цього винаходу є те, що при з підвищенні або пониженні рівня води у морі лопать зануриться у воду або буде звисати над ним оскільки важіль має фіксовану довжину. Крім того, важіль має лише дві степені свободи, але ж вода може змінювати свій напрямок, що негативно позначиться на ККД. У даному винаході відсутній накопичувач енергії хвиль і він не передбачає зовсім перетворення безпосередньо енергії морських хвиль в електроенергію. Найбільш близьким винаходом до запропонованого є патент СРСР №1725766 під назвою пристрій для використання енергії морських хвиль, який містить хвилеприймальний орган у вигляді пустотілої лопатіпонтону зчленованого шарніром з штангою, середня частина якої опирається шарніром на обойму прикріплену до стінки корпуса пристрою, а знизу до шарніра прикріплений конусоподібний тарілочний елемент, який зв'язаний ковзяче з важилями зчленованими поворотно із штовхачами, горизонтальну перегородку під низом до якої по периметру прикріплені зубчаті рейки, які знаходяться в зачепленні із зубчатими колесами, які передають свої оберти на пластинчатий пружинний накопичувач і далі через стабілізатор швидкості ці оберти передаються на вихідний вал установлений у боковій стінці корпуса пристрою, під горизонтальною перегородкою по периметру установлені пружини, які примушують штангу і понтон повертатись у вихідний, вертикальний, стан. Недоліком цього винаходу є те, що при підвищенні рівня води у морі понтон може занурюватись у воду, оскільки штанга має фіксовану довжину, а при пониженні рівня води понтон буде зависати над водою, що негативно позначитись на ККД пристрою, зубчаті рейки, які розташовані по периметру перегородки можуть мати перекис, отже і затирання, що також негативно позначиться на ККД, з'єднання штовхачів з важелями можуть утворювати люфт, отже буде нерівномірне натискання на перегороду по горизонталі, що також може викликати перекіс і затирання її у відповідні деталі у результаті чого також знизиться ККД пристрою, пластинчата пружина не здатна накопичувати механічну енергію в тривалому часі, припустимо впродовж суток, що негативно позначиться на безперебійності роботи пристрою. Дві горизонтальні перегородки теж ускладнюють пристрій. Задача запропонованого винаходу - підвищення ККД, надійності і безперебійності роботи та спрощення конструкції пристрою. Ця задача вирішується тим, що штанга виконана телескопічною, конічно-тарілочно-штовхаючий елемент, що прикріплений до нижнього кінця штанги виконаний у вигляді ребристого конусоподібного елемента з ободом у нижній частині якого вільно, у чашечках, установлені кульки, поперечна перегородка одна і виконана у вигляді круга під низом якого укріплений шток установлений в направляючий циліндр, зубчата рейка безпосередньо прикріплена до штока, накопичувач механічної енергії виконаний у вигляді годинникової ленточної пружини, розташованої в корпусі із зубчатим колесом, яке механічно зв'язане з стабілізатором обертів та механізмом обертання вихідного вала, установленого в боковій стінці корпуса пристрою, з можливістю зчленування його з ротором електрогенератора розташованого за межами хвилеенергетичної установки, пружина повернення горизонтальної перегородки, штанги і понтона у ви хідний вертикальний стан розташована в направляючому циліндрі. Запровадження цього винаходу в гідротехнічну промисловість забезпечить ефективне перетворення енергії морських та озерних хвиль в електроенергію за рахунок того, що телескопічна штанга яка зчленована шарнірно з пантоном-лопаттю при найменшому набіганні і спаданні хвиль на понтон матиме максимальне коливання і відповідно нижній кінець штанги до якої прикріплений ребристий конус з ободом у якого під низом вільно установлені кульки, які утворюють підшипник та мінімальне тертя буде відносно легко натискати на поперечну перегородку у вигляді круга і примушувати її здійснювати поступальний рух, а зубчата рейка, яка прикріплена безпосередньо до штока, що під низом перегородки, забезпечить мінімальний перекіс її, отже і найменше тертя, що підвищить ККД, пружина у накопичувачі, яка виконана у вигляді годинникової ленточної пружини, яка може бути певної товщини і досягати тисячу чи й більше метрів довжини, оскільки в морі місця багато, є фактично складовою потужного накопичувача енергії хвиль, яка стабільно може передаватись споживачу, припустимо електрогенератору, у певний час, що може забезпечуватись додатковими механізмами та пристроями, які не показані і не описані в заявці. Ця хвилеенергетична установка може бути встановлена на дні морів та озер вздовж берегів і на віддалі від них та може бути спареною механічно та електрично, що збільшить відповідно її потужність, яка може досягати сотням мегаватам. Як відомо, над використанням морських хвиль працюють центри багатьох морських держав, але до цього часу ефективного патенту по цій проблемі не відомо в літературі. Ця хвилеенергетична установка може бути запроваджена і біля берегів острова ЗМІЇННИЙ, який технічно та промислово облаштовується. Див. статтю з газети "Голос України" яку додаю. Винахід пояснюється схематичним кресленням, де на Фіг. зображена конструкція хвилеенергетичної установки в розрізі по вертикалі. Хвилеенергетична установка містить понтон 1 у вигляді рівнобедреного гостроверхого трикутника укріпленого поворотно на шарнірі 2, прикріпленого до телескопічної штанги 3 у верхній її частині, кульковий шарнір 4, верхня частина якого прикріплена до труби телескопічної штанги, яка не позначена цифрою, а нижня частина кулькового шарніра прикріплена до важеля 5 жорстко прикріплена до конусоподібного елемента 6, який включає обід, у нижній частині якого, в ча шечках, вільно установлені кульки 8, горизонтальну перегородку 9, виконану у вигляді круга, під низом до якої прикріплений шток 10, встановлений в направляючий циліндр 11 у якому під штоком розташована пружина 12, зубчату рейку 13, прикріплену безпосередньо до штока, зубчате колесо 14, яке знаходиться в зачепленні із зубчатою рейкою, конічне зубчате колесо 15, яке зчленоване в валом та обгонною муфтою поступально обертального руху, яка не зображена на малюнку, накопичувач механічної енергії 16, який включає годинникову ленточну пружину та зубчате колесо, яке знаходиться в зачепленні з валом стабілізатора 17 обертів, які здійснюються пружиною накопичувача механічної енергії, вихідний вал 18 із зубчатим колесом, яке знаходиться в зачепленні з зубчатим колесом стабілізатора, герметичний корпус 19 хвилеенергетичної установки з можливістю заповнення його машинним маслом, гофрирований чехол 20 верхня частина якого щільно приєднана до труби телескопічної штанги, а нижня - до обойми кулькового шарніра 4, платформу 21 прикріплену до корпуса з можливістю прикріплення її до фундаменту побудованого на дні моря який не показаний на малюнку. Хвилеенергетична установка працює так. Хвиля, яка поширюється по поверхні води тисне на основу гостроверхої лопаті-понтона 1,який нахиляє телескопічну штангу 3, залишаючись в горизонтальному стані завдяки шарнірному з'єднанню її із штангою. При цьому важіль 5 разом з ребристим конусопоподібним елементом 6 та ободом 7 кульками 8 тиснуть на круг 9 примушуючи шток 10 та рейку 13 здійснювати поступальний рух в циліндрі 11, обертаючі зубчате колесо 14, 15 вал останнього якого закручує годинникову ленточну пружину. При спаданні хвилі лід тиском пружини 12 понтон з штангою прагнуть зайняти вихідний стан, а шток із зубчатою рейкою будуть руха тись у зворотньому напрямку, а обгонна муфта утримува тиме закрученість годинникової пружини. При черговому набіганні хвилі на понтон процес закручування годинникової пружини накопичувача 16 механічної енергії повториться, Обертання корпуса накопичувача із зубчатим колесом може відбуватись постійно або при певній потребі, скориставшись додатковим механізмом пуску. Стабілізатор 17 обертів корпуса накопичувача із зубчатим колесом при допомозі зубчатої передачі забезпечить постійність обертання вихідного вала 18, який може бути механічно зчленованим із сусіднім валом такої ж хвилеенергетичної установки і тим збільшувати відповідно потужність її. Джерела інформації: 1. А.С. СРСР 1076614 MK F 03 В 13/12 - 1984 p. 2. Патент СРСР № 1726766 F 03 В 13/12 - 1988 р. 3. Патент України № 11358 F 03 В 13/12 - 1996 р.