Устройство для преобразования энергии морских течений в силу, движущую судно

Авторы патента:

Петрашкевич Александр Валерьевич (RU)

Петрашкевич Валерий Вильгельмович (RU)

B63H19/02 - с использованием энергии, образуемой от перемещения окружающей воды, например при бортовой или килевой качке судов

Владельцы патента RU 2415772:

Петрашкевич Валерий Вильгельмович (RU)
Прозоров Евгений Анатольевич (RU)
Петрашкевич Александр Валерьевич (RU)

Устройство относится к судостроению, морской гидротехнике и касается преобразования энергии морских течений (волн, приливов и отливов) в силу, движущую судно. Устройство для преобразования энергии морских течений в силу, движущую судно, имеет корпус судна, несколько полых круговых цилиндров-роторов, установленных с возможностью вращения вокруг вертикальной оси, электропривод вращения ротора, приспособление для переключения направления вращения ротора, источник электрического тока - аккумулятор, а также электропривод вращения гребного винта судна. Корпус судна снабжен несколькими поперечными сквозными каналами, в которых установлены роторы так, что продольные оси роторов совпадают с продольной осью судна, а поперечные оси роторов смещены от поперечных осей сквозных каналов на величину, равную половине диаметра ротора. Окно между боковой стенкой сквозной камеры и ротором со стороны носа меньше, чем окно со стороны кормы судна. Поперечный сквозной канал в сечении может иметь прямоугольную форму, высота которого больше его ширины. Изобретение позволяет упростить конструкцию устройства и обеспечить доступность технического осмотра его элементов при эксплуатации устройства и минимальные затраты электрической энергии. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Устройство относится к области морской гидротехники и используется для преобразования энергии морских течений (волн, приливов и отливов) в силу, движущую судно.

Известна приливно-волновая гидроэлектростанция (А.с. №1211441, МПК F03B 13/12, бюл. №6, 1986 г.), содержащая неподвижный понтон, заглубленный под уровень моря и прикрепленный якорями ко дну, подвижный понтон и преобразователь энергии, гидроэлектростанция снабжена двумя эластичными емкостями, заполненными рабочей средой, и гибким водоводом, соединяющим эластичные емкости, на котором установлен преобразователь энергии, при этом подвижный понтон выполнен в виде платформы, присоединенной к поверхностным поплавкам посредством жестких вертикальных связей, причем эластичные емкости расположены между неподвижным понтоном и дном моря вертикально одна над другой, а платформа, взаимодействующая с емкостями, расположена между ними. Неподвижный понтон установлен на уровне моря в момент отлива.

Известно устройство для преобразования энергии воздушных потоков в силу, движущую судно, включающее корпус судна, парус, полые (два) круговые цилиндры-роторы, вращающиеся вокруг вертикальной оси, которая крепится к палубе (А.Флеттнер «Трехмачтовый моторнопарусный бриг Букау» из книги Н.Я.Фабриканта «Курс аэродинамики», часть первая, издательство НКТП СССР, М., Л., 1938, с.152-153). В основу этого устройства положена закономерность: при обтекании кругового цилиндра потоком с циркуляцией (замена циркуляции вращением ротора вокруг вертикальной оси) образуется подъемная сила F, которая направлена вдоль продольной оси судна (к носу) под углом 90° к направлению подходного потока V с левого борта судна при вращении ротора по часовой стрелке. Основной недостаток этого устройства заключается в том, что оно использует энергию воздушного потока, плотность (ρ_возд=1,228 кг/м³) которого значительно меньше плотности (ρ_воды=1000,0 кг/м³) воды. Известно, что подъемная сила F=ρГV, где ρ - плотность жидкости, которая обтекает ротор с циркуляцией Г при подходной скорости V. Из формулы видно, что подъемная сила прямо пропорциональна плотности обтекаемой жидкости. Таким образом, при обтекании ротора водой сила F будет значительно большее, чем F при обтекании ротора воздухом.

Предлагаемое устройство более рационально использует течение потока, так как использует морские течения (ρ_воды>ρ_возд) для преобразования их энергии в силу, движущую судно.

Устройство для преобразования энергии морских течений в силу, движущую судно, включающее корпус судна, несколько полых круговых цилиндров-роторов, установленных с возможность вращения вокруг вертикальной оси, электропривод вращения ротора, приспособление для переключения направления вращения ротора, источник электрического тока - аккумулятор, электропривод вращения гребного винта судна, отличающееся тем, что корпус судна снабжен несколькими поперечными сквозными каналами, в которых установлены роторы, так что продольные оси роторов совпадают с продольной осью судна, а поперечные оси роторов смещены от поперечных осей сквозных каналов на величину, равную половине диаметра ротора, причем окно между боковой стенкой сквозной камеры и ротором со стороны носа меньше, чем окно со стороны кормы судна. Поперечный сквозной канал в сечении имеет прямоугольную форму, высота которого больше его ширины.

Устройство для преобразования энергии морских течений в силу, движущую судно, поясняется чертежами: на фиг.1 показано устройство, план; на фиг.2 - вид A - A на фиг.1.

В корпусе судна 1 выполнено несколько поперечных (прямоугольных) сквозных каналов 2, в которых установлены полые круговые цилиндры-роторы 3 с возможность вращения вокруг вертикальной оси 4. При подходном течении V с левого борта судна роторы вращаются в направлении 5. Вращение роторов производится от электроприводов 6. В составе устройства имеется приспособление 7 для изменения направления вращения ротора против часовой стрелки в том случае, когда подходной поток подходит с правого борта судна. Роторы установлены так, что их продольные оси 8 совпадают с продольной осью 9 судна, а их поперечные оси 10 смещены от поперечных осей 11 сквозных каналов на величину, равную половине диаметра ротора, причем окно 12 между боковой стенкой сквозной камеры и ротором со стороны носа 13 меньше, чем окно 14 со стороны кормы 15 судна. Зазор между основаниями роторов и верхней и нижней стенками сквозных каналов минимален. В состав устройства входит источник электрического тока - аккумулятор 16, электропривод 17 вращения гребного винта 18 судна. Это оборудование необходимо для вращения роторов и маневров судна при отсутствии морских течений. Принятые обозначения: V - направление подходной скорости морского течения; F - направление подъемной силы, которая движет судно вперед.

Работает устройство следующим образом. Судно в море размещают так, чтобы направление морского течения V приходилось по борту судна. Если течение V с левого борта, то направление вращения роторов 3 от электроприводов 6 производится по часовой стрелке 5, если с правого, то приспособление 7 меняет направление вращения на направление против часовой стрелки. Роторы 3 обтекаются морским течением с циркуляцией, циркуляция потока образуется за счет вращения ротора 3 с небольшой скоростью. Распределение давления потока по боковой поверхности ротора 3 неравномерное. В области окна 12 давление отрицательное, это достигается за счет вращения ротора, совпадающего с направлением течения потока, и за счет больших скоростей течения потока в окне 12, площадь поперечного сечения которого меньше, чем площадь поперечного сечения окна 14. В области окна 14 имеет место положительное давление. В результате такого распределения давлений образуется подъемная сила F, направление которой совпадает с направлением продольной оси 9 судна. Эта сила F продвигает судно вперед. При размещении нескольких роторов по оси 9 силы F суммируются. При отсутствии морского течения судно перемещается (маневрирует) при помощи гребного винта 18, вращение которого производится от электропривода 17 с источником питания 16, который также используется для вращения роторов 3.

Внедрение устройства позволит использовать энергию морских течений для движения судна. Простота устройства и доступность технического осмотра его элементов позволит эксплуатировать его при минимальных затратах электрической энергии.

1. Устройство для преобразования энергии морских течений в силу, движущую судно, включающее корпус судна, несколько полых круговых цилиндров - роторов, установленных с возможностью вращения вокруг вертикальной оси, электропривод вращения ротора, приспособление для переключения направление вращения ротора, источник электрического тока - аккумулятор, электропривод вращения гребного винта судна, отличающееся тем, что корпус судна снабжен несколькими поперечными сквозными каналами, в которых установлены роторы так, что продольные оси роторов совпадают с продольной осью судна, а поперечные оси роторов смещены от поперечных осей сквозных каналов на величину, равную половине диаметра ротора, причем окно между боковой стенкой сквозной камеры и ротором со стороны носа меньше, чем окно со стороны кормы судна.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что поперечный сквозной канал в сечении имеет прямоугольную форму, высота которого больше его ширины.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к плавающим спасательным средствам. .

Качеход и качеприводной движитель // 2392177

Изобретение относится к водному транспорту, использующему энергию волн для движения и снабжения бортовых потребителей. .

Судно, питаемое и движимое энергией качки своего корпуса // 2365520

Изобретение относится к водному транспорту, в частности к судам, использующим энергию качки для обеспечения собственного поступательного движения и/или снабжения бортовых потребителей.

Секционное упругосгибаемое судно, его качеприводной движитель и способ доставки грузов морем с использованием энергии волн // 2356783

Изобретение относится к морскому транспорту, военному, спасательному и рыболовецкому флотам, спортивному судостроению. .

Судовой волнодвижитель // 2347714

Изобретение относится к судостроению, а именно к движителям, использующим энергию морских волн. .

Вспомогательное гидрореактивное устройство // 2322609

Изобретение относится к устройствам для преобразовния энергии волн, в частности для преобразования энергии колебания судна в гидрореактивную энергию, в том числе и при штормовых условиях с одновременным уменьшением качки вспомогательного гидрореактивного устройства вместе с устройством, на котором оно установлено, например судна.

Устройство для увеличения тяги судна // 2297361

Изобретение относится к судостроению и касается создания устройств для использования энергии волн с целью увеличения силы тяги для пропульсивного движения судов. .

Судовой движительный комплекс // 2286917

Изобретение относится к судостроению и касается конструкции судовых парусно-роторных движительных комплексов, использующих энергию ветра. .

Парусное судно // 2281880

Изобретение относится к судостроению и касается строительства парусных судов. .

Нос судна // 2238873

Изобретение относится к гидродинамике и судостроению и может быть использовано для увеличения скорости хода судна без повышения мощности его энергетической установки или для экономии топлива при снижения мощности в случае расчетной скорости хода.

Устройство для использования энергии морских волн // 2446984

Изобретение относится к плавучим транспортным средствам и может быть использовано на морских судах

Судно, использующее энергию качки корпуса // 2472669

Изобретение относится к области судостроения, а именно к судам, использующим энергию качки собственного корпуса

Спасательная шлюпка с устройством для обеспечения ее хода // 2479462

Изобретение относится к области судостроения, в частности к малым плавающим средствам - шлюпкам и плотам, в том числе спасательным, и касается их ходовых механизмов, а именно - привода ходового винта

Судовой волновой движитель // 2488518

Изобретение относится к области судостроения, в частности к судовым движителям, использующим энергию волн

Судовой волнодвижитель // 2528449

Изобретение относится к судовым устройствам, в частности к судовым волнодвижителям. Судовой волнодвижитель обладает более простой конструкцией, отсутствием вращательных механизмов и подвижных деталей. Волнодвижитель представляет собой наклонную пластину, жестко закрепленную определенным образом между корпусами катамарана, позволяющую увеличивать высоту и крутизну набегающей волны, благодаря возникающему потоку импульса, возникает сила тяги Т, которая позволяет катамарану двигаться против волн. Достигается использование энергии волн и создание тяговой силы. 1 ил.

Установка для преобразования энергии качки плавающего судна // 2536462

Изобретение относится к области нетрадиционных и возобновляющихся источников энергии, а именно волновой энергии и преобразования ее в другие виды, преимущественно в электрическую. Установка для преобразования качки плавающего судна содержит корпус из антикоррозийного материала, по бокам которого параллельно расположены трещоточные механизмы, один конец которых расположен в задней части установки, другой в передней части и прикреплен к валу цилиндрической формы. Оба конца соединены между собой цепью, прикрепленной к боковым выводам цистерны прямоугольной формы, расположенной внутри установки. На верху цистерны расположены передняя и задняя ручки. Цистерна установлена колесами на рельсах, прикрепленных ко дну установки. Между рельсами в передней и задней части установки расположены пружинно-тормозные системы, состоящие из пятки и пружины. На верхней части установки с внутренней стороны с обеих сторон расположены захватывающие механизмы, состоящие из карабина, замка и пружины. Изобретение направлено на упрощение конструкции установки, уменьшение затрат на изготовление. 5 ил.

Волнодвижитель парус-решётка // 2540156

Изобретение относится к судовым устройствам, в частности к плавучим якорям. Волнодвижитель парус-решетка представляет собой набор коротких по длине подводных парусов. Подводные паруса закреплены на кронштейне в районе носовой оконечности судна, при качке которого и взаимодействии набегающего потока с парусами на последних возникает тяговая сила Т, которая движет судно. Достигается создание конструкции паруса, в которой уменьшается площадь его кормовой оконечности. 1 ил.

Судовой волновой движитель // 2542677

Изобретение относится к судостроению, а именно к судовым волновым движителям, использующим энергию волн для движения судна или привод от двигателя при отсутствии волн. Судовой волновой движитель состоит из поворотных валов с крыльями, которые обеспечивают крыльям наклон с шаговым углом и движение вниз-вверх. Поворотные валы с ограничительными упорами крепятся к качающемуся на шарнире коромыслу. Коромысло установлено в корме вдоль диаметральной плоскости судна, и совершает необходимое движение крыльев вниз-вверх от рычагов с педалями для малых судов или от шарнирного четырехзвенного механизма с двигателем для больших судов. Достигается повышение маневренности судна. 5 з.п. ф-лы, 8 ил.

Спасательная шлюпка с гидроволновым движителем // 2603812

Изобретение относится к области судостроения, в частности к малым плавающим средствам - шлюпкам и плотам, а также к области их ходовых механизмов, в частности к приводу ходового винта. Спасательная шлюпка с гидроволновым движителем состоит из люльки с сиденьями для пассажиров, которая имеет возможность циклических колебаний на угол ±α при килевой качке шлюпки на волнах. Торцы люльки совмещены с вертикальными дуговыми секторами. Центры дуговых секторов связаны с горизонтальной осью ее колебания, которая размещена поперек корпуса шлюпки. В опорах на боковых сторонах люльки установлены опорные колеса с возможностью свободного вращения на жестко связанных с ними осях, а за счет устойчивой ориентации к центру Земли центра масс люльки, она расположена горизонтально с возможностью свободного качения на опорных колесах по установленным вдоль оси шлюпки вогнутым дуговым направляющим, вертикальная ось которых связана с центром ее массы. Оси опорных колес кинематически связаны с валами роторов электрогенераторов, которые закреплены на люльке. Достигается упрощение устройства для обеспечения хода шлюпки. 19 з.п. ф-лы, 7 ил.

Судно с гидроволновой энергетической установкой // 2603813

Изобретение относится к судостроению, а именно к внутреннему устройству корпусов судов, двигателей и размещению грузов, а также к сфере гидроволновой энергетики, в частности к электрогенераторам. Судно с гидроволновым движителем использует энергию качки его корпуса волнами и ветром и содержит перемещающиеся относительно корпуса судна грузы, которые кинематически связаны с валами роторов электрогенераторов. Основания грузов выполнены по дуге окружности и имеют возможность дугового перемещения в его корпусе. Для образования энергетического потенциала гидроволнового движителя за счет массы перевозимых судном грузов, которые размещены во введенных в отсеки его корпуса емкостях-секторах цилиндров с дуговым основанием. Грузы установлены на параллельные основанию опорные ролики с возможностью устойчивой ориентации основания емкости с грузом к центру Земли в вертикальной плоскости и свободного поворота дуги основания на опорных роликах при качке ветром и волнами корпуса судна. С роторами или статорами электрогенераторов кинематически связаны опорные ролики. Достигается расширение эксплуатационных возможностей и повышение эффективности работы устройства путем увеличения количества энергии качки. 24 з.п. ф-лы, 12 ил.