Хвильова енергетична установка
Номер патенту: 20793
Опубліковано: 15.06.2001
Автори: Осадчук Володимир Олександрович, Савченко Анатолій Васильович
Формула / Реферат
1. Волновая энергетическая установка, включающая водно-приемную камеру с расположенным в ней рабочим колесом с вертикальной осью и с неподвижно закрепленными на концентрически расположенных кольцевых несущих элементах с вертикальными лопастями, отличающаяся тем, что лопасти рабочего колеса выполнены кольцеобразной формы с сечением в виде симметричного сегмента, ориентированных выпуклостями в сторону вращения, закреплены на кольцевых несущих элементах, соединенных с вертикальным валом рабочего колеса.
2. Волновая энергетическая установка по п.1, отличающаяся тем, что волноприемная камера снабжена центральным обтекателем коноидальной формы с вершиной кругового сегмента, расположенной на уровне верха лопасти, а нижняя часть рабочего колеса огибается основанием обтекателя, при этом вертикальные оси рабочего колеса и обтекателя совпадают.
3. Волновая энергетическая установка по . п.1 или 2, отличающаяся тем, что волноприемная камера выполнена так, что верх ее наружной оболочки расположен на уровне гребня расчетной волны.
Текст
1. Волновая энергетическая установка, включающая волноприемную камеру с расположенным в ней рабочим колесом с вертикальной осью и с неподвижно закрепленными на концентрически расположенных кольцевых несущих элементах вертикальными лопастями, отличающаяся тем, что лопасти рабочего колеса выполнены кольцеобразной формы с сечением в виде симметрично го сегмента, ориентированы выпуклостями в сторону вращения, закреплены на кольцевых несущих элементах, соединенных с вертикальным валом рабочего колеса. 2. Волновая энергетическая установка по п.1, отличающаяся тем, что волноприемная камера снабжена центральным обтекателем коноидальной формы с вершиной кругового сегмента, расположенной на уровне верха лопасти, а нижняя часть рабочего колеса огибается основанием обтекателя, при этом вертикальные оси рабочего колеса и обтекателя совпадают. 3. Волновая энергетическая установка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что волноприемная камера выполнена так, что верх ее наружной оболочки расположен на уровне гребня расчетной волны. В.Ш. (13) 20793 (11) UA щие при обтекании волнами лопастей крылового профиля действуют в горизонтальной плоскости и приводят во вращение несущие кольца, которые вращают вал рабочего колеса. (см. а.с. SU 1346845, МКИ F03B13/12, 1987 г.). Недостатком конструкции этой волновой энергетической установки является невозможность использования энергии вертикальных потоков волн, воздействующих на лопасти. Полезное же воздействие горизонтальных потоков производится только на ту часть лопастей, которая размещена своей передней кромкой по нормали к потоку. Происходит постоянное возникновение тормозящих усилий при воздействии разнонаправленных волновых потоков на лопасти. Кроме того, указанная конструкция лопасти не позволяет сконцентрировать на нее энергию волновых потоков, происходит отражение волны при ее воздействии на боковую поверхность лопасти, а также экранирование лопастями, расположенными на одной стороне рабочего колеса, воздействие волны на противоположную сторону. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования волновой энергетической установки, в которой обеспечивается исключение возникновения тормозящих усилий при воздействии разнонаправленных волновых потоков на ло (19) Изобретение относится к гидроэнергетике, в частности, к волновым электростанциям. Известна волновая энергетическая установка, включающая закрепленное на платформе рабочее колесо с вертикальной осью вращения, содержащее рабочие лопасти, закрепленные на несущих кольцевых элементах и выполненных с возможностью поворота в нормальной к оси рабочего колеса плоскости (см. патент Великобритании № 2081388, МКИ F03B03/121, 1982 г.). Недостатком конструкции этой волновой энергетической установки являются постоянные поворотные движения лопасти, что усложняет конструкцию узла вращения лопасти. Кроме того, в указанной конструкции необходим расход энергии волнового потока на вращение лопасти для установки их в рабочее положение. Только после предварительных затрат энергии на установку лопастей в рабочее положение воздействие волнового потока на лопасть является полезным и служит для перемещения рабочего колеса. Известна также волновая энергетическая установка, включающая закрепленное на платформе рабочее колесо с вертикальной осью вращения, снабженное соосными горизонтальными несущими кольцами с закрепленными между ними лопастями крылового профиля. Силы, возникаю C2 ____________________ 20793 пасти, увеличение угловой скорости вращения рабочего колеса, создание условий для концентрации энергии волн, за счет чего увеличивается энергетическая мощность установки. Поставленная задача решается тем, что в устройстве волновой энергетической установки, включающей волноприемную камеру с расположенным в ней рабочим колесом с вертикальной осью и неподвижно закрепленными на концентрически расположенных несущих кольцевых элементах вертикальными лопастями, согласно изобретению, лопасти рабочего колеса выполнены кольцеобразной формы с сечением в виде симметричного сегмента, ориентированы выпуклостями в сторону вращения и закреплены на несущих элементах, соединенных с вертикальным валом рабочего колеса. Кроме того, волноприемная камера снабжена центральным обтекателем коноидальной формы с вершиной кругового сегмента, расположенной на уровне верха лопасти, а нижняя часть рабочего колеса огибается основанием обтекателя, при этом вертикальные оси рабочего колеса и обтекателя совпадают. Кроме того, верх наружной оболочки волноприемной камеры расположен на уровне гребня расчетной волны. Признаки, отличающие заявляемое техническое решение, не выявлены в других аналогичных технических решениях при изучении данной и смежных областей техники и, следовательно, обеспечивают, по мнению заявителя, заявляемому устройству соответствие критерию "новизна". Сопоставительный анализ заявляемого устройства в отношении совокупности его существенных признаков с прототипом показывает, что в устройстве волновой энергетической установки новым является то, что лопасти рабочего колеса выполнены кольцеобразной формы с сечением в виде симметричного сегмента, ориентированы выпуклостями в сторону вращения и закреплены на кольцевых несущих элементах, а волноприемная камера снабжена центральным коноидальным обтекателем и верх ее наружной оболочки выполнен на уровне гребня расчетной волны. Таким образом, заявляемое устройство волновой энергетической установки соответствует критерию "изобретательский уровень". Выполнение лопастей кольцеобразными с сечением в виде симметричного сегмента, ориентированных выпуклостями в сторону вращения, увеличивает площадь взаимодействия с ними волнового потока любой направленности и исключает возможность возникновения тормозящих усилий. Устройство центрального обтекателя коноидальной формы с вершиной на уровне верха лопастей и огибающим низ лопастей основанием обтекателя позволяет концентрировать энергию волн, попадающих на вход рабочей камеры, и достичь максимальных угловых скоростей вращения рабочего колеса, снижает гидравлические потери. Выполнение верха наружной оболочки волноприемной камеры на уровне гребня расчетной волны позволяет концентрировать воздействие волнового потока на рабочее колесо. При выполнении наружной оболочки волновой камеры спи ральной формы размещение в ее улитке рабочего колеса дает смещение осей рабочего колеса и волноприемного отверстия, за счет чего уменьшается закрутка волнового потока и его воздействие на рабочее колесо. Как показали проведенные на модели предлагаемой установки исследования, это увеличивает в несколько раз величину угловой скорости вращения рабочего колеса. А с точки зрения возможности получения наибольших угловых скоростей оптимальным является размещение нижней кромки лопастей на уровне спокойной воды. Установки могут агрегироваться друг с другом, соединяясь сторонами, неоткрытыми для входа волны. При этом, их водноприемные камеры размещены симметрично друг с другом и имеют общую разделительную стенку. Это позволяет значительно увеличить суммарно мощность. Предлагаемое техническое решение поясняется чертежом, где на фиг. 1 дан план-разрез волновой энергетической установки, на фиг. 2 – поперечный разрез по оси рабочего колеса установки, на фиг. 3 – спаренная энергетическая установка. Волновая энергетическая установка включает волноприемную камеру 1, выполненную, например, со спиральным-улиткообразным в плане начертанием и расположенное в ней рабочее колесо 2 с вертикальной осью. Лопасти 3 рабочего колеса 2 выполнены кольцеобразной формы с сечением в виде симметричного сегмента и выпуклыми сторонами неподвижно закреплены в сторону вращения вертикально на кольцевых концентрически расположенных несущих элементах 4, соединенных спицами 5 с вертикальным валом 6 рабочего колеса 2. Волноприемная камера 1 снабжена центральным коноидальным обтекателем 7 в виде кругового сегмента, вершина которого расположена на уровне верха лопастей 3, а основание обтекателя 7 огибает нижнюю часть рабочего колеса 2. Волноприемное отверстие 8 камеры 1 расположено по нормали к фронту волны. Работа установки осуществляется следующим образом. Волновая энергетическая установка закрепляется любым известным способом в месте установки таким образом, чтобы нижняя кромка рабочий лопастей совпадала с уровнем спокойной воды водоема. При прохождении волны через волноприемное отверстие 8 волновые потоки взаимодействуют с лопастями 3 так, что имеющие любое направление волновые потоки обтекают лопасти 3, создавая, при этом, аэродинамические и динамические силы, направленные в сторону выпуклости лопасти, что приводит в движение кольцевые несущие элементы 4. Через спицы 5 движение передается на вертикальный вал 6 рабочего колеса, соединенного с валом электрогенератора (на рисунках не показан). В лаборатории крупномасштабных гидравлических исследований (г. Днепродзержинск) были проведены гидравлические исследования модели предлагаемой волновой энергетической установки, подтвердившие ее работоспособность и эффективность принятых конструктив 2 20793 ных элементов установки. Заявитель располагает научным отчетом о проведенных исследо ваниях и действующей моделью установки в масштабе 1:10. Фиг. 1 Фиг. 2 3 20793 Фиг. 3 Тираж 50 екз. Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м. Ужгород, вул. Гагаріна, 101 (03122) 3 – 72 – 89 (03122) 2 – 57 – 03 4 20793 5
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюWave power unit
Автори англійськоюSavchenko Anatolii Vasyliovych, Osadchuk Volodymyr Oleksandrovych
Назва патенту російськоюВолновая энергетическая установка
Автори російськоюСавченко Анатолий Васильевич, Осадчук Владимир Александрович
МПК / Мітки
МПК: F03B 13/12, E02B 9/08
Мітки: енергетична, установка, хвильова
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/5-20793-khvilova-energetichna-ustanovka.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Хвильова енергетична установка</a>
Попередній патент: Гусеничний ходовий механізм для збиральних машин
Наступний патент: Пристрій для транспортування колійних ланок
Випадковий патент: Система передачі-прийому інформації в шахтному стволі