"волновая электростанция "бриз""

"волновая электростанция "бриз""

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Сущность изобретения: в прибрежной полосе установлен корпус с наклонным волноприемным лотком С боковыми стенками и подвижным лопастным колесом. Горизонтальный вал расположен параллельно береговой линии и кинематически связан с электрогенератором Корпус выполнен в виде плавучей понтонной секции крылового профиля с выпуклой верхней частью и с утолщенной кромкой, обращенной к береговой линии, выполненной с крутым обрывом Связь секции с дном водоема осуществлена горизонтальной шарнирной осью, расположенной под утоненной кромкой профиля секции. Колесо снабжено наружным цилиндрическим кожухом с тремя тангенциально расположенными по всей ширине колеса патрубками, один из которых расположен над верхней частью понтонной секции перед колесом, два других - один над другим за ним. 4 здф-лы. 1 ил.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам

1 (2t) 4921485/29 (22) 21.03.91 (46) 30.12.93 Бюл. Na 47-48 (76) Пикуль Вадим Николаевич (54) ВОЛНОВАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ "БРИЗ" (57) Сущность изобретения: в прибрежной полосе установлен корпус с наклонным волноприемным лотком с боковыми стенками и подвижным лопастным колесом Горизонтальный вал расположен параллельно береговой линии и кинематически связан с электрогенератором. Корпус выполнен в виде плавучей понтонной секции крылового профиля с (н) ÊRÖ (и) 2005201 1 (51) Р03813 14 F03D3 00 выпуклой верхней частью и с утолщенной кромкой, обращенной к береговой линии выполненной с крутым обрывом Связь секции с дном водоема осуществлена горизонтальной шарнирной осью, расположенной под утоненной кромкой профиля секции. Колесо снабжено наружным цилиндрическим кожухом с тремя тангенциапьно расположенными по всей ширине колеса патрубкамщ один из которых расположен над верхней частью понтонной секции перед колесом, два других — один над другим за ним 4 зл.ф-лц1 ип.

2005201

Изобретение относится к гидроэнергетике, в частности к.волновым электростанциям, которые. должны работать в прибрежной полосе.

Известны различные проекты волновых электростанций. содержащих лопастное колесо на горизонтальном валу. который расположен параллельно береговой линии и кинематически связан с электрогенератором. Энергия накатывающихся волн преобразуется здесь во вращение колеса.

Недостаток такой станции в ее низкой электравыработке и малой мощности. Это связано с большими потерями волновой энергии на колесе, с прекращением действия станции, когда накат сокращается, в том числе и при ветре, который дует с берега.

Более эффективна волновая электростанция, содержащая установленный в прибрежной полосе корпус с наклонным волноприемным лотком с боковыми стенками и подливным лопастным колесом. Горизонтальный вал этого колеса расположен параллельно береговой линии и кинематически связан с электрогенераторам.

Укаэанное колесо вместе с генератором преобразует волновую энергию в электрическую. Электровыработка тут больше, потому что эффект усиливается посредством волноприемного лотка и подливного колеса.

Однако мощность известной станции в периоды, когда накат ослабевает, например, в результате отлива или ветра, дующего с берега, уже не может быть значительной.

Цель изобретения — увеличение мощности волновой электростанции путем утилизации энергии ветра.

Цель достигается тем, что в волновой станции, содержащей установленный в прибрежной полосе корпус с наклонным волноприемным лотком с боковыми стенками и подливным лопастным колесом, горизон. тальный вал которого расположен параллвльнь береговой линии и кинематически связан с электрогенератором, корпус выполнен в виде плавучей понтонной секции крыльеябго профиля с выпуклой верхней ча стью, горизонтальной нижней частью и с утолщенной кромкой, обращенной к береговой линии, которая выполнена с крутым обрывом, Причем связь секции с дном водоема осуществлена посредством горизонтальной шарнирной оси, расположенной под утоненной кромкой профиля секции. При этом колесо снабжено наружным цилиндрическим кожухом с тремя расположенными во всю ширь колеса тангенциальными патрубками, один иэ которых помещен над верхней частью понтонной секции перед колесом (и ниже его вала). а два других — один над другим и за колесом.

Утолщенная кромка крылового профиля понтона. выступает за срез расположенных один над другим патрубков. При этом ниж10 ний из них примыкает к верхней части сек0 ции, а верхний выполнен с воздушным раструбом. ориентирован параллельно ниж; нему и размещен над валом колеса. Причем на береговом обрыве предусмотрен наклон15 ный к верху козырек. Он расположен над утолщенной кромкой профиля секции. При этом край козырька размещен на уровне между патрубками. Патрубок кожуха перед колесом и верхний патрубок, расположен20 ный за последним. снабжены плоскими вертикальными ребрами, установленными перпендикулярно валу колесасобразованием одинаковых каналов, Причем высота этих каналов больше их ширины.

25 Боковые стенки понтонной секции выполнены плоскими и вертикальными. Внутренняя полость понтона снабжена герметичной продольной перегородкой, установленной параллельно верхней части

0 секции с образованием равных по объему полости, При этом полость, расположенная над перегородкой, выполнена герметичной, а под ней — полость с щелевым окном в нижней части секции и в зоне соединения последней с герметичной перегородкой.

Прибойная волна при входе на лоток обращается 8 наступательный бурун, циклически заполняющий тракт патрубка перед

40 колесом. Последнее в результате этого вращения заставляет работать генератор. Слив воды из колесного кожуха происходит через нижний патрубок, что обращен к берегу.

Мощность станции и стабильность ее дейст45 вия повышаются. Причем прежде acего за счет ветроиспользования, срабатывания воздушного потока на том же колесе. При этом могут иметь место следующие ситуации

Когда станция действует в режиме волнового наката и ветер дует с водоема на берег прямоили под неким румбом, воздушный поток проникает в колесный кожух в

55 периоды между навалом волн на лоток и через тракт переднего патрубка. Колесо при этом получает дополнительный вращающий момент, а отработавший воздух истекает иэ полости кожуха через верхний патрубок.

Если ветер направлен со стороны берега, то при том же действии волн воздушный поток затекает в кожух через верхний пвтру2005201

10

25 бок и отдает избыток своей энергии попастям колеса. Истекает этот воздух из кожуха циклически по тракту переднего патрубка.

Вертикальные ребра в трактах переднего и верхнего патрубков позволяют лучше направить ветровой поток на лопасти колеса и тем самым тоже повысить мощность станции, В случае ослабления волнового наката

"ветровой вклад" в мощь станции возрастает. Крыловая форма профиля понтона, расположение шарнирной оси под утоненной кромкой понтонной секции способствуют удержанию колеса в расчетном режиме действия даже при значительных изменениях уровня акватории; позволяют автоматически сохранить подъемность указанной секции постоянной в условиях меняющейся водной массы на борту.

При этом можно избежать и черезмерной раскачки понтона при увеличенных волнах за счет того объема понтонной секции, который находится под гермоперегородкой. Демпфером этих. вертикальных колебаний являются вода, которая циклически перетекает в полость и обратно через щелевое окно, и сама перегородка, которая для этого имеет пологий наклон, Чтобы крыльевая секция при напоре замерзшего покрова на берег имела возможность выскальзывать боковые стенки плавучей секции выполнены плоскими и вертикальными-. Такие стенки легко совместить с бортами волноприемного лотка.

На фиг, 1 изображена электростанция, общий вид; на фиг. 2 — то же, в разрез А-А.

Волновая электростанция, содержащая в основе установленный возле крутого берегового обрыва 7 корпус 2, наклонный волноприемный лоток 4 и подливное лопастное колесо 1. связана с дном 6 водоема шарнир- ной осью 5.

При этом вал колеса (см. фиг. 2) и шарнирная ось 5 горизонтальны и параллельны береговой линии, Вал кинематически соединен с электрогенератором 12. Корпус выполнен в виде плавучей понтонной секции 3 крылового профиля с выпуклой верхней частью и горизонтальной нижней частью; причем утолщенная кромка профиля обращена к берегу, а под утоненной кромкой расположена шарнирная ось 5 станции.

Подливное колесо заключено в цилиндрический кожух с тремя тангенциальными патрубками, При этом один патрубок размещен над верхней частью понтонной секции

3 перед колесом 1 и ниже его оси вращения. а два других патрубка расположены íà про30

55 тивоположной стороне кожуха, один над другим и так, что утолщенная кромка профиля выступает за их срез, Причем верхний патрубок выполнен с воздушным раструбом, При этом на береговом обрыве йредусмотрен наклонный вверх козырек, а патрубок кожуха, размещенный перед колесом 1, и верхний патрубок снабжены плоскими вертикальными ребрами, Боковые стенки плавучей секции и лотка совмещены в единыее борта (см, фиг. 2).

Внутренний объем полой секции корпуса разделен герметичной продольной перегородкой 9 (см. фиг, 1) на две полости, Перегородка эта параллельна верхней лот- ковой части поплавка. Одна полость понтонной секции, образованная над перегородкой. выполнена герметичной, другая полость — с щелевым окном в нижней части секции и в зоне соединения последней с герметичной перегородкой 9, Волна при входе на лоток 4 обращается в бурун, циклически заполняющий тракт патрубка. Под этим напором колесо 1 вращается и заставляет действовать электрогенератор 12. Жидкая среда, отдавшая свою энергию колесу 1, свободно стекает в водоем через патрубок. Понтонная секция корпуса 2 сохраняет рабочее положение относительно поверхности водоема и берегового обрыва 7 посредством шарнирной оси 5 связанной с дном б, и подъемных полостей понтонной секции, обеспечивающих ее плавучесть. Щелевое окно при этом способствует сокращению вертикальной качки понтонной секции.

Когда волновой накат слабеет и мощность станции падает, автоматически утилизируется на том же колесе ветровая энергия. При этом, если ветер дует с водоема на берег, воздушный поток затекает в колесный кожух через тракт переднего патрубка. Колесо 1 получает дополнительный вращающий момент, а отработавший воздух истекает из полости кожуха через оба задних патрубка в атмосферу.

В случае берегового ветра воздушный поток посредство козырька затекает только в тракт заднего патрубка. Вращающий момент на колесе усиливается. Отработавший воздух истекает при этом через верхнюю зонутракта переднего патрубка. Случайные напоры плавучих льдов в сторону берега не нанесут станции вреда. Крыловидный понтон будет льдами частично притоплен.

Станция рассчитана на применение там, где нередки бризы и муссонные вепрь

2005201 где сильные ветры сменяются большими прибойными волнами.

Формула изобретения

1. Волновая электростанция, содержащая установленный в прибрежной полосе корпус с наклонным волноприемным лотком с боковыми стенками и подливным ло- 10 пастным колесом, горизонтальный вал которого расположен параллельно береговой линии и кинематически связан с электрогенератором, отличающаяся тем, что, с .целью повышения мощности электростанции, корпус выполнен в виде плавучей понтонной секции крылового профиля с выпуклой верхней частью, горизонтальной нижней частью и с утолщенной кромкой, 20 обращенной к береговой линии, которая выполнена с крутым обрывом, связь секции с дном водоема осуществлена посред- . ством горизонтальной шарнирной оси, расположенной под утоненной кромкой 25 профиля секции, при этом колесо снабжено наружным цилиндрическим кожухом с тремя тангенциально расположенными по всей ширине колеса патрубками, один из которых расположен над верхней частью понтонной секции перед колесом, а два других - друг над другом за ним.

2. Электростанция по п,1, отличающаяся тем, что утолщенная кромка секции вы- 35 ступает за срез расположенных друг над другом патрубков кожуха, при этом ниж(56) Патент США N 3687567, кл. F 03 D

25/28, 1972. ний из них примыкает к верхней части секции, а другой выполнен с раструбом, ориентирован параллельно нижнему и расположен над валом колеса.

3, Электростанция по пп,1 и 2, отличающаяся тем, что на береговом обрыве выполнен наклонный кверху казырек,- расположенный над утоЛщенной кромкой секции, при этом край козырька размещен на уровне между патрубками.

4, Электростанция по пп.1 - 3, отличающаяся тем, что патрубок кожуха, расположенный перед колесом, и верхний патрубок, расположенный за последним, снабжены плоскими вертикальными ребрами, установленными перпендикулярно к валу колеса с образованием одинаковых каналов, причем высота каналов больше их ширины.

5. Электростанция по пп.1- 4, отличающаяся тем, что боковые стенки понтонной секции выполнены плоскими и вертикальными, а внутренняя ее полость снабжена герметичной продольной перегородкой, установленной параллельно верхней части секции с образованием равных по объему полостей, при этом полость, расположенная над перегородкой, выполнена герметичной, а под ней - с щелевым окном в нижней части секции в зоне соединения последней с герметичной перегородкой.

2005201

Составитель В.Пикуль

Техред М.Моргентал Корректор Н.Король

Редактор А.бер

Заказ 3426

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушскач наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент, г. Ужгород, ул, Гагарина, 101