Спосіб перетворювання енергії колихання плавучого засобу

1. Способ преобразования энергии качки плавающего средства путем использования энергии движения жидкости, поочередно переливающейся при качке че рез гидравлические турбины, установленные в парных водоводах, соединяющих противоположные отсеки бортовых цистерн, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что цистерны размещают снаружи бортов, а гидравлические турбины устанавливают в конце водоводов у противоположных бортов. 2. Способ преобразования по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что гидравлические турбины устанавливают в верхней части водоводов, а поток жидкости перед турбиной разгоняют при помощи сужающей проточную часть регулирующей заслонки. Изобретение относится к гидроэнергетике, в частности к энергетическим преобразователям энергии ветровых волн. Наиболее близко к изобретению примыкает способ преобразования энергии качки плавающего средства путем использования энергии движения жидкости, поочередно переливающейся при качке через гидравлические турбины, установленные в парных водоводах, соединяющих противоположные отсеки бортовых цистерн. Недостатком способа является то, что цистерны с рабочей жидкостью располагаются в трюмах плавучей платформы или судна. В этом случае нарушается планировка грузовых отсеков, кают и служебных помещений. Кроме того, гидротурбоагрегаты по этому способу размещаются в середине между гидравлическими цистернами, что существенно снижает возможность достижения более высокой мощности гидротурбины. Цель изобретения: увеличение мощности преобразователя энергии качки. Указанная цель достигается тем, что в способе преобразования энергии качки плавающего средства путем использования энергии движения жидкости, поочередно переливающейся при качке через гидравлические турбины, установленные в парных водоводах, соединяющих противоположные отсеки бортовых цистерн, согласно изобретению, цистерны с рабочей жидкостью размещают снаружи бортов по внешнему отводу корпуса корабля, а поток жидкости перед турбиной разгоняют при помощи сужающей проточную часть регулирующей заслонки. При таком способе преобразования энергии качки мощность преобразователя энергии качки увеличивается примерно в 3 4 раза. На судне остаются нетронутыми трюмные объемы, не нарушается планировка отсеков и кают, Судно сохраняет способность выполнять свое предназначение. Принципиальная схема установки для преобразования энергии качки плавающего ел ON о 9956 средства по указанному способу изображена на фиг. 1 и фиг.2. Установка поданному способу монтируется на морском судне или специальной платформе, нуждающейся в автономной энергетической установке. На корпусе с наружной части бортов судна 1, вдоль левого и правого бортов устанавливаются цистерны 2 и 3, каждая из которых отделена от соседней глухой перегородкой 4. Цистерны левого борта соединяют с противоположными цистернами правого с помощью двух поперечных водоводов; нечетного 5 и четного 6. В конце нечетных водоводов 5 у правого борта устанавливаются гидротурбогенераторы 9-11, а в конце четного водовода б турбогенераторы 10-12 устанавливаются у левого борта. Все гидротурбогенераторы одного борта соединяются друг с другом валами 13. Соединения - полужесткие или координатными муфтами. Если соединение валами затруднено, то может быть применена синхронизированная схема параллельного включения электрических генераторов, хорошо отработанная в энергетических системах. За каждой гидротурбиной 9 или 10 по ходу движения воды по поперечным водоводам устанавливается заслонка обратного клапана 7 (фиг. 2), а перед каждой из них регулирующая заслонка 8, положение которой управляется с помощью несложной технологически отработанной системы автоматического регулирования. Преобразователь энергии качки по данному спс ^ б у работает следующим образом. При наличии крена судна при волнении на правый борт вода или иная рабочая жидкость из заполненных цистерн 2 переливаекся по поперечным водоводам 5 в цистерны правого борта 3. В сужениях регулирующего устройства 8 скорость ее движения увеличивается, одновременно увеличивается и кинетическая энергия потока воды. Движущаяся по водоводу вода вращает лопасти рабочих колес гидротурбины и роторы спаренных с ними генераторов 11. Выработанная электрическая энергия через известные в электротехнике стабилизирующие устройства (на схеме не показаны) подается на электрический привод гребного винта судна. При крене судна на левый борт водяная масса, перелившаяся в цистерны правого борта, возвращается в цистерны левого, вращая рабочие колеса гидротурбин 10 и спаренных с ними генераторов 12. Турбины правого борта в это время вращаются по инерции. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Заслонки обратных клапанов 7 обратным током воды закрываются, и устремившийся в обратном направлении водный поток не оказывает влияния на лопасти гидротурбин 9 правого борта. Движущееся по морю судно одновременно участвует в бортовой и килевой качке. При этом поверхность палубы занимает самое произвольное положение в пространстве, в результате чего н а г р у з к а на гидротурбины носовой и кормовой части судна будет разной. Соединение всех расположенных вдоль одного борта турбогенераторов одним общим валом с этой точки зрения более предпочтительна, так как такое соединение позволит усреднить разницу в гидродинамических воздействиях водных потоков. При отсутствии качки, что в морях и океанах встречается крайне редко, предусмотрен резервный традиционный двигатель, обеспечивающий надежную подвижность и маневренность судна. Расчет преобразователя энергии качки производился для судна водоизмещением 3000 тонн, длиной 105 метров, шириной по бортам 18 метров, по обводам бортовых цистерн преобразователя - 24 метра, высотой бортов - 7,5 метра, скоростью 13,5 узлов (25,5 км/час). Мощность заполняемого основного двигателя 2200 кВт. Габариты одной цепочки бортовых цистерн - 3 х 2 х 70 метров. Количество воды, заливаемой в цистерны одного борта - 525 кубических метров. Полупериод качки - 5 секунд. Средний расчетный угол крена - 15 градусов. На рис. "а" фиг. 2 схематично изображен крен судна с углом 15 градусов. Схема выполнена в масштабе 1:200. Превышение уровня воды в цистернах левого борта по отношению к цистернам правого борта составляет 6 метров, а превышение уровня воды по отношению к лопастям рабочего колеса гидротурбины - 5,3 метра. Исходя из превышения 5,3 метра выбрана скорость движения воды по поперечным водоводам 3,5 м/с. При сечении поперечного водовода (для одного турбоагрегата) 2,5 х 5 метров его пропускная способность составит 43,75 куб.м/с, а пропускная способность трех четных (или трех нечетных) водоводов для выбранного судна составит 131,25 куб.м/с. С учетом местных сопротивлений опорожнение левых (или правых) цистерн произойдет через 4,5 секунды, что обеспечит полноту использования энергии и падающей воды. Мощность гидротурбогенератора, определенная в соответствии с известным вы 9956 б Таким образом, реализация преобразователя энергии качки по предложенному способу позволит обеспечить большую экономию топливно-энергетических ресурсов. Экономия достигается тем, что в предлагаемом способе более чем на 90% исключается из работы главный штатный двигатель Инерционный выбег вращающихся судна. Снижение потребления химических масс однобортных гидротурбогенераторов топлив улучшит экологическую обстановку в определялся исходя из массы ротора гене- 10 морях и океанах. Кроме того, преобразоваратора (3,2 тонны), массы рабочего колеса тель энергии качки, смонтированный на гидротурбины (5 тонн) и скорости вращения дрейфующих или заякоренных платформах гидротурбины - 300 об/мин. Он растянет морских энерго-химических комплексов, время действия импульса водного потока на позволит решить задачи их энергообеспече0,2 секунды. 15 ния. ражением для данного преобразователя качки, составит 4662 кВт при угле крена 15 градусов. Расчетная мощность энергетической установки (2200 кВт) будет обеспечиваться преобразователем качки при угле крена равном 5,5 градусов. .1 9956 фиг. Z Упорядник Замовлення Техред М.Моргентал 4560 Коректор Л.ФІль Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, КиТв-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.ГагарІма, 101