Модуль гравітаційно-хвильової енергоустановки

Реферат: Модуль гравітаційно-хвильової енергоустановки для перетворення енергії хвиль включає в себе прохідну для хвиль опорну конструкцію з майданчиком вище рівня хвильового впливу і розташовані на ній вали відбору потужності, що мають муфти одностороннього обертання, тросову систему, що з'єднує вал відбору потужності з робочим тілом, розташованого в зоні хвильового впливу. При цьому, два вали відбору потужності встановлені на модулі паралельно один до одного на розрахунковій відстані з симетричним розміщенням на валах муфт одностороннього обертання, на яких встановлені двоплечі важелі, які мають загальну вісь обертання з муфтою і валом, при цьому горизонтальне плече важеля привантажене противагою і розташоване на зовнішній стороні двох валів, а вертикальні плечі важелів двох валів попарно з'єднані один з одним натяжним тросом, в центрі якого закріплений вантажний канат з робочим вантажем, що має негативну плавучість і розміщення центра свого об'єму на рівні спокійної води в акваторії. UA 122894 U (54) МОДУЛЬ ГРАВІТАЦІЙНО-ХВИЛЬОВОЇ ЕНЕРГОУСТАНОВКИ UA 122894 U UA 122894 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 електрогенератора, насосів, компресора та інших механізмів. Відома хвильова енергоустановка, що має прохідний для хвиль об'ємний каркас з розміщенням над водою вала відбору потужності і 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 поплавців до вала здійснюється гнучким тросом, що при нерівномірності натягу тросу, 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 при дії хвилі на поплавкові пристрої, а при вертикальній тросовій схемі передачі зусиль від поплавця до валу трос і шків розміщуються під водою, що ускладнює контроль за їх станом і зменшує ресурс їх роботи. Відома також стаття Власова В. Н. "Кибернетика и энергогенераторы" [див. Власов В.Н., Кибернетика и энергогенераторы //«Академия Тринитаризма", М., Эл № 77-6567, публ. 16565, 16.06.2011], де представлені схеми використання сили Архімеда і сили тяжіння. У запропонованих схемах, що складаються з блоків, троса, який проходить через шків генератора, противаги, що знаходиться під водою і рухомої герметичної ємкості із закачуванням і відкачуванням з неї води насосом. Зміна ваги рухомої ємкості, що знаходиться під водою, забезпечує її підняття або опускання, що приводить в дію генеруючий пристрій. Недоліком такої схеми є наявність в ній допоміжної ємкості і використання енергії для закачування і відкачування води насосом в рухому ємкість. В основу винаходу поставлена задача удосконалення хвильової енергоустановки, в якій спрощена система передачі зусиль від робочого тіла на первинний вал модуля енергоустановки, збільшується момент обертання первинного вала і забезпечується поєднання енергії декількох однотипних модулів на один вал споживача. Поставлена задача вирішується тим, що в запропонованому модулі гравітаційно-хвильової енергоустановки, що включає в себе прохідну для хвиль опорну конструкцію з майданчиком вище рівня хвильового впливу і розташовані на ній вали відбору потужності, що мають муфти одностороннього обертання, тросову систему, яка з'єднує вал відбору потужності з робочим тілом, розташованим в зоні хвильового впливу, два вали відбору потужності, встановлені на модулі паралельно один до одного на розрахунковій відстані з симетричним розміщенням на валах муфт одностороннього обертання, на яких встановлені двоплечі важелі, які мають загальну вісь обертання з муфтою і валом, при цьому горизонтальне плече важеля привантажене противагою та розташоване на зовнішній стороні двох валів, а вертикальні плечі важелів двох валів попарно з'єднані один з одним натяжним тросом, в центрі якого закріплений вантажний канат з робочим вантажем, що має негативну плавучість і розміщення центру свого об'єму на рівні спокійної води в акваторії. Крім того, кожна пара валів модуля з'єднана з поперечним веденим валом, а через механізми зчеплення на ньому - з валом відбору потужності споживача. Між сукупністю характерних ознак технічного рішення, що заявляється, і технічним результатом, що досягається, існує наступна система причинно-наслідкових зв'язків. Розміщенням підвішеного робочого вантажу у воді, з центром його об'єму на рівні спокійної води в акваторії і його з єднання вантажним канатом з встановленим горизонтально натяжним тросом, забезпечується рівність моментів сил, діючих на модуль енергоустановки при спокійному стані води в акваторії. При наявності хвилювання робочий вантаж змінює свою вагу через зміни знаходження в воді його об'єму. При проходженні западини хвилі вага робочого вантажу є максимальної, тому що сила Архімеда мінімальна через мінімальний об'єм робочого вантажу, що знаходиться у воді. Під впливом поперечної сили, що додатково з'явилася і яка діє на горизонтально встановлений натяжний трос, виникають додаткові зусилля в натяжному тросі, які через плечі важеля і муфти передаються на первинні вали модуля енергоустановки, приводячи їх до руху. При проходженні гребеня хвилі вага робочого вантажу є меншою, ніж початкова, під дією сили гравітації важелі і натяжний трос встановлюються в початкове положення без зчеплення з валом. З'єднання двох валів модуля вторинним поперечним валом поєднує потужність двох валів і передає їх крутильний момент на вал відбору потужності споживача. 1 UA 122894 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Ознаки, що відрізняють заявлену конструкцію, відсутні в інших аналогічних рішеннях при вивченні даної та суміжної галузі техніки, що на думку авторів відповідає критерію "новизна" і "промислова придатність". Запропоноване технічне рішення пояснюється кресленнями, де: на фіг. 1 зображений поперечний розріз модуля енергоустановки по 1-1, на фіг. 2 - план - вигляд зверху на модульний елемент енергоустановки, на фіг. 3 - розташування групи модулів при спільній роботі на один вал; де: 1. Об'ємний каркас. 2. Майданчик. 3. Ґрунт. 4. Первинний вал відбору потужності. 5. Ведуче зубчасте колесо вала відбору потужності. 6. Опорна подушка валу відбору потужності. 7. Муфта одностороннього обертання. 8. Важіль бокової противаги. 9. Важіль натяжного троса. 10. Натяжний трос. 11. Робочий вантаж. 12. Проріз (отвір) 13. Противага бічна. 14. Обмежувач руху важеля. 15. Ведений вал. 16. Механізми зчеплення веденого вала. 17. Опорна подушка веденого вала. 18. Западина хвилі. 19. Гребень хвилі. 20. Рівень урізу води. 21. Модуль енергоустановки. 22. Зубчасте колесо вала відбору потужності споживача. 23. Вал відбору потужності споживача. 24. Початкове положення троса. 25. Вантажний канат. Модуль гравітаційно-хвильової енергоустановки працює наступним чином. Об'ємний каркас 1 з майданчиком 2 встановлюється на ґрунт 3 таким чином, щоб хвилі вільно проходили під майданчиком 2 з встановленими на ньому на опорних подушках 6 паралельно один одному двох валів відбору потужності 4 з муфтами одностороннього обертання 7 і закріпленими на них двоплечих важелів 8, горизонтальне плече яких має противагу бічну 13, а вертикальні плечі важеля 9 двох валів 4 попарно з'єднані натяжним тросом 10, до центру якого прикріплений вантажний канат 25 з робочим вантажем 11, що має негативну плавучість. Всі моменти сил, діючі на елементи модуля повинні бути врівноважені при знаходженні центру об'єму робочого вантажу 11 на рівні спокійної води. При наявності хвилювання 19, 18 рівновага порушується, так як робочий вантаж 11 змінює свою вагу в залежності від величини занурення його об'єму. При проходженні западини хвилі 18 з'являється додаткова вага, яка через вантажний канат 25 діє на натяжний трос 10, з'єднаний з вертикальними важелями 9, які через муфти одностороннього обертання 7 передають зусилля на вал відбору потужності 4, приводячи його до руху. При зменшенні ваги робочого вантажу 11 при проходженні гребеня хвилі 19, під впливом сил гравітації важелі 9, 8 з противагами 13 і натяжний трос 10 займають своє початкове положення 24. Об'єднання зусиль від декількох модулів 21 для роботи на вал відбору потужності споживача 23 здійснюється через поперечний ведений вал 15, з'єднаний через механізми зчеплення веденого вала 16 з двома первинними валами 4 модуля 21 і з валом 23 відбору потужності, що збільшує кількість енергії, яка передається споживачеві. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 55 60 1. Модуль гравітаційно-хвильової енергоустановки для перетворення енергії хвиль, що включає в себе прохідну для хвиль опорну конструкцію з майданчиком вище рівня хвильового впливу і розташовані на ній вали відбору потужності, що мають муфти одностороннього обертання, тросову систему, що з'єднує вал відбору потужності з робочим тілом, розташованого в зоні хвильового впливу, який відрізняється тим, що два вали відбору потужності встановлені на 2 UA 122894 U 5 10 модулі паралельно один до одного на розрахунковій відстані з симетричним розміщенням на валах муфт одностороннього обертання, на яких встановлені двоплечі важелі, які мають загальну вісь обертання з муфтою і валом, при цьому горизонтальне плече важеля привантажене противагою і розташоване на зовнішній стороні двох валів, а вертикальні плечі важелів двох валів попарно з'єднані один з одним натяжним тросом, в центрі якого закріплений вантажний канат з робочим вантажем, що має негативну плавучість і розміщення центра свого об'єму на рівні спокійної води в акваторії. 2. Модуль гравітаційно-хвильової енергоустановки для перетворення енергії хвиль за п. 1, який відрізняється тим, що кожна пара валів модуля з'єднана поперечним веденим валом, а через механізми зчеплення на ньому - з валом відбору потужності споживача. 3 UA 122894 U Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4