Волновая установка

 

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4783089/29 (22) 17.01.90 (46) 15.12.93 Бюл. ¹ 45 — 46 (75) Румянцев П.И.; Пресняков КА; Ким Р.И. (7Ç) Румянцев Леонид Иванович; Пресняков Константин Александрович (54) ВОЛНОВАЯ УСТАНОВКА (57) Использование: гидроэнергетика, преобразование энергии волн. Сущность изобретения: волновая установка содержит подключенный к потреби(19) RU (11) (51) 5 F03B13 12 F03 B13 22 телю заякоренный гибкий рукав с поплавками, обратными клапанами и входным конусным насадкам с сетчатым фильтром. При этом рукав выполнен из отдельных секций, соединенных между собой посредством фланцев, обратные клапаны закреплены между фланцами, якорная связь прикреплена к насадку, один из поплавков закреплен на верхней части насадка, а другие — под нижними частями фланцев. 2 ил.

2004837

Изобретение относится к волновой гидроэнергетике и может быть использовано в волновых насосных установках, Известна приливная электростанция, содержащая плотину с гидроагрегатом, подсоединенные к нему выпускной и впускной трубопроводы, погруженные под уровень воды, и поплавки, в которой с целью повышения мощности, каждый трубопровод снабжен рядом гибких труб и расположенной между ними и гидроагрегатом заслонкой, причем в трубах одного ряда установлены прямые, в трубах другого — обратные клапаны, а поплавки соединены с верхними концами труб, Недостатками известного устройства являются незащищенность устройства от плавающего сора и механических примесей, что приводит к закупорке прямых клапанов в трубах и обратных клапанов, а также к заклиниванию заслонки. Смещение поплавков даже при наличии гибкой связи при штормовом характере ветровых волн создает предпосылки для резких перепадов мощности приливной электростанции.

Известно также направляющее устройство волновой энергетической установки, подсоединенное к преобразователю и содержащее плавучую упругую трубу и установленные внутри нее обратные клапаны, в котором с целью упрощения конструкции при одновременном повышении напора рабочей жидкости, торцы трубы выполнены открытыми, ее начальный участок снабжен балластной цистерной, а обратные клапаны расположены равномерно вдоль трубы, Недостатки известного устрой.:тва следующие: значительный (относительно оси коаксиального образования "начальный участок трубы — балластная цистерна") крутящий момент, воздействующий на участок трубы, с. абженный балластной цистерной, и пропорциональный радиусу этого образования, а также не менее значительные силы бокового давления, пропорциональные площади боковой поверхности балластной цистерны, что приводит к возникновению значительных напряжений в теле упругой трубы, снижающих надежность функционирования; непостоянство погружения входного отверстия упругой трубы, отсутствие ориентирования его направлению движения волн и, как следствие, вода в трубе разделена воздушными промежутками, что снижает КПД известного устройства.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому является волновая установка, содержащая плавучую упругую трубу, подсоединенную выходом к входу

55 типом постоянно заполнен (как однажды заполненный по типу сифона водой) жидкостью, функционируя бесперебойно в сифонном режиме, По сравнению с прототипом также достигается регулирование суммарного расчетного напора — динамической части напора путем ориентирования входного конусного насадка преобладающему направлению движения волн: статической части напора посредством заглубления входного конусного насадка, поправочной (за счет потерь напора по длине гибкого рукава) части напора наращипреобразователя и равномерно установленные внутри трубы обратные клапаны, в которой с целью повышения удельной мощности и увеличения надежности работы труба заполнена порциями жидкости, имеющей плотность, большую t с образованием воздушных промежутков между ними, а вход трубы подсоединен к выходу преобразователя, Недостатком известной установки является попеременно-порционное перемещение рабочей жидкости и воздуха в плавучей упругой трубе, что снижает надежность и

КПД волновой установки.

Цель изобретения — повышение КПД и надежности работы установки, Это достигается тем, что волновая установка, содержащая подключенный к потребителю гибкий рукав с входным конусным насадкам и установленные внутри рукава обратные клапаны, а снаружи поплавки, снабжена сетчатым фильтром, размещенным на конусном насадке, и якорной связью, при этом рукав выполнен из отдельных секций, соединенных между собой посредством фланцев, обратные клапаны закреплены между фланцами, якорная связь прикреплена к насадку, один из поплавков закреплен на верхней части насадЗ0 ка, а другие — под нижними частями фланцев, Такое выполнение обеспечивает возможность регулирования посредством комбинации верхнерасположенного поплавка и якорной связи — местоположения входного конусного насадка таким образом, что он в характерные периоды функционирования расположен фронтально преобладающему направлению движения волн и практически постоянно затоплен под уровень воды. Тем самым гибкий рукав удерживается от выброса на более мелкое место или на берег при штормовом характере волн, принимает своим входным сечением в максимально возможной степени динамический напор движущихся волн и по сравнению с прото2004837

15

30

40

50 ванием или сокращением числа отдельных секций в составе гибкого рукава.

Кроме того, наличие сетчатого фильтра на входе в конусный насадок предотвращает попадание в полость гибкого рукава 5 механических примесей, мусора и посто- ронних предметов, Такая конструкция волновой установки ранее не была известна и соответствует критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 представлен общий вид волновой установки; на фиг. 2 — обратный клапан (разрез А — А на фиг. 1).

Волновая установка содержит сетчатый фильтр 1, установленный в расширенном конце входного конусного насадка 2, снабженного якорной связью 3, и плотно соединенного с гибким рукавом 4, образованным из отдельных секций 5, соединенных между собой посредством фланцев 6, между которыми закреплены обратные клапаны 7;

Один иэ поплавков 8 закреплен выше входного конусного насадка 2, а поплавки 9 укреплены в зоне соединения отдельных секций 5 ниже гибкого рукава 4, закреплен- 25 ного в стенке плотины t0 и сообщенного с на копител ь н ым резервуаром 11.

Волновая установка работает следующим образом.

При волнении поверхности акватории поплавок 8, следуя за синусоидой волн, увлекает за собой на гребень набегающей волны входной конусный насадок 2, закрепленный ниже указанного поплавка 8 с обеспечением постоянства его затопления под уровень воды при содействии якорной связи 3, а первый иэ поплавков 9 находится в данный момент во впадине волны. Вода, поступив через сетчатый фильтр 1 во входной конусный насадок 2, проникает через открытый обратный клапан 7 в отдельную секцию 5 гибкого рукава 4 и, перемещаясь по наклонной, проходит следующий открытый обратный клапан 7, заполняя вторую отдельную секцию 5 гибкого рукава 4, вплоть до очередного обратного клапана 7, соответствующего гребню волны.

При дальнейшем движении волны поплавок 8 вместе с входным конусным насадком 2 перемещается во впадину волны, обратный клапан 7 на входе закрывается, предотвращая истечение воды из гибкого рукава 4, первый из поплавков 9 под воздействием волны перемещается на ее гребень, а следующий — во впадину синусоиды, что вызывает открытие третьего обратного клапана 7 и перетекание части воды иэ второй отдельной секции 5 в третью и так последовательно при цепочных подъемах — опусканиях последовательно расположенных поплавков 9 вода будет перемещаться в полости гибкого рукава 4 (по направлению движения волн), вплоть до истечения ее в накопительный резервуар 11. Одностороннему движению воды в гибком рукаве 4 способствуют обратные клапаны 7, пропускающие ее только в одном направлении.

На основе многолетних наблюдений за динамикой волн в данной экватории можно выработать заключение о преобладающем направлении движения волн в характерные периоды времени и о преобладающих значениях амплитуд и длин волн. Имея эту информацию, производят целенаправленную ориентацию входного конусного насадка 2 гибкого рукава 4 фронтально движущимся волнам посредством маневрирования местоположения и длиной якорной связи 3.

Экономическая эффективность волновой установки обуславливается повышением надежности работы путем предотвращения попадания в полость гибкого рукава плавающих механических примесей, мусора и посторонних предметов в обычных условиях и посредством удержания гибкого рукава от выброса на более мелкое место или на берег в экстремальных условиях; повышением КПД за счет приема в максимально возможной степени входным сечением конусного насадка динамического напора движущихся волн и посредством регулирования суммарного напора перекачиваемой воды; комплексным повышением и надежности работы, и КПД за счет бесперебойного функционирования гибкого рукава в напорном режиме. (56) Авторское свидетельство СССР

hk 1245746, кл. F 03 В 13/22, 1984.

2004837

Составитель К,Пресняков

Редактор Н,Федорова Техред M,Ìoðãåíòàë КоРРектоР А. Мотыль

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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

Заказ 3392

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

Формула изобретения

ВОЛНОВАЯ УСТАНОВКА, содеРжащаЯ подключенный к потребителю гибкий рукав с входным конусным насадком и установленными в рукаве обратными клапанами, а снаружи - поплавками, отли чающаяся тем, что, с целью повышения

КПД и надежности в работе установки, она снабжена сетчатым фильтром, размещенным на конусном насадке, и якорной связью, при этом рукав выполнен из отдельных секций, соединенных между собой посредством фланцев, обратные

5 клапаны закреплены между фланцами, якорная связь прикреплена к насадку, один из поплавков закреплен на верхней части насадка, а другие - под нижними частями фланцев.