Хвильова енергетична установка

Реферат: Хвильова енергетична установка містить опору з розташованим на ній з можливістю обертання валом, який кінематично з'єднаний з електрогенератором. На валу встановлено щонайменш одну муфту, а також спиці, до вільних кінців яких приєднані поплавці. До муфти під'єднаний пластинчастий транспортер. Спиці з поплавцями розташовані еквідистантно на цьому транспортері. Електрично з'єднаний із споживачем електрогенератор та кінематичний елемент розміщені у загерметизованому корпусі. UA 98768 U (12) UA 98768 U UA 98768 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до гідроенергетики, зокрема до хвильових енергетичних установок, і може бути використана для отримання електроенергії в прибережних зонах акваторій морів, озер і річок. Відома хвильова енергетична установка, яка містить нерухому опору, з розчалками і поплавок, який за допомогою тросової петлі, шківів, двох барабанів з протилежною намоткою та муфтами одностороннього обертання і зубчастих передач кінематично зв'язаний з електрогенератором [А.С. СРСР №1596125, МКЛ F03B13/12, 1990 p.]. Недолік цієї енергетичної установки полягає в складності конструкції та низькому коефіцієнтові корисної дії (ККД) внаслідок наявності в ньому великої кількості вузлів та пар тертя. Відома також енергетична установка, яка містить опору і розташований на ній вал і радіальними спицями (консолями) та приєднаними до кінців спиці циліндричними поплавками, а також кінематично зв'язаний з валом електрогенератор [А.С. СРСР № 1208298, МКЛ F03B 13/14, 1986р.]. Недолік такої установки полягає у відносно низькій потужності внаслідок малого гідравлічного опору поплавків на сторонах набігання хвиль. Найбільш близькою до корисної моделі за технічною суттю та ефектом, що досягається, є хвильова енергетична установка, яка містить опору і розташований на ній вал з спицями, та приєднаними до кінців спиць поплавками, а також кінематично зв'язаний з валом електрогенератор, при цьому поплавки у поперечному перерізі мають форму півциліндрів або півсфер, плоскі сторони яких розташовані на зустріч руху хвиль |Пат. України на кор. мод. № 75492, МКЛ F03B 13/14, 2012р.]. Суттєвими недоліками такої енергетичної установки є недостатньо високий ККД через те, що поплавки в установці мають незмінну форму і при опиненні у повітряному середовищі протидіють швидкості руху валу, а також недостатня надійність роботи через те, що опора в установці є нерухомою і при шквальних потоках вітру та хвиль можуть бути меломані спиці. Задачею, на вирішення якої спрямована корисна модель, що заявляється, є підвищення ККД та надійності роботи установки шляхом зміни конструкції. Поставлена задача вирішується таким чином. У відомій хвильовій енергетичній установці, що містить опору з розташованим на ній з можливістю обертання валом, який кінематично з'єднаний з електрогенератором, при цьому на валу встановлено щонайменш одна муфта, а також спиці, до вільних кінців яких приєднані поплавці, згідно з корисною моделлю, що заявляється, до муфти під'єднаний пластинчастий транспортер, а спиці з поплавцями розташовані еквідистантно на цьому транспортері, причому електрично з'єднаний із споживачем електрогенератор та кінематичний елемент розміщені у загерметизованому корпусі. Крім того кожен з поплавців виконаний у вигляді подвійної рами, при цьому одна з двох рам виконана порожньою, а середина другої рами заповнена прикріпленим до її периметру еластичним полотнищем. До того ж її опора виконана у вигляді понтона, закріпленого на якорях, при цьому понтон споряджений додатковими поплавцями і у поперечному розрізі понтон має форму рівнобедреного трикутника з гострим кутом при вершині та споряджений стержнем у його середині шарнірно закріпленим до стійок, якими споряджені верхні ділянки якірних ланцюгів для автоматизованої орієнтації понтона на зустріч хвилям. Хвильова енергетична установка схематично показана на кресленнях, що додаються. На фіг. 1 - схематично представлена хвильова енергетична установка, на фіг. 2 - поплавець та його кріплення у статичному стані, на фіг. 3 - поплавець та його кріплення у динаміці (крайнє нижнє положення), на фіг. 4 - поплавець га його кріплення у динаміці (крайне верхнє положення), на фіг 5 - понтон у перерізі А-А. Хвильова енергетична установка містить понтон 1 з розташованим з можливістю обертання на ньому вала 2 із спицями 3, до вільних кінців яких прикріплені поплавці 4. Крім того на валу 2 встановлено редуктор 5, механічно з'єднаний із змонтованим на рамі 6 електрогенератором 7. Редуктор 5 та електрогенератор 7 охоплені герметичним кожухом 8, спиці 3 жорстко під'єднані до пластинчастого транспортера 9, який виконує функцію муфти. До понтона 1 під'єднані тросами додаткові поплавці 10. Корпус понтона виконаний у вигляді геометричної фігури, яка у перерізі тяжіє до рівнобедреного трикутника із заокругленими кутами та дугоподібною меншою стороною. На перегині бісектрис кутів встановлено поздовжній стержень 11, кінці якого прикріплені шарнірно до стержнеподібних стійок, які є верхніми ділянками якірних ланцюгів 12 (якоря на кресленнях не показані). 1 UA 98768 U 5 10 15 20 Кожен з поплавців 4 виконаний у вигляді подвійної рамки, одна з яких виконана порожнистою, а друга, що прикріплена шарнірно одною стороною до першої рамки, обтягнута еластичним полотнищем, закріпленим по периметру цієї рамки. Хвильова енергетична установка працює таким чином. Понтон 1 встановлений на розрахунковій глибині шляхом регулювання довжини якірних ланцюгів 12 та плаває у при поверхневому шарі води. При появі хвиль останні вдаряють по нижніх поплавцях 4 установки, приводячи в обертальний рух вал 2, з якого цей рух через редуктор 5 (підвищувальний) передають на електрогенератор 7, електрично зв'язаний із споживачем. Поплавці 4, на які діє водяна хвиля, у профілі приймають форму півциліндрів або півсфер, завдяки розташуванню полотнища в проймі пустотної рамки. Одночасно поплавець 4, що займає крайнє верхнє положення, у робочій площині (вертикальній) опиняється порожнім, тому що рамка, яка обтягнута полотнищем, займає горизонтальне положення чи положення, що близьке до горизонтального. Завдяки тому, що спиці 3 поплавців 4 розташовані на пластинчастому транспортері 9, кожен з поплавців, що потрапляє під дію хвилі, не перекриває робочу площину попереднього поплавця, тому що в робочому положенні кожен з поплавців опиняється на різних відстанях від центру вала 2. Таким чином робоча площина поплавців підсумовується, збільшуючи ККД установки. Для орієнтації установки назустріч хвилям форма виконання понтона 1 із стержнем 11 у його середині сприяє утворенню ламінарності при перекочуванні хвиль через установку, що також сприяє підвищенню ККД та надійності її роботи. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 35 40 1. Хвильова енергетична установка, що містить опору з розташованим на ній з можливістю обертання валом, який кінематично з'єднаний з електрогенератором, при цьому на валу встановлено щонайменш одну муфту, а також спиці, до вільних кінців яких приєднані поплавці, яка відрізняється тим, що до муфти під'єднаний пластинчастий транспортер, а спиці з поплавцями розташовані еквідистантно на цьому транспортері, причому електрично з'єднаний із споживачем електрогенератор та кінематичний елемент розміщені у загерметизованому корпусі. 2. Хвильова енергетична установка за п. 1, яка відрізняється тим, що кожен із поплавців виконаний у вигляді подвійної рами, при цьому одна із двох рам виконана порожньою, а середина другої рами заповнена прикріпленим до її периметру еластичним полотнищем. 3. Хвильова енергетична установка за п. 1 або 2, яка відрізняється тим, що її опора виконана в вигляді понтона, закріпленого на якорях, при цьому понтон споряджений додатковими поплавцями і у поперечному розрізі понтон має форму рівнобедреного трикутника з гострим кутом при вершині та споряджений стержнем у його середині, шарнірно закріпленим до стійок, якими споряджені верхні ділянки якірних ланцюгів для автоматизованої орієнтації понтона назустріч хвилям. 2 UA 98768 U 3 UA 98768 U 4 UA 98768 U Комп’ютерна верстка І. Мироненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут інтелектуальної власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5