Маятниковый гидроволновой генератор электрического тока

Маятниковый гидроволновой генератор электрического тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области электричества и электрических машин, в частности - к генераторам электрического тока с устройствами для регулирования механической энергии, конструктивно сопряженными с электрическими машинами; к асинхронным и синхронным генераторам; в т.ч. с постоянными магнитами; к коллекторным генераторам постоянного, или пульсирующего постоянного, или переменного тока с механической или бесконтактной коммутацией, к униполярным генераторам, к генераторам постоянного тока с барабанным или дисковым якорем и непрерывным токосъемом; с возвратно-поступательным, колебательным или вибрационным движением магнита, якоря или системы катушек или какого-либо иного элемента магнитной цепи.

Известен синхронный генератор электрического тока, у которого статор состоит из станины, катушек, сердечников, обмоток и панели выводов, а корпус - сварной из литой стали. Пакеты сердечника статора собраны из отдельных листов электротехнической стали, покрытых изолирующим лаком, концы трех фаз статорной обмотки и нулевая точка выведены на шины. Явно полюсный ротор генератора состоит из вала, остова и сердечников, на которых размещаются обмотки возбуждения и успокоительная. Сердечник ротора набран из отдельных стальных листов, скрепленных в пакет. Траверсы контактных колец установлены на фланце подшипникового щита с роликовым и шариковым подшипником, имеется вентилятор; ребро для подъема; полюс и ротор генератора начального пуска или иные системы возбуждения - независимой; с самовозбуждением; или смешанной (Лейкин B.C. Судовые электрические станции и системы. - М.: Транспорт, 1982, с. 25-26).

Недостатком данного генератора является невозможность эффективной выработки электрического тока при его раскачивании.

Известны также генератор электрического тока, его варианты и способы их установки, содержащий ротор и статор с общей продольной осью, расположенной горизонтально, у которых 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 парный им ротор или статор жестко закреплен на плавающем средстве, имеющем возможность колебаний на угол ±α при движении волн воды 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 плавающего средства во взаимно перпендикулярных направлениях генераторы могут быть встроены перпендикулярно в полый трубчатый ротор внешнего генератора, у которого ротор или статор выполнены статически неуравновешенными и имеют возможность, за счет свободного подвеса в направлении к центру Земли совершать относительно закрепленных на плавающем средстве парных им роторов и статоров колебательные движения при воздействии на них волн. Для обеспечения возможности колебаний генераторов в трех взаимно перпендикулярных плоскостях, роторы или статоры могут быть закреплены на горизонтальной поворотной платформе, в одни или несколько ярусов, установленной на плавающем средстве и имеющей возможность свободного поворота вокруг своей вертикальной оси, а на платформе и прилегающих к ней поверхностях 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 (патент на изобретение Российской Федерации МПК H02K 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 10.08.2010).

Недостатком данного генератора является малая движущая сила, лишь за счет эксцентриситета масс, малый сектор качания волнами и связанная с ним частота колебаний ротора или статора, что снижает его мощность.

Устранение указанных недостатков и увеличение частоты вращения и мощности вырабатываемого электрического тока генератором со свободным вращением ротора относительно статора, за счет действия волн и тяготения Земли, предусмотрено в предлагаемой заявке и является ее главной задачей.

В предлагаемой заявке на изобретение поставленная задача решена путем выполнения и установки гидроволновых электрических генераторов маятникового типа, содержащих статор и ротор, у которых сердечники с катушками и системой их возбуждения обеспечивают выработку электрического тока при свободном подвесе статора в плавающем средстве, имеющем возможность циклических колебаний на угол ±α при движении волн воды, и выполнении таких же циклических колебаний генератором в поперечной плоскости относительно вертикальной оси, за счет его постоянной ориентации к центру тяготения Земли, а ось подвеса статора совмещена с осью его свободного качания, и смещена относительно оси вращения ротора, а между собой эти оси связаны кинематически, через систему зубчатых передач, а для подвешивания и свободного качания статора на плавающем средстве, он имеет опоры, со стойками или ребрами, которые параллельны торцам статора, и связанную с этими стойками или ребрами горизонтальную ось, которая совмещена с осью подвешивания статора, при этом ось для подвешивания и свободного качания статора на плавающем средстве смещена к периферии торцов статора и состоит из закрепленных на опорах двух полуосей, на которых параллельно торцам статора закреплены ведущие зубчатые колеса и введены в зацепление, с одной их стороны - с шестернями, закрепленными на противоположных концах вала ротора, а с другой их стороны - с зубчатыми колесами с внутренним зубчатым венцом, или с их секторами, закрепленными на торцах у периферии статора, или ось для подвешивания и свободного качания статора совмещена с периферией статора и состоит из закрепленных на опорах двух полуосей, а их концы у торцов статора выполнены конусной или сферической формы и введены в адекватные им выемки, выполненные напротив на торцах статора, имеющего возможность качания на них, и/или на торцах таких полуосей и напротив них на торцах статора, выполнены адекватные выемки конической или сферической формы, между которыми введены шарики, а параллельно плоскости торца статора, на этих полуосях, и/или на их опорах, закреплены ведущие зубчатые колеса или их секторы, центры которых совмещены с осью качания статора, а их зубья введены в зацепление с закрепленными на концах вала ротора шестернями, а для упрощения конструкции, ведущее колесо или сектор и введенная с ним в зацепление шестерня на конце вала ротора, могут быть выполнены только у одного из торцов статора, или ось для подвешивания и свободного качания статора состоит из закрепленных на торце статора двух полуосей, которые введены с возможностью качания в установленные на опорах подшипники, а на одной из опор, или на них обеих, параллельно плоскости торца статора закреплен сектор или секторы ведущих зубчатых колес, центры которых совмещены с осью качания статора, а зубья секторов введены в зацепление с шестернями, закрепленными на противоположных концах вала ротора, или ось для подвешивания и свободного качания состоит статора из двух полуосей, выполненных из винтов или шпилек, которые завинчены в торцы статора и закреплены контргайками, и введены с возможностью качания в подшипники, установленные на опорах, а на одной из опор, или на них обеих, параллельно плоскости торца статора закреплен сектор или секторы ведущих зубчатых колес, центры которых совмещены с осью качания статора, а зубья секторов введены в зацепление с шестернями, закрепленными на противоположных концах вала ротора, или ось для подвешивания и свободного качания статора состоит из закрепленного на его корпусе стержня или балки, которые введены с возможностью качания в подшипники, установленные в опорах, а на одной из опор, или на них обеих, параллельно плоскости торца статора закреплен сектор или секторы ведущих зубчатых колес, центры которых совмещены с осью качания статора, а зубья секторов введены в зацепление с шестернями, закрепленными на концах вала ротора, или ось для подвешивания и свободного качания статора состоит из закрепленного на опорах стержня или балки, на которых свободно навешены ушки, к которым прикреплен статор, а на одной из опор, или на них обеих, закреплен параллельно плоскости торца статора сектор или секторы ведущих зубчатых колес, центры которых совмещены с осью качания статора, а их зубья введены в зацепление с шестернями, закрепленными на противоположных концах вала ротора, или ось для подвешивания и свободного качания статора состоит из стержня или балки, которые введены с возможностью качания в подшипники, установленные в опорах, и имеют ушки, к которым прикреплен статор, а на одной из опор, или на обеих, закреплен параллельно плоскости торца статора сектор или секторы ведущих зубчатых колес, центры которых совмещены с осью качания статора, а их зубья введены в зацепление с шестернями, закрепленными на противоположных концах вала ротора, или ось для свободного качания статора на плавающем средстве смещена относительно оси вращения ротора, а для исключения элементов подвешивания статора, на опорах закреплены секторы ведущих зубчатых колес с внутренним зубчатым венцом, центры которых совмещены с осью качания статора, а зубья введены в зацепление с закрепленными на концах вала ротора шестернями, а для исключения самопроизвольного вылета генератора из этих зубчатых секторов при крутой волне, на них и/или на опорах установлены ограничительные элементы, или ось для подвешивания и свободного качания статора состоит из стержня или балки, закрепленных на опорах, или введенных с возможностью вращения в закрепленные на опорах подшипники, а на этом стержне или балке свободно подвешены ушки с прикрепленным к ним статором, с двух сторон которого, параллельно торцам, закреплены на опорах секторы ведущих зубчатых колес, центры которых совмещены с осью качания статора, а их зубья введены в зацепление с шестернями, установленными на концах вала ротора, а для сглаживания неравномерности вращения ротора, на валу ротора между его шестернями и торцами статора закреплены маховики, или маховик, или он установлен внутри корпуса статора и совмещен с вентилятором, или на этом стержне или на балке свободно подвешены водила с прикрепленным к ним статором, с двух сторон которого, параллельно торцам, закреплены на опорах секторы ведущих зубчатых колес, центры которых совмещены с осью качания статора, а их зубья введены в зацепление с шестернями, установленными на концах вала ротора, а для исключения реверса ротора при качании генератора в противоположных направлениях, установленные на противоположных концах вала ротора шестерни имеют возможность зацепления при вращении лишь в одну сторону, для чего между ними и валом установлены шариковые или роликовые обгонные муфты, у которых полумуфты с храповыми зубцами в их центральных отверстиях закреплены на торце шестерни, или храповые зубцы выполнены на центральных отверстиях у шестерен, а между зубцами и наружной поверхностью вала размещены шарики или ролики, или между шестернями и валом установлены храповые механизмы, у которых храповые колеса закреплены на валу, а собачки с пружинами установлены на торце шестерни, или между шестернями и валом ротора установлены торцовые зубчатые муфты, у которых одна полумуфта закреплена на торце шестерни, а вторая установлена на валу ротора и поджата к первой пружиной, а между одним из венцов зубчатого сектора и шестерней вала ротора, на закрепленной на водиле или на торце статора оси, установлена паразитная шестерня, или на этом стержне или на балке свободно подвешены ушки, с прикрепленным к ним статором, с двух сторон которого, параллельно торцам, закреплены на опорах секторы ведущих зубчатых колес, у которых центры совмещены с осью качания статора, а для исключения реверса ротора при качаниях генератора в противоположных направлениях, один сектор выполнен с внешним, а другой с внутренним зубчатым венцом, с которыми введены в зацепление шестерни, установленные с противоположных сторон вала ротора с возможностью их зацепления при вращении лишь в одну сторону, для чего между шестернями и валом установлены шариковые или роликовые обгонные муфты, у которых полумуфты с храповыми зубцами в центральных отверстиях закреплены на торце шестерни, или храповые зубцы выполнены в центральных отверстиях у шестерен, а между этими зубцами и наружной поверхностью вала размещены шарики или ролики, или между шестернями и валом установлены храповые механизмы, у которых колеса закреплены на валу, а собачки с пружинами установлены на торце шестерни, или между шестернями и валом установлены торцовые зубчатые муфты, у которых одна полумуфта закреплена на торце шестерни, а вторая установлена на валу ротора и прижата к первой пружиной, или на этом стержне или на балке свободно подвешены ушки, с прикрепленным к ним статором, с двух сторон которого, параллельно торцам, закреплены на опорах секторы ведущих зубчатых колес, у которых центры совмещены с осью качания статора, а для исключения реверса ротора при качаниях генератора в противоположных направлениях, один сектор выполнен с внешним, а другой с внутренним зубчатым венцом, с которыми введены в зацепление шестерни, установленные с противоположных сторон вала ротора с возможностью их зацепления при вращении лишь в одну сторону, для чего между шестернями и валом установлены шариковые или роликовые обгонные муфты, у которых полумуфты с храповыми зубцами в центральных отверстиях закреплены на торце шестерни, или храповые зубцы выполнены в центральных отверстиях у шестерен, а между этими зубцами и наружной поверхностью вала размещены шарики или ролики, или между шестернями и валом установлены храповые механизмы, у которых колеса закреплены на валу, а собачки с пружинами установлены на торце шестерни, или между шестернями и валом установлены торцовые зубчатые муфты, у которых одна полумуфта закреплена на торце шестерни, а вторая установлена на валу ротора и прижата к первой пружиной, или на этом стержне или на балке свободно подвешены водила, с прикрепленным к ним статором, с двух сторон которого, параллельно торцам, закреплены на опорах секторы ведущих зубчатых колес, у которых центры совмещены с осью качания статора, а для повышения частоты вращения вала ротора, между этими секторами и шестернями, установленными с противоположных сторон вала ротора, введены в зацепление блок или блоки зубчатых колес, свободно установленных на осях, закрепленных на водилах, или на торцах статора, или на этом стержне или на балке свободно подвешены водила, с прикрепленным к ним статором, с двух сторон которого, параллельно торцам, закреплены на опорах секторы ведущих зубчатых колес, центры которых совмещены с осью качания статора, а на противоположных концах вала ротора закреплены шестерни, между которыми и между зубчатыми секторами введены в зацепление блок или блоки сдвоенных зубчатых колес, установленные на осях, закрепленных на водилах, или на торцах статора, а для исключения реверса ротора при качаниях генератора в противоположных направлениях, один из секторов выполнен с внутренним, а другой с внешним зубчатым венцом, или, при одинаковом виде зубчатых венцов, в зацеплении с одним из них введена паразитная шестерня, а для уменьшения габаритов шестерен и улучшения компоновки реверсивных зацеплений, с возможностью передачи вращения в одну сторону выполнены зубчатые колеса блоков, шестерни которых жестко связаны со своими валами, а между колесами блока и валами установлены шариковые или роликовые обгонные муфты, у которых полумуфты с храповыми зубцами закреплены на валах шестерен блока, или храповые зубцы выполнены на их валах, а между зубцами и отверстием колеса введены шарики или ролики, или между валами шестерен и зубчатыми колесами блока установлены храповые передачи, колеса которых закреплены или выполнены на валу, а собачки с пружинами установлены на торце зубчатого колеса блока, или между колесом и шестерней блока установлены торцовые зубчатые муфты, у которых одна полумуфта закреплена или выполнена на торце шестерни блока, а другая закреплена или выполнена на торце колеса блока, которое прижато к первой полумуфте пружиной, установленной с противоположной стороны колеса, или на этом стержне или на балке свободно подвешены водила, с прикрепленным к ним статором, с двух сторон которого, параллельно торцам, закреплены на опорах секторы ведущих зубчатых колес с одинаковыми зубчатыми венцами, центры которых совмещены с осью качания вала ротора, а для исключения реверса ротора при прямом и обратном качаниях на этих секторах, в зацепление с ними введены блоки из шестерен и нереверсивных зубчатых колес, которые установлены на обгонные муфты, или на выполненные на осях этих блоков храповые зубцы, наклон которых направлен противоположно, за счет разной ориентации этих осей к торцам статора, а во впадины между этими зубцами и отверстиями сопряженных с ними зубчатых колес введены шарики или ролики, при этом одно такое зубчатое колесо введено в зацепление напрямую с закрепленной на конце вал ротора шестерней, а другое - через паразитную шестерню, а для обеспечения одинаковой скорости вращения вала ротора при одинаковых размерах шестерен, один из этих блоков и связующая их оси планка выполнены со смещением вдоль венца зубчатого сектора в сторону от поперечной оси ротора, с компенсацией величины этого смещения размерами паразитной шестерни, или на этом стержне, или на балке свободно подвешены водила с прикрепленным к ним статором, с двух сторон которого, параллельно торцам, закреплены на опорах секторы ведущих зубчатых колес, у которых центры совмещены с осью качания статора, а для дальнейшего повышения частоты вращения ротора, между секторами ведущих зубчатых колес и шестернями, установленными на противоположных концах вала ротора, введены в зацепление промежуточные редукторы любых видов: многоступенчатые цилиндрические, или волновые, или планетарные, которые закреплены на водилах, или встроены на торцах внутри корпуса статора, или на этом стержне, или на балке свободно подвешены водила с прикрепленным к ним статором, с двух сторон которого, параллельно торцам, закреплены на опорах секторы ведущих зубчатых колес, у которых центры совмещены с осью качания статора, а на противоположных концах вала ротора установлены реверсивные шестерни, между которыми введен в зацепление блок или блоки сдвоенных зубчатых колес или промежуточные редукторы, закрепленные на водилах, а для сглаживания скорости вращения ротора между водилами и торцами статора с одной или с двух его сторон установлены промежуточные втулки, а в этом пространстве на валу ротора закреплены маховики, а для ограничения сектора его качания, с корпусом статора связаны упоры или демпфирующие элементы, которые имеют возможность контакта в крайних точках качания генератора с закрепленными на опорах или на корпусе плавающего средства упругими или жесткими упорами, при этом опоры генератора размещены на, и/или внутри, и/или под корпусом плавающего средства, с возможностью поворота и постоянной ориентации к центру тяготения Земли свободно подвешенного на них статора, при качании волнами плавающего средства, а полуоси или оси подвешивания статора и ведущие зубчатые колеса и/или их зубчатые венцы, установлены на поперечных ребрах и/или на продольных перегородках корпуса и трюмов плавающего средства, с возможностью поворота и постоянной ориентации к центру тяготения Земли свободно подвешенного на этих осях или полуосях статора при качании волнами плавающего средства, при этом с наружной и/или с внутренней стороны корпуса подвешенного статора, имеющего радиальную ориентацию к оси его качания, закреплены дуговые обода, центры которых связаны с осью качания статора, а параллельно им закреплены дуговые обода на опорах генератора и/или на корпусе плавающего средства, а на парных друг другу ободах установлены дополнительные магниты и/или электрические катушки с сердечниками и системой возбуждения роторного и статорного типов, а по дуге их качания, параллельно друг другу осями, установлены два или более генераторов, с возможностью их установки по вертикальному кругу, равному дуге качания, при этом секторы ведущих зубчатых колес адекватно увеличены, кроме этого, для повышения энергетического потенциала генератора, он жестко связан с грузом, который свободно подвешен на стержнях на оси подвеса, при этом частью этого груза приняты устройства для накопления и синхронизации вырабатываемого генератором электрического тока, а для повышения эффективности работы генератора при различном уровне колебания волн, он и система его подвеса установлены в отдельный модуль, который введен в шахту с возможностью его подъема на корпус плавающего средства и/или опускания во внутрь корпуса, и/или под корпус, в подводное положение, а для удобства эксплуатации, сверху и снизу шахты установлены крышки, совмещаемые при подъеме или опускании с модулем, а нижняя крышка выполнена плавучей.

Предлагаемые конструкции гидроволновых электрических генераторов маятникового типа и варианты их установки на, или в плавающем средстве, которым может быть индивидуальный поплавок, или групповая платформа, или специальное судно, показаны на чертежах.

На фиг. 1…3 показан гидроволновой генератор 1 электрического тока, содержащий статор 2 и ротор с валом 3, у которых сердечники с катушками и системой возбуждения обеспечивают выработку электрического тока при подвешивании статора с возможностью свободных циклических колебаний (качаний) на угол ±α на опорах 4 со стойками или ребрами, параллельными торцам статора и установленными на плавающем средстве, или на его перегородках, при воздействии на него волн воды. Ось 5 подвешивания и колебаний статора генератора сформирована полуосями 6, закрепленными на опорах 4, и смещена относительно оси 7 вращения вала 3 ротора, который кинематически связан с осью качаний генератора через зубчатые передачи, состоящие из закрепленных на полуосях 6, связанных с их опорами, ведущих зубчатых колес 8, которые с одной стороны введены в зацепление с шестернями 9, закрепленными на обоих выступающих концах вала ротора, а с другой стороны - введены в зацепление с закрепленными на торцах ротора зубчатыми колесами 10 с внутренним зубчатым венцом, или с их секторами. Для упрощения конструкции зубчатые колеса с внутренним зубчатым венцом и зубчатые колеса с другого торца генератора могут быть исключены.

На фиг. 4 и 5 показаны конструкции, у которых статор 2 может быть установлен на полуосях 11 с конусом 12 или сферической поверхностью на вершине, которые введены в адекватные им конические 13 или сферические выемки, выполненные на торце статора 2, или же адекватные им конические 13, или сферические выемки 14 могут быть выполнены на торце полуоси 15, а между ними могут быть введены шарики.

Принцип работы генератора связан с принципом качания маятника. Для этого генератор 1, подвешенный на опорах 4, закрепленных на плавающем средстве, с возможностью качания на оси 5, смещенной относительно оси 7 вращения вала ротора, имеет смещение центра массы генератора ниже оси 5, которое обеспечивает ему строгую ориентацию к центру Земли. При качании плавающего средства волнами на угол ±α, установленные на нем опоры 4, с закрепленным на них ведущим зубчатым колесом 8, совершают поворот на тот же угол, тогда введенная с колесом в зацепление шестерня 9 приводит во вращение вал 3 ротора генератора. При повороте ведущего зубчатого колеса 8 на угол ±α, его зубчатый венец, с делительным диаметром d, проходит путь ±l=±αd/2, а зубчатый венец введенной с ним в зацепление шестерни 9, с делительным диаметром d_ш, пройдя такой же путь, совершит поворот на угол ±α_ш=±αd/d_ш, что адекватно увеличит количество оборотов вала 3 ротора за цикл движения волны. Введенное в зацепление с ведущим зубчатым колесом 8 зубчатое колесо 10 с внутренними зубьями, приведет во вращение статор 2, противоположное вращению ротора, со своим соотношением углов поворота, делительных диаметров и количества оборотов, по аналогии с шестерней 9. При обратном качании плавательного средства происходит смена вращения зубчатых колес, шестерен, ротора и статора на противоположные, а со следующей волной цикл повторяется. Относительное вращение против друг друга ротора и статора ведет к выработке электрического тока, однако в каждом цикле качаний он имеет два противоположных направления.

Аналогичный принцип работы для исполнения, приведенного на фиг. 5. Однако исключение принудительного вращения статора в противоположном направлении ротору, снижает эффективность работы системы.

Отличительной особенностью установки предлагаемых генераторов на плавающем средстве является совмещение оси подвеса и качания статора и ее смещение относительно оси вращения ротора, выполненное с помощью полуосей, закрепленных на опорах с возможностью качания статора волнами, с кинематической связью этих осей через систему зубчатых колес и шестерен.

На фиг. 6…10 показан гидроволновой генератор 1 электрического тока, у которого статор 2 подвешен своими торцами на опорах 4 на оси подвеса-качания 5, сформированной закрепленными на этих опорах полуосями 11, с возможностью свободных циклических колебаний (качаний) на угол ±α. Для увеличения передаточного отношения зубчатых пар, смещение оси подвеса 5 относительно оси 7 вращения вала 3 ротора выполнено увеличенным, в конечном варианте - ось подвеса 5 смещена к периферии торца статора, а ведущие зубчатые колеса выполнены в виде зубчатых секторов 16, центры которых совмещены с осью подвеса-качания, а их зубчатые венцы введены в зацепление с шестернями 9, закрепленными на валу ротора (фиг. 7).

Вместо полуосей 11, могут быть использованы свободно введенные, в закрепленные на стойках 4 подшипники 17 и 18, винты 19, 20 или шпильки, завинченные в торцы статора и зажатые в них контргайками 21 (фиг. 8), либо для массивных генераторов в подшипники 18 может быть введена общая ось, в виде стержня или балки 22, которая смещена за периферию корпуса статора и закреплена снаружи на его корпусе (фиг. 9).

Зубчатые секторы ведущих зубчатых колес, закрепленных на опорах 4 или на корпусе плавающего средства, могут иметь внутренний зубчатый венец 23, центр которого совмещен с осью качания 5, а с ними введены в зацепление закрепленные на концах вала ротора шестерни 9 (фиг. 10). При этом ось качания 5 обеспечивается автоматически, без каких либо осей или подвесных устройств, однако требуются ограничительные устройства 24, исключающие вылет генератора из зубчатых секторов при крутой волне.

Принцип работы всех новых исполнений генератора аналогичен предыдущим.

Отличительной особенностью установки предлагаемых генераторов на плавающем средстве является смещение оси качания статора относительно оси вращения ротора к периферии торца статора, выполненное полуосями, связанными с опорами и введенными в контакт с торцами статора, или осью, связанной с ее опорами и с корпусом статора снаружи, с кинематической связью этих полуосей и осей, через секторы зубчатых колес с внешним или внутренним зубчатым венцом, с шестернями, закрепленными на валу ротора.

На фиг. 11…15 показаны новые исполнения гидроволнового генератора 1 электрического тока, статор 2 которого свободно подвешен, с возможностью свободных циклических колебаний (качаний) на угол ±α, своими торцами на опорах 4, на оси подвеса-качания 5, которая создана неподвижными или поворотными полуосями 11 и смещена относительно оси 7 вращения вала 3 ротора (фиг. 12), а для исключения реверса вала 3 ротора при разных направлениях качания, закрепленные на опорах 4 секторы ведущих зубчатых колес, центры которых связаны с осью подвеса-качания 5, с одной стороны торца статора выполнены с внешним зубчатым венцом 16, а с другой стороны - с внутренним зубчатым веном 23, с которыми введены в зацепление свободно размещенные на концах вала 3 ротора шестерни 25, 26, имеющие возможность зацепления с валом при вращении лишь в одну сторону, за счет их установки на обгонные муфты 27, между зубцами которых и наружной поверхностью вала 3 ротора, размещены шарики или ролики 28 (фиг. 13).

Ось подвеса-качания может быть создана стержнем 22, вынесенным за пределы статора 2 (фиг. 14), а статор на нем подвешен с помощью ушек 29. При этом стержень 22 может быть установлен с возможностью качания в подшипниках 18, закрепленных на опорах, или неподвижно закреплена на опорах, а в ушки 29 она введена свободно.

Для уменьшения размеров обгонной муфты, зубцы под ролики или шарики 28 могут быть выполнены прямо на шестернях 30, 31 (фиг. 15).

Вместо обгонных муфт могут быть применены храповые механизмы, колеса которых связаны с валом, а подпружиненные собачки связаны с торцом шестерни. Или могут быть применены торцовые кулачковые муфты с храповыми зубцами на полумуфтах, одна из которых закреплена на торце шестерни, а другая установлена на валу ротора и поджата к торцу шестерни пружиной.

Для компенсации замедления скорости движения в крайних верхних точках колебания генератора и увеличения ее в нижней точке, влияющих на скорость вращения шестерен и равномерность скорости вращения ротора, на валу ротора между его шестернями и торцами статора может быть закреплен маховик, или маховики, или маховик может быть установлен внутри корпуса статора и совмещен с вентилятором.

Остальные элементы системы аналогичны предыдущим исполнениям.

Принцип работы от предыдущих вариантов отличается только тем, что при качании плавающего средства с подъемом вправо, закрепленные на нем или на опорах зубчатые секторы совершают наклон против часовой стрелки, а шестерня 26 или 31, введенная в зацепление с сектором 23 с внутренним зубчатым венцом, совершает вращение против часовой стрелки, что ведет к заклиниванию роликов 28 ее зубцами и к передаче вращения против часовой стрелки валу 3 ротора, а шестерня 25 или 30, установленная параллельно шестерне 26 и введенная в зацепление с сектором 16 с наружным зубчатым венцом, совершает вращение по часовой стрелке, что ведет к сдвигу роликов 28 во впадину между зубцов и к размыканию этой шестерни с валом ротора. При обратном качании плавающего средства вращение зубчатых колес и их замыкание или размыкание имеет противоположный характер, вращающиеся по часовой стрелке шестерни 26 или 31 размыкаются, а замыкаются шестерни 25 или 30, вращающиеся против часовой стрелки, что сохраняет прежнее направление вращения вала 3 ротора генератора - против часовой стрелки. Для обеспечения одинаковой частоты вращения ротора при его повороте от зубчатых секторов с внутренним и внешним зубчатыми венцами, имеющими разные величины делительных диаметров, адекватно увеличен делительный диаметр у шестерни 26 или 31, либо уменьшен у шестерни 25 или 30, но их прочность, а также размеры и прочность зубчатых венцов будут различными.

Отличием установки и условий работы предлагаемых генераторов на плавающем средстве, является смещение оси качания статора, относительно оси вращения ротора, за пределы статора, созданное закрепленной на опорах осью, в виде стержня или балки, на которой статор подвешен на ушках, с новой кинематической связью этих осей, через секторы зубчатых колес с внешним и внутренним зубчатым венцом и через шестерни, установленные на концах вала ротора, связанные с обгонными муфтами, или с храповыми механизмами, или с торцовыми кулачковыми муфтами, обеспечивающими их зацепление с валом ротора при вращении лишь в одну требуемую сторону.

На фиг. 16…20 показаны новые исполнения гидроволнового генератора 1, у которого статор 2 установлен на опорах 4 с возможностью свободных циклических колебаний (качаний) на угол ±α относительно оси его подвеса-качания 5, имеющей смещение относительно оси 7 вращения вала 3 ротора, за счет подвеса статора на оси 22 с помощью водил 32, в отверстия которых введены концы 3 вала ротора с закрепленными на них шестернями 9.

Для увеличения передаточного отношения зубчатых передач зубчатые секторы с внешним 16 и внутренним 23 венцом смещены относительно шестерен 9 на величину введенных между ними в зацепление блоков сдвоенных зубчатых колес (фиг. 17). При этом для уменьшения размеров шестерен 9 и лучшей компоновки зацеплений с передачей вращения лишь в одну сторону, шестерни 33 и 37 связаны со своими валами 34 и 38, а зубчатые колеса 35 и 36 блоков - связаны с этими валами через шариковые или роликовые обгонные механизмы, у которых храповые зубцы выполнены на валах 34 и 38, а между зубцами и поверхностью отверстия колеса размещены шарики или ролики 28 (фиг. 19), или между зубчатыми колесами блока и их валами могут быть закреплены полумуфты с храповыми зубцами и введенными между ними шариками или роликами. Или зубчатые колеса блока могут быть введены в зацепление с их валами через установленные на их торце храповые механизмы с собачками и пружинами, которые введены в храповые зубчатые колеса, закрепленные или выполненные этих валах. Или между шестернями и колесами блока могут быть установлены торцовые зубчатые муфты, у которых одна полумуфта закреплена или выполнена на торце шестерни, а другая - на торце колеса и прижата к первой полумуфте или к торцовым зубцам шестерни пружиной, установленной с противоположной стороны колеса. Применение блоков зубчатых колес улучшает коррекцию делительных диаметров зубчатых пар, необходимую для обеспечения одинаковой частоты вращения ротора при разном направлении зубчатых венцов ведущих колес 16 и 23.

Исключение реверса ротора возможно также при одинаковых видах зубчатых секторов как с внутренним 23, так и с внешним зубчатым венцом 16, при введении в систему их зубчатого зацепления установленной на одном из торцов генератора паразитной шестерни 40 (фиг. 19).

Для дальнейшего увеличения частоты вращения ротора, количество установленных с каждой стороны статора блоков сдвоенных зубчатых колес, может больше одного, или взамен них возможно применение промежуточных редукторов (в т.ч. многоступенчатых цилиндрических, или планетарных, или волновых и т.д.), установленных на водилах, и/или встроенных на торцах внутри корпуса статора.

Изменения скорости вращения ротора при качании генератора могут быть сглажены установкой маховика на вал ротора, для чего между водилами и торцами статора, с одной или с двух его сторон, введены промежуточные втулки, которые формируют пространство для размещения маховика.

Для ограничения сектора качания статора в пределах угла ±α, с его корпусом или на окончании водила 32, связаны упоры 41 или демпфирующие элементы, которые имеют возможность контакта в крайних точках качания с установленными на опорах и/или на корпусе плавающего средства упругими или жесткими упорами 42. Возможна обратная компоновка - упоры для крайних точек качания установлены на торце или на корпусе статора, а один общий демпфер - на опорах, связанных с корпусом плавающего средства (фиг. 20).

Все остальные конструктивные элементы системы подвеса статора и вращения ротора и условия их работы одинаковы с предыдущим вариантом.

Отличием установки и условий работы предлагаемых генераторов на плавающем средстве является применение блоков сдвоенных зубчатых колес или различного вида редукторов для повышения передаточного отношения, установка пар зубчатых секторов ведущих колес, только с внешними или с внутренними зубчатыми венцами, а на одном из них - паразитной шестерни для выполнения реверса ротора, а также возможностью установки на его валу маховиков для компенсации разной частоты вращения ротора.

На фиг. 21…23 показана установка любых конструкций маятниковых гидроволновых генераторов электрического тока, показанных на фиг. 1…20, у которых ось 5 подвеса статора 2 смещена относительно оси 7 вращения вала 3 ротора и обеспечивает генератору возможность поворота на угол ±α при п