Гравітаційно-хвильова енергоустановка

Реферат: Гравітаційно-хвильова енергоустановка містить прохідний для хвиль каркас з майданчиком, зі встановленими на ньому в декілька рядів валів відбору потужності з обгінними муфтами та закріпленими на них коромислами, встановленими паралельно один до одного, які здійснюють коливні рухи в межах заданого кута, важелі коромисла, які з'єднані з поплавцем і противагою, що урівноважують один одного. Противага і поплавець прикріплені шарнірно до стержнів, розміщених на протилежних плечах коромисла, яке передає моменти сил на вал відбору потужності при коливанні водної поверхні, противага розташована під рівнем води, а поплавець - в зоні хвильового впливу, обидва мають негативну плавучість. UA 118043 U (54) ГРАВІТАЦІЙНО-ХВИЛЬОВА ЕНЕРГОУСТАНОВКА UA 118043 U UA 118043 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до використання поновлюваних джерел енергії вітрових хвиль і може бути застосована для перетворення цієї енергії в механічну енергію для приводу механізмів, що забезпечують вироблення електроенергії. Відома хвильова енергоустановка, що має понтон з приводними блоками і генератором, з'єднані гнучким зв'язком з вантажами на кожному кінці у вигляді плаваючого якоря і противаги, які знаходяться під зрізом води. Встановлений на якорі понтон під дією хвиль виробляє коливальні рухи, які передаються на генератор для вироблення електроенергії. (Див. патент RU № 2305794, F03B 13/20, 2005 р.). Недоліком цього пристрою є складність в орієнтації понтона щодо фронту хвилі і її мала потужність, тобто надходження енергії на приводний робочий блок виробляється періодично тільки від однієї хвилі. Відома також енергоустановка, що має прохідний для хвиль об'ємний каркас з розміщенням над водою вала відбору потужності з муфтами одностороннього обертання на ньому, з поплавцями на нижніх плечах двоплечих важелів, з гнучким зв'язком верхнього плеча важеля з барабаном на муфті одностороннього обертання. (Див. патент RU № 2150021, F03B 13/12, 1999 р.). Недоліком цього пристрою є те, що передача зусиль від поплавця до барабана муфти одностороннього обертання виробляється гнучким зв'язком, що при режимі нерівномірності натягу троса, наявності пружної і залишкової деформації в системі "трос-барабан-муфта одностороннього обертання-храповик-натяжний вантаж", є громіздкою і не забезпечує повну і синхронну передачу зусиль, що виникають при впливі хвилі на поплавкові пристрої. Відома також стаття Власова В.Н. "Кибернетика и енергогенераторы" (див. Власов В.Н., Кибернетика и енергогенераторы // "Академия Тринитаризма", М., Эл № 77-6567, публ. 16565, 16.06.2011), де представлені схеми використання сили Архімеда і сили тяжіння. Запропоновано схему, яка складається з блоків і тросів, що проходять через шків генератора, противаги, що знаходиться під водою і рухливу герметичну ємкість із закачуванням і відкачуванням з неї води насосом. Зміна ваги рухомої ємкості, що знаходиться під водою забезпечує її підняття або опускання, що пускає в хід ґенерувальний пристрій. Недоліком такої схеми є наявність в ній допоміжної ємкості і використання енергії для закачування і відкачування води в рухому ємкість. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення енергоустановки, шляхом спрощення передачі зусиль на вал відбору потужності, і отримання енергії зміною співвідношення гравітаційної сили та сили Архімеда при їх взаємодії з пристроєм Поставлена задача вирішується тим, що в запропонованій гравітаційно-хвильовій енергоустановці для перетворення енергії хвиль, що містить в собі прохідний для хвиль каркас з майданчиком, зі встановленими на ньому в декілька рядів валів відбору потужності з обгінними муфтами та закріпленими на них коромислами, встановленими паралельно один до одного, які здійснюють коливні рухи в межах заданого кута, важелі коромисла, які з'єднані з поплавцем і противагою, що урівноважують один одного, що відрізняється тим, що противага і поплавець прикріплені шарнірно до стержнів, розміщених на протилежних плечах коромисла, який передає моменти сил на вал відбору потужності при коливанні водної поверхні, противага розташована під рівнем води, а поплавець - в зоні хвильового впливу, обидва мають негативну плавучість. Крім того, поплавець при хвильовій на нього дії і противага, що знаходиться під рівнем води, не урівноважують один одного. Між сукупністю характерних ознак технічного рішення, що заявляється, і технічним результатом, що досягається, існує наступна система причинно-наслідкових зв'язків. Знаходження центру об'єму поплавця на зрізі води і урівноваження цього положення противагою є стійким до початку хвилювання, а при хвилюванні рівновага порушується, тобто відбувається зміна ваги поплавця як при проходженні гребеня хвилі, так і при проходженні улоговини хвилі. Стержень з противагою в цей час також піднімається і занурюється, але за рахунок довжини стержня противаги ці переміщення відбуваються під водою за зоною хвильового впливу, що робить вагу противаги постійною. За відповідності висоти поплавця висоті хвилі, при її проходженні, відбувається повне занурення поплавця в хвилю, а також вихід всього об'єму поплавця з хвилі, що дає максимальну різницю у вазі поплавця і максимальну потужність при роботі енергоустановки. Зміна ваги поплавця при хвильовому на нього впливі і стабільну вагу противаги, що знаходиться під рівнем води, створюють різницю зусиль на плечах коромисла, передану на вал відбору потужності енергоустановки. 1 UA 118043 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Ознаки, що відрізняють заявлену конструкцію корисної моделі, відсутні в інших аналогічних рішеннях при вивченні даної та суміжної галузей техніки, що на думку авторів, відповідає критеріям "новизна" і "промислова придатність". Пропоноване технічне рішення пояснюється кресленнями, де: на фіг. 1 зображений план модульного елемента енергоустановки, на фіг. 2 - поперечний розріз енергоустановки по 1-1, на Фіг. 3 - розташування провідних і ведених валів енергоустановки, де: 1 - об'ємний каркас; 2 - майданчик; 3 - ґрунт; 4 - вал відбору потужності; 5 - провідне зубчасте колесо вала відбору потужності; 6 - опорна подушка валу відбору потужності; 7 - обгінна муфта; 8 - обтискні півмуфти; 9 - шпильки обтискних півмуфт; 10 - важіль поплавця; 11 - важіль противаги; 12 - з'єднувальні фланці важелів і півмуфт; 13 - натяжний трос; 14 - стрижень поплавця; 15 - стрижень противаги; 16 - шарніри кріплення стрижнів; 17 - поплавець; 18 - противага; 19 - люк; 20 - рівень горизонту спокійної води; 21 - нижня межа хвильової дії; 22 - верхня межа хвильової дії; 23 - обмежувач руху поплавця; 24 - обмежувач руху противаги; 25 - ведений вал; 26 - зубчасте колесо веденого вала; 27 - опорна подушка веденого вала; 28 - кінцеве зубчасте колесо веденого вала; 29 - коромисло. Гравітаційно-хвильова енергоустановка працює наступним чином. Об'ємний каркас 1 з майданчиком 2 встановлюється в акваторії на ґрунт 3 так, щоб хвилі вільно проходили крізь каркас 1 нижче майданчика 2, на опорних подушках 6 встановлені паралельно один одному в кілька рядів вали відбору потужності 4 з обгінними муфтами 7, до яких шпильками 9 закріплені обтискні півмуфти 8 з з'єднувальними фланцями 12, до яких прикріплені коромисла 29, важіль поплавця 10 і важіль противаги 11. Коромисла 29 розміщені паралельно один одному по всій довжині вала 4, важелі 10, 11 з'єднані натяжним тросом 13 для жорсткості конструкції коромисла 29. До важелів коромисла за допомогою стрижнів 14, 15 шарнірами 16 закріплені поплавець 17 і противага 18. Центр об'єму поплавця встановлений на рівні зрізу води 20, противага 18 розміщена під рівнем води нижче зони хвильової дії 20, 21. При такому розташуванні поплавець 17 і противага 18 врівноважуються при відсутності хвильового впливу. При хвилюванні водної поверхні, в залежності від проходження гребеня або улоговини хвилі, об'єми занурення в воду поплавця 17 змінюватимуться, що призводить до зміни його ваги, при цьому вага противаги 18 не змінюється. При проходженні гребеня хвилі поплавець 17 втрачає вагу і під дією противаги 18 піднімається, а при проходженні улоговини хвилі вага поплавця 17 збільшується і поплавець опускається. Зміна ваги поплавця приводить до коливання коромисла 29, через обгінні муфти 7, одностороннє обертання передається валу відбору потужності 4, а потім через зубчасті колеса 5, 26 - відомому валу 25. Обмежувач руху для поплавця 23 і обмежувач руху для противаги 24 визначають межі їх переміщення при висоті хвилі вище розрахункової. Ведений вал 25 має кінцеве зубчасте колесо 28, до якого підключені механізми, що використовують енергію від гравітаційно-хвильової енергоустановки. 2 UA 118043 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 15 1. Гравітаційно-хвильова енергоустановка для перетворювання енергії хвиль, що містить прохідний для хвиль каркас з майданчиком, зі встановленими на ньому в декілька рядів валів відбору потужності з обгінними муфтами та закріпленими на них коромислами, встановленими паралельно один до одного, які здійснюють коливні рухи в межах заданого кута, важелі коромисла, які з'єднані з поплавцем і противагою, що урівноважують один одного, яка відрізняється тим, що противага іпоплавець прикріплені шарнірно до стержнів, розміщених на протилежних плечах коромисла, яке передає моменти сил на вал відбору потужності при коливанні водної поверхні, противага розташована під рівнем води, а поплавець - в зоні хвильового впливу, обидва мають негативну плавучість. 2. Гравітаційно-хвильова енергоустановка за п. 1, яка відрізняється тим, що поплавець при хвильовій на нього дії і противага, що знаходиться під рівнем води, не урівноважують один одного. 3 UA 118043 U Комп’ютерна верстка О. Гергіль Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4