Судно с гидроволновой энергетической установкой

Судно с гидроволновой энергетической установкой

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к конструкциям суден, внутреннему устройству корпусов, двигателей и размещению грузов, а также к сфере гидроволновой энергетики, в частности - к электрогенераторам, элементам их конструкций, корпусов и опор; к устройствам для регулирования механической энергии, конструктивно сопряженным с электрическими машинами.

Известны генераторы для превращения энергии поверхностных волн воды в электрическую энергию, самым простым из них является Генератор электрического тока и его варианты (см. патент на изобретение Российской Федерации МПК Н02К 19/00 №2396673, Генератор электрического тока, его варианты и способы их установки. Заявка №2009100832/09 от 12.01.09. Авт. изобр. Настасенко В.А. // БИ №22 от 10.08.10.). Генератор содержит ротор и статор с общей продольной осью, расположенной горизонтально, у которого сердечники с катушками и системой возбуждения обеспечивают выработку электрического тока, при этом центры масс ротора или статора выполнены эксцентрично смещенным относительно продольной оси их вращения, а для обеспечения возможности качания статически неуравновешенных роторов или статоров, они свободно установлены, а парные им роторы или статоры жестко закреплены в плавающем средстве, имеющем возможность колебаний на угол ±α при движении волн на воде и возможность разворота по нормали к действию волн, за счет формы своего корпуса или вертикального оперения. При этом генераторы могут быть установлены фронтальными рядами, или рядами друг за другом, а для восприятия колебаний плавающих средств во взаимно перпендикулярных направлениях, генераторы могут быть встроены перпендикулярно в полый трубчатый ротор внешнего генератора, у которого ротор или статор выполнены статически неуравновешенными, и за счет их свободного подвеса в направлении к центру Земли, они имеют возможность, совершать колебания относительно закрепленных на плавающем средстве парных им роторов и статоров, при действии на него волн, в т.ч. в трех взаимно перпендикулярных плоскостях, для чего роторы или статоры могут быть закреплены в одни или более ярусов, на горизонтальной поворотной платформе, установленной на плавающем средстве и имеющей возможность свободного поворота вокруг своей вертикальной оси, а на самой поворотной платформе и прилегающих к ней поверхностей плавающего средства, могут быть установлены сердечники с катушками и системой возбуждения, которые обеспечивают выработку электрического тока. Роторы или статоры также могут быть подвешены к горизонтальной платформе, в т.ч. в несколько ярусов. При этом индуктируемая электрогенераторами электродвижущая сила пропорциональна скорости изменения магнитного потока (см. книгу: Вершинский Н.В. Энергия океана - М.: Наука, 1986. с. 31).

Недостатком данных генераторов является малая сила, движущая его ротор или статор только за счет эксцентриситета их масс, который в данных конструкциях является незначительным, а также малый сектор (α=±15°) и скорость колебаний ротора относительно статора, что снижает его мощность.

Известно также устройство для использования энергии качки судна, содержащее перемещающийся относительно его корпуса груз, кинематически связанный с рабочим валом, на котором закреплены маховик и потребитель энергии, у которого с целью повышения эффективности его работы путем увеличения количества энергии, используемой потребителем, груз снабжен колесами с ребордами, посредством которых он подвижно сопряжен с рельсовыми путями, которыми снабжен корпус судна, причем эти пути изогнуты в плоскости шпангоута и диаметральной плоскости по дуге окружности, а вышеуказанная кинематическая связь груза с рабочим валом содержит зубчатый сектор, закрепленный на грузе, а две обгонные муфты, закрепленные на рабочем валу, при этом одна - непосредственно, а другая - через паразитную шестерню, выполнены с зацеплением с упомянутым зубчатым сектором (см. А.с. СРСР №1152882 A, МПК B63H 19/02 Устройство для использования энергии качки судна. Заявка №3604422/27-11 от 03.05.85. Авт. изобр. Д.Н. Николаев. Опубл. БИ №16 от 30.04.85). Недостатками данного устройства являются:

1. Ограничение по количеству подвижных трюм-грузов (или емкостей для грузов) - один и по его размещению - в объеме одного отсека корпуса.

2. Размещение груза лишь в плоскости шпангоута (поперек) корпуса судна, что не позволяет восприятия им осевого и других направлений качки волнами и ветром, которые более благоприятные для судна при большой высоте волн.

3. Подвешивание груза на оси, гнезда которой подвергаются большим нагрузкам при ударах волн.

4. Использование дуговых направляющих, в т.ч. рельсового типа для движения трюм-груза.

5. Использование колес для движения трюм-груза по направляющим.

6. Использование трюм-грузов сложной формы.

7. Размещение центра колебаний наверху подвижного трюм-груза, в результате чего высота h подъема центра его массы (1), которая формирует энергетический потенциал системы, зависит от величины радиуса r к центру массы и угла ±α колебаний корпуса судна волнами, а при безопасных для бортовой качки углах α±15°, высота составляет незначительную величину: h<3,5% от радиуса r:

8. Наличие нерабочего времени действия системы на этапе ее раскачки.

9. Сложная система раскачивания с использованием пускоразгонных средств и системы для обеспечения постоянного направления ее действия.

10. Одинаковые размеры начальных диаметров шестерен не позволяют изменить передаточное отношение от зубчатого сектора к рабочему валу при разной частоте и скорости качания грузов, в зависимости от волнения моря.

11. Узкое ограничение эффективности снятия мощностей при широком диапазоне параметров и энергии волн.

12. Амортизирующие упоры установленные сверху, что увеличивает деформации отсека корпуса судна.

13. Использование зубчатых секторов больших размеров и сложность их монтажа для зубчатых зацеплений на разных несвязанных между собой опорных поверхностях и устройствах.

14. Высокая вероятность поломок зубьев зубчатых передач при ударах волн по корпусу судна.

Устранение указанных недостатков является задачей данной заявки на изобретение. Ее решение возможно путем создания судна, использующего энергию качки его корпуса волнами и ветром, относительно размещенных в его отсеках качающихся трюм-грузов, кинематически связанных с роторами электрогенераторов, при этом трюм-грузы выполнены в виде секторов или сегментов цилиндра с дуговым основанием и имеют возможность дугового перемещения в его корпусе, за счет свободной установки вдоль или поперек оси корпуса судна своими боковыми цилиндрическими поверхностями на параллельные их основанию опорные ролики, что обеспечивает устойчивую ориентацию трюм-грузов к центру Земли в вертикальной плоскости и их свободный поворот по дуге основания при качке корпуса, а с роторами и статорами электрогенераторов кинематически связаны опорные ролики, для равномерного распределения окружных сил в точках контакта трюм-грузов и опорных роликов при их начальном и возвратном качении, эти ролики расположены радиально к дуге сектора по обе стороны его цилиндрического основания под углом 45°±10°, а для одновременного восприятия поперечной и осевой качки корпуса судна, трюм-грузы и их боковые опорные ролики имеют осевую установку, а опоры этих роликов установлены на поперечные опорные платформы, с закрепленными параллельно оси корпуса боковыми дуговыми опорами, которыми они установлены, с возможностью устойчивой ориентации к центру Земли и свободного их качения за счет собственного веса и веса размещенных на них трюм-грузов, на дополнительные пары поперечных боковых опорных роликов, кинематически связанных со своими электрогенераторами, а для ограничения сектора дугового движения трюм-грузов в отсеке корпуса при качке его волнами и/или ветром, на основаниях и на верхних частях отсеков корпуса установлены пружинные демпферы и/или гидравлические, и/или пневматические подушки, которые введены в контакт с закрепленными на поверхностях трюм-грузов упорами, а опорные ролики введены с возможностью свободного дугового движения осевыми шипами-выступами, выполненными на их торцах, и/или внешними цилиндрическими поверхностями и торцами этих роликов, в половинки опорных подшипников скольжения, или опорные ролики установлены с опорой на пары опорных стержней с контактом их внешних цилиндрических поверхностей, а для устранения нагрузок в средней части опорных роликов, диаметры их средней части, и/или радиусы средней части цилиндрических оснований трюм-грузов, выполнены уменьшенными, а для смягчения ударов от действия волн, на боковых и торцовых поверхностях контактирующих с опорными роликами трюм-грузов, и/или на поверхностях опорных роликов, нанесен слой упругого материала, при этом опорные ролики и кинематически связанные с ними электрогенераторы установлены на опорных платформах, демпфированных от остова и бортов корпуса судна пружинами, и/или рессорами, и/или гидравлическими и/или воздушными подушками, и/или их комбинациями, а для исключения продольного сдвига трюм-груза и выхода его основания за поверхности опорных роликов при резких ударах волн, на обоих торцах этих роликов выполнены реборды или закреплены фланцы, а кинематическая связь вала ротора электрогенератора с опорным роликом выполнена через соединительную муфту, связанную с осями их вращения, а для исключения реверса вала ротора электрогенератора, между ним и осью опорного ролика установлено обгонное реверсивное устройство, на входном валу которого установлено зубчатое колесо, а на выходном валу установлены друг за другом две обгонные муфты с наружными зубчатыми венцами или связанные со своими шестернями, из которых одна введена в зацепление с упомянутым зубчатым колесом на первой половине ширины его венца непосредственно, а вторая - через зацепление с первой половиной ширины зубчатого венца паразитной шестерни, которая второй половиной ширины своего зубчатого венца введена в зацепление со второй половиной ширины зубчатого венца упомянутого зубчатого колеса, а для увеличения частоты вращения вала ротора электрогенератора, с ним связан мультипликатор, а для регулировки частоты вращения вала ротора - с ними связано регулирующее устройство, содержащее вариатор, состоящий из жестко закрепленных на параллельных полуосях дисков, обращенных друг к другу торцами, или вершинами конусов, у которых параллельные друг другу торцовые или боковые конические поверхности кинематически связаны между собой фрикционным роликом с конической или дуговой наружной поверхностью, для чего ролик установлен на оси между обращенных друг к другу поверхностей дисков или конусов, с возможностью свободного вращения и принудительного сдвига его по этой оси с помощью вилки с резьбовым отверстием, в которое веден ходовой винт с приводом от шагового электродвигателя, а для уменьшения габаритов занимаемого пространства, опорные ролики выполнены полыми, а внутрь их введены и закреплены статоры электрогенераторов, при этом концы валов их роторов неподвижно связаны с опорной платформой для установки опорных роликов, или для увеличения частоты вращения ротора электрогенератора, на торце по периферии опорного ролика или по периферии статора закреплен зубчатый венец с внутренними зубьями, а на конце вала ротора закреплена шестерня, между которыми в зацепление введено паразитное зубчатое колесо, связанное осью, имеющей возможность ее вращения, с опорной платформой, а для исключения реверса вращения ротора электрогенератора, с паразитным зубчатым колесом введены в зацепление закрепленные друг за другом на валу ротора электрогенератора две обгонные муфты, связанные с шестернями, одна из которых контактирует с указанным зубчатым колесом напрямую, а другая - через паразитную шестерню, а для увеличения частоты вращения валов роторов, на торце по периферии статора или по периферии на торце опорного ролика закреплен зубчатый венец с внутренними зубьями, с которым введено в зацепление планетарное зубчатое колесо, установленное с возможностью свободного вращения на водиле, имеющем индивидуальный привод с вращением от шагового электродвигателя, закрепленного на стойке, связанной с опорной платформой, а с этим планетарным зубчатым колесом введена в зацепление закрепленная на конце вала ротора шестерня, которая является солнечной для зубчатого колеса, установленного на водиле, а для регулировки частоты вращения вала ротора, привод водила выполнен из электродвигателя постоянного тока, или переменного тока с вариатором и управляющего устройства с датчиками угла поворота опорного ролика., а для увеличения частоты вращения роторов электрогенераторов, с планетарным зубчатым колесом в блоке выполнено второе зубчатое колесо, введенное в зацепление с закрепленной на валу ротора шестерней, которая является солнечной шестерней мультипликатора, а для исключения реверса ротора, зубчатое колесо с внутренним зубчатым венцом первой половиной ширины своего зубчатого венца введено в зацепление с одной из двух обгонных муфт с зубчатыми венцами, связанных с осью планетарного блока, а второй половиной ширины своего венца - с первой половиной ширины венца паразитной шестерни, которая второй половиной ширины своего венца введена в зацепление с зубчатым венцом второй обгонной муфты, а зубчатые венцы этих муфт, адекватны зубчатому венцу меньшего колесу планетарного блока, полая ось которого установлена с возможностью свободного вращения на полуоси, связанной Г-образной или Т-образной боковой планкой с осью паразитной шестерни и полуосью водила, а для исключения возможности продольного сдвига груза и выхода его радиусной поверхности из контакта с поверхностью опорных роликов при резких ударах волн, у обоих торцов этой поверхности выполнены конические фаски, имеющие радиусы кривизны в вертикальной плоскости R_max и R_min, а с ними в контакт введены конические опорные ролики шириной b, меньший диаметр D_min которых введен в контакт с радиусом R_min, а больший диаметр D_max - с радиусом R_max, при соотношении этих диаметров D_max:D_min=2(R_max:R_min), а также с наклоном их оси на угол β равным величине , а для регулировки частоты вращения роторов электрогенераторов, вдоль оси на торцах опорных роликов, повернутых к среднему поперечному сечению груза, выполнены конические хвостовики, диаметрами d_max, d_min и длиной l которых создан наклон боковой поверхности конуса параллельный опорной платформе, а с конусами введены в контакт фрикционные ролики, которые размещены с возможностью свободного вращения в вилках и введены в зацепление со шлицевыми валами, параллельными опорной платформе, а для продольного движения фрикционного ролика по шлицевому валу, в вилке выполнено резьбовое отверстие, в которое введен параллельный шлицевому валу ходовой винт с индивидуальным приводом, а шлицевый вал связан соединительной муфтой с ротором электрогенератора напрямую, или через устройство для исключения реверса его вращения, содержащее ведущее зубчатое колесо, с которым введены в зацепление две обгонные муфты, закрепленные друг за другом на выходном валу, одна из которых напрямую контактирует с указанным зубчатым колесом, а другая - через паразитную шестерню, а для увеличения частоты вращения роторов электрогенераторов, их оси связаны с мультипликаторами, а для уменьшении габаритов системы, внутри вдоль оси опорных роликов, выполнено коническое отверстие, диаметрами d_max, d_min и длиной l которого создан наклон боковой поверхности конуса параллельный опорной платформе, а с этим конусом введен в контакт фрикционный ролик и другие элементы системы, аналогичные выполненным для наружного конуса устройствам для исключения реверса вращения ротора электрогенератора и мультипликаторам для увеличения его частоты, при этом, для повышения устойчивости положения трюм-грузов при сильных ударах волн, со стороны их торцов выполнены предохранительные опорные пояса и/или стойки.

Таким образом, устраняются все перечисленные недостатки базовой конструкции судна с гидроволновой энергетической установкой.

Предлагаемые суда с гидроволновыми двигательными установками и различные варианты их исполнения показаны на чертежах.

На фиг. 1 показан общий вид судна, состоящего из корпуса 1, в котором секторы для размещения грузов (далее трюм-грузы) 2 установлены в отсеках 3 вдоль (исполнение 1), или поперек оси его корпуса (исполнение 2), или в сочетании продольной и поперечной установок (исполнение 3), Трюм-грузы имеют цилиндрические основания 4, которыми они свободно установлены на поворотные опорные ролики 5, размещенные на днищевой секции 6, а отсеки в корпусе разделены поперечными перегородками 7 и накрыты палубными крышками 8, обеспечивающими корпусу судна необходимую прочность, жесткость и герметичность, а также возможность размещения на палубе дополнительных грузов. При этом продольная установка оси трюм-грузов обеспечивает восприятие ими бортовой или поперечной качки корпуса судна, а поперечная - осевой или килевой. Для обеспечения хода, судно снабжено ходовым электродвигателем 9, с приводом 10 ходового винта и устройствами 11 для накопления электрической энергии (например, аккумуляторами и/или конденсаторами), и подачи ее от них на ходовой электродвигатель с частотой f его работы, в период отсутствия качки корпуса судна волнами. Глубина его погружения в воду ограничена ватерлинией 12.

Установка трюм-грузов их цилиндрической поверхностью на опорные ролики обеспечивает им устойчивую вертикальную ориентацию к центру Земли и их свободное дуговое движение по поверхности опорных роликов при любой силе качки корпуса судна волнами и ветром.

На фиг. 2. показана схема положений корпуса судна в поперечном сечении отсеков 3 шириной B, с днищевой секцией 6, крышкой 8, левым 13 и правым 14 бортами, при качке корпуса волнами и ветром на угол ±α. При этом трюм-груз 2, выполненный в виде сектора или сегмента цилиндра с цилиндрическим основанием 4 постоянного радиуса кривизны r, установлен горизонтально своей продольной осью O_t вдоль оси корпуса судна и имеет контакт с двумя, или большим количеством горизонтально установленных параллельно цилиндрической поверхности трюм-грузов, цилиндрических опорных роликов 5, шипы 15 которых введены с возможностью свободного кругового движения в половинки закрепленных на днищевой секции 6 и на бортах корпуса плавающего средства опорных подшипников скольжения 16, что обеспечивает трюм-грузу, за счет инерции его массы и трения качения с роликом, устойчивую вертикальную ориентацию к центру Земли при любом угловом положении корпуса плавающего средства. При этом центр O_g массы трюм-груза совмещен с вертикальной осью, которая проходит через ось O_t, совмещенную с центром кривизны дугового основания 4, а вес P трюм-груза распределен между правым (п) и левым (л) опорными роликами с реакциями опор N_n, N_л, которые раскладываются на правую и левую вертикальную Y_n(л) и горизонтальную X_n(л) составляющие силы и образуют в правой и левой зонах контакта O_n(л) окружные силы R n ( л ) + , R n ( л ) − , которые действуют по движению (+) или против движения (-) часовой стрелки. Для одинакового действия окружных сил, ролики расположены под углом 45°±10° к основанию секторов. Для повышения устойчивости положения трюм-грузов при сильных ударах волн, со стороны их торцов могут быть установлены предохранительные опорные пояса и/или стойки. Трюм-грузы выполнены полыми в виде секторов или сегментов цилиндров, а для придания им продольной и поперечной жесткости, внутри них могут быть выполнены перегородки, поэтому они наиболее целесообразны для перевозки жидких или сыпучих грузов.

Для ограничения сектора дугового движения трюм-грузов при качке волнами или ветром корпуса судна, на днищевой секции 6 и на верхних участках бортов 13 и 14 корпуса установлены демпферы 17, которые введены в контакт с поверхностями трюм-грузов и с упорами 18, закрепленными на поверхностях трюм-грузов.

На фиг. 3 показана кинематическая связь трюм-грузов 2 и опорных роликов 5 с установленными на днищевой секции 6 электрогенераторами 19, которая создана упругими соединительными муфтами 20, закрепленными на торцах роликов и на концах валов 21 статоров. При этом электрогенераторы могут быть установлены с одной (исполнение 1) или с двух сторон опорного ролика, а для исключения продольного сдвига трюм-груза при резких ударах волн и выхода его радиусной боковой и торцовых поверхностей из контакта с опорными роликами 5, на их торцах закреплены фланцы или выполнены реборды 22 (исполнение 2).

Принцип действия систем, показанных на фиг. 2 и 3, следующий. При наклоне волнами и ветром корпуса судна на угол -α против часовой стрелки, трюм-груз 2 с цилиндрическим основанием 4 постоянного радиуса кривизны r, за счет инерции его массы и возможности качения по опорным роликам 5, сохранит устойчивую вертикальную ориентацию к центру Земли, а окружные силы R n ( л ) + , начнут вращение роликов 5 против часовой стрелки и передадут его через соединительные муфты 20 валам 21 роторов электрогенераторов 19, и в катушках ротора возникнет электрический ток исходной полярности, созданный магнитным полем статоров. При наклоне волнами и ветром корпуса судна на угол +α по часовой стрелке, трюм-груз 2, за счет инерции его массы и возможности качения по опорным роликам 5, также сохранит устойчивую вертикальную ориентацию к центру Земли, а за счет окружных сил R n ( л ) − , оба ролика 5 начнут вращение по часовой стрелке и снова передадут его через соединительные муфты 20 валам 21 роторов электрогенераторов 19, а в их катушках возникнет электрический ток противоположной полярности, созданный магнитным полем статоров. Сохранение одинаковой полярности и выравнивание частоты электрического тока обеспечивается электронными преобразователями или инверторами.

Аналогична система установки и действия трюм-грузов 2 и опорных роликов 5 со связанными с ними кинематически электрогенераторами 19 при их установке вдоль оси корпуса судна в отсеках между их перегородками 7.

На фиг. 4 показано новое исполнение опорных роликов 5, у которых для уменьшения удельных контактных нагрузок, в половинки подшипников скольжения 23 введены фланцы или реборды 22, а для устранения нагрузок на опорные ролики в средней части 24, их наружные диаметры (исполнение 1), и/или радиусы цилиндрических поверхностей на среднем участке 25 трюм-груза 2 (исполнение 2), выполнены уменьшенными. Для смягчения инерционных ударов трюм-грузов от действия волн на корпус судна, на их боковые и торцовые поверхности, контактирующие с поверхностями опорных роликов, и/или на адекватные им поверхности опорных роликов может быть нанесен слой упругого материала. Кроме того, опорные ролики 5 и связанные с ними электрогенераторы 19 могут быть установлены на платформах 26, демпфированных упругими опорами - пружинами 27, и/или рессорами, и/или гидравлическими и/или пневматическими демпфирующими устройствами, установленными на днищевой секции 6 и на бортах 14 корпуса судна (исполнение 3). При этом опорные ролики 5 могут быть установлены с упором их наружных цилиндрических поверхностей 28 в параллельные им пары цилиндрических поверхностей опорных стержней 29, которые введены в свои опорные подшипники 30.

Для повышения устойчивости положения грузов при сильных ударах волн, их ширина составляет не менее половины их высоты, а со стороны их торцов выполнены предохранительные опорные пояса и/или стойки.

Принцип действия данных систем отличается от предыдущих только по контактным нагрузкам между грузами, роликами и их подшипниками.

На фиг. 5 показано развитие кинематической связи опорных роликов 5 с электрогенераторами 19, у которых для увеличения частоты вращения вала 21 ротора, он связан с опорными стержнями 29 соединительными муфтами 20 и 31, а для ее регулировки, между ними установлены вариаторы 32, например, содержащие жестко закрепленные на параллельных полуосях 33 диски 34, у которых обращенные друг к другу торцовые поверхности кинематически связаны между собой роликом 35 с наружной поверхностью конической или дуговой формы, который имеет возможность свободного вращения на своей оси 36 и принудительного сдвига по ней с помощью вилки 37, имеющей резьбовое отверстие, в которое веден ходовой винт с приводом от шагового электродвигателя 38. Вместо дисков, на параллельных полуосях могут быть жестко закреплены конусы, обращенные со стороны их вершин друг к другу своими боковыми поверхностями, и кинематически связанные между собой аналогичным роликом с его приводным устройством.

Принцип действия данной системы отличается от предыдущих тем, что за счет принудительного сдвига в вариаторе 32 относительно поверхностей его двух фрикционных дисков 34, свободно вращающегося на оси 36 ролика 35 с помощью вилки 37, имеющей резьбовое отверстие, веденное в вит с приводом от шагового электродвигателя 38, радиусы контакта роликов на дисках, и соответственно - частота их вращения, меняются, что позволяет сохранить ее постоянство за счет управления количеством оборотов винта и смещения вилки от шагового электродвигателя.

На фиг. 6 показано развитие кинематической связи опорных роликов 5 с электрогенераторами 19, у которых для увеличения частоты вращения вала 21 ротора, после вариаторов 32 установлены мультипликаторы 39.

Принцип действия данной системы отличается от предыдущих тем, что за счет мультипликаторов 39 частота вращения вала ротора повышается, что улучшает массово-энергетические показатели электрогенераторов.

На фиг. 7 показано развитие кинематической связи опорных роликов 5 с электрогенераторами 19, у которых для исключения реверса вращения валов 21 роторов при разных направлениях наклона корпуса судна волнами, после соединительных муфт 20 и перед вариаторами 32 и/или мультипликаторами 39 установлены дополнительные обгонные устройства 40, у которых на входном валу 41 установлено ведущее зубчатое колесо 42, которое на первой половине ширины своего венца напрямую введено в зацепление с одной из двух установленных на выходном валу 43 обгонных муфт 44 со своими зубчатыми венцами, а на второй половине ширины венца - ведущее зубчатое колесо введено в зацепление с первой половиной ширины венца паразитной шестерни 45, которая на второй половине ширины своего венца введена в зацепление с зубчатым венцом второй обгонной муфты 44, что обеспечивает чередование зацепления этих муфт с выходным валом при противоположных направлениях вращения ведущего зубчатого колеса.

Принцип действия данной системы отличается от предыдущих тем, что при вращении зубчатого колеса 42 в одну сторону, одна из обгонных муфт 44 вводит в зацепление связанную с ними шестерню выходного вала 43, а другая обгонная муфта, связанная с зубчатым колесом через паразитную шестерню 45, выводит из зацепления связанную с ними шестерню выходного вала 43. При вращении зубчатого колеса 42 в другую сторону, зацепление обгонных муфт 44 имеет противоположный характер, поэтому вращение выходного вала 43 осуществляется через паразитную шестерню 45, что сохраняет его направление, одинаковым с исходным.

На фиг. 8 показано новое исполнение судна, у которого для уменьшения объема занимаемого в отсеках электрогенераторами пространства, опорные ролики 46 для установки на них грузов 2, выполнены полыми, а внутрь их введены и закреплены статоры 47 электрогенераторов, у которых концы 21 валов роторов неподвижно связаны стойками 48 с опорной платформой 26 для установки роликов (исполнение 1). Для увеличения частоты вращения валов 21 роторов электрогенераторов, введенных вовнутрь полых опорных роликов 46, на которые свободно установлен трюм-груз 2, на торце со стороны вала ротора по периферии статора 47, или на торце по периферии опорного ролика закреплен зубчатый венец 49 с внутренними зубьями, а на конце вала ротора закреплена шестерня 50, между которыми введено в зацепление паразитное зубчатое колесо 51, установленное на оси, имеющей возможность вращения в стойке 52, связанной с опорной платформой 26 (исполнение 2). Установка внутреннего зубчатого венца по периферии на торце опорного ролика усложняет связь осей сопрягаемых зубчатых колес и их межцентровых расстояний, однако ее достоинством является возможность замены этим зубчатым венцом реборд или фланцев на опорных роликах. Исключение реверса ротора электрогенератора (исполнение 3) возможно по схеме, показанной на фиг. 7. При этом паразитное зубчатое колесо 51, подобно ведущему колесу 42, половиной ширины своего венца введено в зацепление с одной из обгонных муфт 44, связанных с концом вала ротора, а второй половиной ширины своего венца - с первой половиной ширины венца паразитной шестерни 45, которая второй половиной ширины своего венца введена в зацепление со второй обгонной муфтой 44. Эти обгонные муфты имеют зубчатые венцы, адекватные шестерне 50, или одна из полумуфт в этих муфтах жестко связана с такой шестерней, а стойка 53 (условно снята) создает жесткую связь осей паразитного зубчатого колеса 51 и шестерен 45 и 50. Остальные элементы конструкций системы аналогичны предыдущим исполнениям 1 и 2.

Принцип действия показанной на фиг. 8 системы из трюм-грузов 2, опорных роликов 46 и электрогенераторов, отличается от показанных на фиг. 2 и 3 в исполнении 1 тем, что вращение имеют статоры 47, введенные внутрь полых роликов 46, а валы 21 роторов заторможены закрепленными на платформе 26 стойками 48. Для улучшения охлаждения электрогенераторов, на наружной поверхности их статоров выполнены охлаждающие ребра, которые создают зазоры с внутренней поверхностью роликов, а в них могут быть выполнены проемы и установлены устройства для принудительной вентиляции. Отличия в принципе действия по исполнению 2 связаны с принудительными вращением ротора в сторону, противоположную вращению статора, за счет установки по периферии на его торце 47 зубчатого венца 49 с внутренними зубьями, а на конце вала ротора-шестерни 50, между которыми введено в зацепление паразитное зубчатое колесо 51, установленное на оси стойки 52, связанной с опорной платформой 26. Отличия в работе системы в исполнении 3 связаны с исключением реверса ротора электрогенератора при обратном направлений вращения опорных роликов 46. Например, при их вращении по часовой стрелке, паразитное зубчатое колесо 51, введенное в зацепление половиной ширины своего зубчатого венца с концом вала ротора через одну из обгонных муфт 44, связанных с концом вала ротора, напрямую обеспечивает его вращение, а второй половиной ширины своего венца, введенной в зацепление с первой половиной ширины зубчатого венца паразитной шестерни 45, которая второй половиной ширины своего венца введена в зацепление со второй обгонной муфтой 44, обеспечивает ее вращение в другую сторону, что выводит ее из зацепления с валом ротора, При обратном направлении вращения опорных роликов 46 и зубчатых колес с внутренним венцом 49, обгонные муфты 44 включаются в работу обратном порядке - первая выходит из зацепления с валом ротора, а вторая - входит, что через паразитную шестерню 45 обеспечивает валу ротора предыдущее направление вращения.

На фиг. 9 показано развитие предыдущих исполнений суден, имеющих электрогенераторы, введенные вовнутрь опорных роликов 46, со свободно установленным на них трюм-грузом 2. При этом на торцах статоров 47 электрогенераторов выполнены мультипликаторы, у которых зубчатый венец 49 с внутренними зубьями закреплен по периферии торца, а на конце вала ротора закреплена шестерня 50, которая является солнечной, а между ними введено в зацепление планетарное паразитное зубчатое колесо 54, свободно установленное на водиле 55 с индивидуальным приводом 56, например, от электродвигателя, закрепленного на стойке 57, размещенной на опорной платформе 26 (исполнение 1). Для регулировки частоты вращения вала ротора, привод водила составлен из электродвигателя постоянного тока, или переменного тока с вариатором, и снабжен управляющим устройством, с датчиками угла поворота опорного ролика. Для увеличения передаточного числа мультипликатора, он выполнен двухступенчатым (исполнение 2), для чего между его внутренним зубчатым венцом 49 и закрепленной на валу 21 ротора электрогенератора солнечной шестерней 50, на водиле 55, снабженном индивидуальным приводом 56, закрепленным на стойке 57, установлен сдвоенный планетарный блок дифференциала, состоящий из введенной в зацепление с внутренним зубчатым венцом шестерни 58 и зубчатого колеса 59, введенного в зацепление с шестерней 50 вала ротора. Для исключения повреждений, мультипликатор закрыт крышкой 60, закрепленной на зубчатом венце 49, которые вместе с электрогенератором введены вовнутрь полого опорного ролика 46. Для исключения реверса ротора электрогенератора (исполнение 3), по схеме, подобной показанной на фиг. 7. зубчатое колесо с внутренним венцом 49 половиной ширины своего зубчатого венца введено в зацепление с одной из обгонных муфт 44, связанных с осью 61 планетарного блока, а второй половиной ширины своего венца - с первой половиной ширины венца паразитной шестерни 45, которая второй половиной ширины своего венца введена в зацепление со второй обгонной муфтой 44. Обе эти муфты имеют зубчатые венцы, адекватные зубчатым колесам 58, или одна из их полумуфт жестко связана с зубчатыми колесами 58, а парное им зубчатое колесо 59 блока с Г-образной или Т-образной боковой планкой 62 (условно сняты) и полуосью 63 водила 55 введено в зацепление с солнечной шестерней 50 вала 21 ротора электрогенератора.

Отличия в принципе работы нового варианта судна от предыдущих вариантов, показанных на фиг. 8, связаны с увеличением частоты вращения валов роторов электрогенераторов за счет установки в мультипликаторе, между его зубчатым колесом с внутренним венцом 49 и закрепленной на конце вала ротора солнечной шестерней 50, дифференциала с планетарным зубчатым колесом 54, установленным на водиле 55 при его вращении вместе с зубчатым колесом относительно введенных с ним в зацепление с зубчатого колеса 49 и шестерни 50 (исполнение 1). Другое отличие - регулировка частоты вращения вала ротора вращением водила 55 с заданной частотой от индивидуального привода 56, например электродвигателя постоянного тока, или переменного тока с вариатором, закрепленным на установленной на опорной платформе 26 стойке 57. Работа электрогенератора в исполнении 2 отличается от предыдущего исполнения увеличением передаточного числа мультипликатора за счет выполнения его двухступенчатым и повышения частоты вращения закрепленной на конце вала 21 ротора электрогенератора солнечной шестерни 50 введенным между ней и внутренним зубчатым венцом 49, установленным на водиле 55 с индивидуальным приводом 56 сдвоенным планетарным блоком, состоящим из зубчатых колес 58 и 59. Принцип работы в исполнении 3 отличается от предыдущих исполнений исключением реверса ротора электрогенератора за счет установки на оси 61 планетарного блока из двух зубчатых колес 58, связанных с обгонными муфтами 44, одно из которых введено в зацепление с зубчатым колесом с внутренним венцом 49 напрямую, а другое - выведено за этот венец и введено с ним в зацепление через паразитную шестерню 45. При этом зацепление обгонных муфт с осью планетарного блока происходит при обратных направлениях вращения венца 49 зубчатого колеса с внутренними зубьями, что обеспечива