Модульна гідростатична енергоустановка

1. Модульна гідростатична енергоустановка для використання енергії хвиль, що містить хвилеприймальний резервуар, напірну ємність, робочу камеру, турбіну з генератором, водовідвідну трубу, яка відрізняється тим, що гідрохвильова енергетична установка обладнана декількома хвилеприймальними резервуарами-модулями, які розміщені на різних фазах хвилі, що приходить, у яких установлена діафрагма, що розділяє їх на підводну і надводну частини, при цьому днище хвилеприймального резервуара-модуля заглиблене під відмітку рівня спокійної води акваторії і виконано з прохідними вертикальними каналами. C2 2 (19) 1 3 85736 Недоліком цієї установки є занурення платформи при наповненні верхнього мілкого резервуара і її спливання при спрацюванні води з резервуара, що веде до коливання напору на турбіну. У зв'язку з однобічним впливом хвилі на установку, зважуючі тросові кріплення до морського дну, відбувається розколихування установки, що не забезпечує стабільності положення води у верхньому резервуарі, відбувається злив води через парапет і дестабілізація просторового положення самої установки, а також неможливість перетворювання енергії хвиль, висота яких не досягає висоти парапету. В основу винаходу поставлена задача удосконалення хвильової енергетичної установки, в якій здійснюється прийняття і перетворювання енергії хвиль різної висоти, забезпечення постійного розходу турбіни, підвищення напору на турбіну при його мінімальних коливаннях і збільшення енергетичної потужності установки. Поставлена задача вирішується тим, що хвильова енергоустановка для використання енергії хвиль, що включає хвильоприймальний резервуар, напірну ємність, робочу камеру з направляючим апаратом, турбіну з генератором, водовідвідну трубу, згідно винаходу, містить декілька хвильоприймальних резервуарів - модулів, що розміщені на різних фазах прихідної хвилі, а установлена горизонтально у хвильоприймальному резервуарі модулі діафрагма виконана у вигляді порожнистого циліндру з регульованою плавучістю і розділяє його на підводну і надводну частини при цьому надводна частина, хвильоприймального резервуара - модуля періодичне наповнюється і опорожнюється при накаті і відкаті хвилі, а днище заглиблене під відмітку рівня спокійної води акваторії і виконано з прохідними вертикальними каналами. Крім того, бокова похила поверхня надводної частини хвильоприймального резервуара-модуля виконана з водозливними отворами, що розташовані над діафрагмою і мають регульовану площу перерізу. Крім того, на нижній поверхні діафрагми вертикально закріплені порожнисті направляючі пристрої, що проходять крізь прохідні канали днища резервуара-модуля, при цьому нижня частина направляючих пристроїв перфорована, а в верхня виконана з можливістю перекриття прохідних каналів у днищі резервуара-модуля при зануренні діафрагми. Крім того, підводна частина кожного хвильоприймального резервуара з'єднана з напірною ємністю робочої камери напірним трубопроводом, вихідна частина якого розташована над відміткою робочого рівня води у напірній ємності. Між сукупністю відмінних ознак технічного рішення, що заявляється, і технічним результатом, що досягається, існує слідуюча система причиннонаслідкових зв'язків. Розміщення декілька хвильоприймальних резервуарів-модулів на різних фазах прихідної хвилі забезпечує послідовність і автономність роботи кожного модуля, а подача води в напірну ємність відбувається більш рівномірно і з меншими інтервалами. 4 Регульована плавучість діафрагми дозволяє змінювати положення діафрагми відносно середньої хвильової лінії, що регулює час впливу гребеня хвилі на діафрагму. Розділення хвильоприймального резервуарамодуля на підводну і надводну частини забезпечує находження в його підводної частині об'єму води, котрий при посуванні діафрагми униз, під впливом на неї гідростатичного тиску при проходженні гребеня хвилі, подається по трубопроводу під тиском у напірну ємність робочої камери. Напір у тр убопроводі при цьому збільшується і виявляється залежністю (без обліку втрат): S q ´ hq h тр = , S тр де hтр - висота підйому води у тр убопроводі відносно спокійної води; Sq - площа діафрагми; hq - глибина занурення діафрагми; Sтр. - площа перерізу тр убопроводу. Наявність водозливних отворів з регульованою площею перерізу по периметру похилої бокової поверхні надводної частини хвильоприймального резервуара-модуля дозволяє регулювати час випорожнення його надводної частини, що відповідно регулює і час впливу навантаження на діафрагму і глибину її занурення. Наявність прохідних каналів у днищі хвильоприймального резервуару дозволяє заповнити водою підводну частину хвильоприймального резервуар у і ділянку трубопроводу, що розташована нижче відмітки рівня спокійної води акваторії, а також посування по ним порожнистих направляючих пристроїв. Вертикально розташовані над прохідними каналами днища резервуара порожнисті направляючі пристрої, що мають перфорацію у нижній частині, при посуванні діафрагми униз, проходять прохідні канали днища і перекривають їх, що дозволяє підвищити тиск у підводній частині резервуара і направити воду по трубопроводу у напірну ємність. Розташовування днища хвильоприймального резервуара нижче відмітки рівня спокійної води дозволяє після проходження гребеня хвилі і спорожнення надводної частини резервуара-модуля відновити початкове положення діафрагми під впливом гідростатичного тиску на глибині занурення днища хвильоприймального резервуара за рахунок припливу води крізь перфоровані частини направляючих пристроїв у прохідних каналах. Ознаки, що відрізняють заявлене технічне рішення відсутні в других аналогічних рішеннях при вивченні даної і суміжних галузей техніки, що відповідно забезпечує, на думку заявників, відповідність критеріям "новина" і "винахідницький рівень". Запропоноване технічне рішення пояснюється кресленням, де на Фіг.1 дається розріз 1-1 по осі напірних тр убопроводів модульної гідрохвильової енергетичної установці, на Фіг.2 - план, де: 1. Робоча камера в модульній гідрохвильовій енергетичній установці; 2. Хвильоприймальні резервуари-модулі; 3. Платформа робочої камери; 5 85736 4. Діафрагма хвильоприймального резервуара-модуля; 5. Водозливні отвори на боковій поверхні хвильоприймального резервуара-модуля; 6. Порожнисті направляючі пристрої з перфорацією у нижній частині; 7. Напірні трубопроводи; 8. Прохідні канали днища хвильоприймальних резервуарів-модулів; 9. Турбіна; 10. Водовідвідна труба; 11. Вал турбіни; 12. Направляючий апарат; 13. Генератор; 14. Рівень спокійної води; 15. Фіксуюча стійка; 16. Напірна ємність робочої камери; 16. Днище хвильоприймального резервуарамодуля. Установка працює таким чином: Хвильоприймальні резервуари-модулі (2) гідрохвильової енергетичної установки розміщують на водній акваторії таким чином, щоб вони знаходилися на різних фазах хвилі, що приходить, а діафрагми (4) хвильоприймальних резервуарівмодулів (2) були у зоні хвильового впливу. Час взаємодії хвилі і діа фрагми (4) регулюється змінної її плавучості. Положення хвильоприймальних резервуарів-модулів (2) закріплюється фіксуючими стійками (15). Робоча камера (1) з турбіною (9), водовідвідною трубою (10) і напірною ємністю (16) може установлюватися або на березі, або на пірсі, або поміж хвильоприймальних резервуарів (2). Напірна ємність (16) з'єднана з кожним хвильоприймальним резервуаром-модулем (2) напірними трубопроводами (7). По прохідним каналам (8) днища хвильоприймального резервуара-модуля (17) проходять порожнисті направляючі пристрої (6), що мають у своїй нижній частині перфоровану ділянку, крізь котру відбувається заповнення водою підводної частини хвильоприймального резервуара-модуля (2). При підході гребеня хвилі до хвильоприймального резервуара-модуля (2) по його нахиленій бо 6 ковій поверхні відбувається накачування хвилі у надводну частину резервуару і під впливом гідростатичного тиску надходженої води діафрагма (4) разом з порожнистими направляючими пристроями (6) занурюється униз, перекриваючи при цьому прохідні канали днища (8) перфорованою частиною порожнистих направляючих пристроїв (6), у наслідок чого, при подальшому зануренні діафрагми поміж діафрагмою (4) і днищем (17) утворюється зона підвищеного тиску, що забезпечує подачу води у напірну ємність (16) робочої камери (1) по напірному трубопроводу (7). Після проходження гребеня хвилі вода витікає із надводної частини хвильоприймального резервуара-модуля (2) крізь водозливні отвори (5). Час випорожнення надводної частини регулюється зміною площі перерізу водозливних отворів (5). Після витікання води, її тиск на діафрагму (4) з боку надводної частини хвильоприймального резервуара (2) припиняється. На глибині занурення днища хвильоприймального резервуара-модуля (17) гідростатичний тиск впливає на знаходженні у прохідних каналах днища (8) порожнисті направляючі пристрої (6), піднімає їх наверх разом з діафрагмою (4) і перфоровані частини порожнистих направляючих пристроїв заходять усередину хвильоприймального резервуара-модуля. Підводна частина резервуара при цьому заповнюється водою із акваторії, а діафрагма займає первісне положення. Надалі цикл повторюється. У напірну ємність (16) робочої камери (1) від кожного хвильоприймального резервуара-модуля (2) вода під тиском подається по трубопроводу (7), вихідна частина котрого знаходиться вище відмітки робочого рівня води у напірної ємності (16). Із напірної ємності (16) крізь направляючий апарат (12), установлюваний у робочій камері (1), вода подається на турбіну (9), з'єднану валом (11) з генератором (13) і крізь водовідвідну трубу (10) відводиться до акваторії. Зміна потужності енергоустановки у той бо інший бік досягається збільшенням або зменшенням числа працюючих модулів. 7 Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін 85736 8 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601