Система для преобразования энергии водяных волн в электроэнергию и механизм для изменения колебательного вращения на однонаправленное вращение (варианты)

Авторы патента:


Система для преобразования энергии водяных волн в электроэнергию и механизм для изменения колебательного вращения на однонаправленное вращение (варианты)
Система для преобразования энергии водяных волн в электроэнергию и механизм для изменения колебательного вращения на однонаправленное вращение (варианты)
Система для преобразования энергии водяных волн в электроэнергию и механизм для изменения колебательного вращения на однонаправленное вращение (варианты)
Система для преобразования энергии водяных волн в электроэнергию и механизм для изменения колебательного вращения на однонаправленное вращение (варианты)
Система для преобразования энергии водяных волн в электроэнергию и механизм для изменения колебательного вращения на однонаправленное вращение (варианты)
Система для преобразования энергии водяных волн в электроэнергию и механизм для изменения колебательного вращения на однонаправленное вращение (варианты)
Система для преобразования энергии водяных волн в электроэнергию и механизм для изменения колебательного вращения на однонаправленное вращение (варианты)
Система для преобразования энергии водяных волн в электроэнергию и механизм для изменения колебательного вращения на однонаправленное вращение (варианты)
Система для преобразования энергии водяных волн в электроэнергию и механизм для изменения колебательного вращения на однонаправленное вращение (варианты)
Система для преобразования энергии водяных волн в электроэнергию и механизм для изменения колебательного вращения на однонаправленное вращение (варианты)
Система для преобразования энергии водяных волн в электроэнергию и механизм для изменения колебательного вращения на однонаправленное вращение (варианты)
Система для преобразования энергии водяных волн в электроэнергию и механизм для изменения колебательного вращения на однонаправленное вращение (варианты)
Система для преобразования энергии водяных волн в электроэнергию и механизм для изменения колебательного вращения на однонаправленное вращение (варианты)
Система для преобразования энергии водяных волн в электроэнергию и механизм для изменения колебательного вращения на однонаправленное вращение (варианты)
Система для преобразования энергии водяных волн в электроэнергию и механизм для изменения колебательного вращения на однонаправленное вращение (варианты)
Система для преобразования энергии водяных волн в электроэнергию и механизм для изменения колебательного вращения на однонаправленное вращение (варианты)
Система для преобразования энергии водяных волн в электроэнергию и механизм для изменения колебательного вращения на однонаправленное вращение (варианты)
Система для преобразования энергии водяных волн в электроэнергию и механизм для изменения колебательного вращения на однонаправленное вращение (варианты)

 


Владельцы патента RU 2500917:

ДРАГИЧ Миле (RS),

Изобретение относится к использованию энергии волн и ее преобразованию в рабочее движение системы генерирования электрической энергии. Механизм постоянного вращения для изменения колебательного вращения на однонаправленное вращение выходного вала содержит шестерню 27, присоединенную к входному валу 321а, первую муфту 322с, присоединенную к входному валу 321а, шестерню 323f, присоединенную между шестерней 27 и муфтой 322с, шестерню 323j, присоединенную к промежуточному валу 325а, шестерню 323g и одностороннюю муфту 322d, присоединенные к промежуточному валу 325b, промежуточный вал 325с с шестерней 323l, связанный с односторонней муфтой 322d. Муфта 322с присоединена к промежуточному валу 325а. Связь между шестернями 323j и 323l достигается посредством промежуточной шестерни 323k, которая присоединена к выходному валу 327. Изобретение направлено на обеспечение высокой степени использования энергии волн. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 18 ил.

 

Настоящее изобретение относится, в целом, к использованию энергии водяных волн и преобразованию энергии волн в электрическую энергию. В частности, настоящее изобретение относится к системе, которая использует прямолинейное движение волн для генерации электроэнергии.

Также, настоящее изобретение относится, в целом, к области механических устройств и, в частности, к системе для работы с жидкостями, т.е. системе механических деталей и блоков, которые обеспечивают точную работу двигателей или установок. Согласно международной патентной классификации (IPC) их можно отнести к классам: F15B/00; F16H 3/00; F16H 37/14; F16H 37/16; В63В 1/00.

Настоящее изобретение решает проблему проектирования формы плавающего тела и преобразования периодического, переменного и прямолинейного движения входного вала, приводимого в движение плавающим телом, в одностороннее вращение выходного вала для достижения высокой степени использования энергии волн. Плавающее тело, связанное с вертикальным валом, движется вертикально вверх и вниз в соответствии с движением волны. Когда вертикальный вал снабжен линейными шестеренчатыми зубьями, используемыми для вращения шестерни, шестерня движется в одном направлении вращения, когда плавающее тело движется вверх вместе с волной, и в другом направлении вращения, когда плавающее тело движется вниз во втором направлении вращения. Постоянное изменение направления вращения шестерни (по/против часовой стрелки), приводит к постоянному изменению направления вращения вала генератора. Эта колебательная конфигурация не является оптимальной для выработки электроэнергии.

В настоящее время энергия волн не используется для выработки электрической энергии, за исключением экспериментальных установок. Электростанции ограничены количеством доступного ископаемого топлива, используемого для приведения в действие турбин, что ставит их в ряд наиболее интенсивных источников загрязнения окружающей среды. Атомные электростанции являются мощными источниками энергии, но представляют большую опасность в случае повреждения (например, Чернобыль и некоторые станции в США). Выпуская большое количество водяного пара в атмосферу, они увеличивают глобальное загрязнение. Утилизация ядерных отходов также представляет серьезную проблему.

Альтернативно, электроэнергия вырабатывается на электростанциях, построенных на речных и озерных плотинах. Однако возведение таких станций сложно и затратно. Приморские страны не могут использовать этот источник для выработки электроэнергии. Единственным решением для этих стран является использование энергии водяных волн. Предыдущие попытки использования энергии водяных волн для выработки электроэнергии были неудачными в силу некоторых конкретных недостатков и никогда не были реализованы на практике.

В патенте №Р-2007/0346 потребление энергии водяных волн значительно более рационально, но все же имеет очень малый коэффициент использования. В частности, в случае жесткого передаточного элемента, энергия движения в двух направлениях не используется. Вместо этого, происходит движение без нагрузки, когда плавающее тело движется вниз к воде. Показанное плавающее тело сконструировано так, что соприкасается с незначительной площадью волны, и плавающее тело отталкивается от волны.

Настоящее раскрытие относится к системе генерации энергии с конструктивными инновациями, которые обеспечивают более высокую эффективность в использовании энергии волн. Было сконструировано устройство, не содержащее деталей, прикрепленных к морскому дну толщи воды.

В одном варианте осуществления, жесткое тело передачи усилия заменено гибким, где двустороннее движение плавающего тела используется для генерирования электрической энергии. Был сконструирован механизм, который преобразует двустороннее движение входного вала в одностороннее вращение выходного вала. В системе для преобразования энергии волн в электрическую энергию, этот механизм связывает жесткое вертикальный тело с мультипликатором.

Поскольку существуют разные виды волн, которые отличаются, например, размером, силой, частотой, было спроектировано несколько разных вариантов систем для получения более высокого использования энергии волн. Используя плавающее тело меньшей массы, можно добиться увеличения массы смещаемой жидкости, т.е. увеличения рабочего вращающего момента. Сама по себе форма тела обеспечивает лучшее слипание плавающего тела с волной и улучшенную компенсацию изменений в частоте волны.

Высокая степень использования энергии волн достигается за счет трех изменений, и энергию волн можно использовать без каких-либо деталей, прикрепленных к морскому дну толщи воды.

Таким образом, согласно первому аспекту настоящего изобретения создан механизм постоянного вращения для изменения колебательного вращения на однонаправленное вращение выходного вала, содержащий

шестерню, присоединенную к входному валу,

первую муфту, присоединенную к входному валу,

шестерню, присоединенную между шестерней и муфтой,

муфту, присоединенную к промежуточному валу,

шестерню, присоединенную к промежуточному валу,

шестерню и одностороннюю муфту, присоединенные к промежуточному валу,

промежуточный вал с шестерней, связанный с односторонней муфтой,

причем связь между шестернями достигается посредством промежуточной шестерни, которая присоединена к выходному валу.

Согласно второму аспекту изобретения создан механизм постоянного вращения для изменения колебательного вращения на однонаправленное вращение выходного вала, содержащий

шестерни, присоединенные к линейной передаточного элемента, имеющего зубчатые рейки с пластинчатыми зубьями,

причем шестерня присоединена к валу, а шестерня присоединена к валу,

одностороннюю муфту, присоединенную к валу и к валу,

одностороннюю муфту, связанную с валом и с валом,

шестерню, присоединенную к валу, и шестерню, присоединенную к валу,

при этом шестерни выполнены с возможностью сцепления с промежуточной шестерней, которая присоединена к выходному валу, причем возвратно-поступательное прямолинейное движение передаточного элемента приводит к вращению шестерен по и против часовой стрелки, но к вращению выходного вала в одном направлении.

Предпочтительно, выходной вал присоединен к мультипликатору, который мультиплицирует обороты выходного вала.

Предпочтительно, мультипликатор присоединен к генератору для выработки электрической энергии.

Предпочтительно, линейный передаточный элемент присоединен с возможностью поворота к плавающему телу, которое выполнено с возможностью плавать на толще воды и подниматься и опускаться совместно с движением волн, так что восходящее движение плавающего тела приводит к восходящему движению линейного передаточного элемента, чтобы шестерни вращались в первом направлении, и нисходящее движение плавающего тела приводит к нисходящему движению линейного передаточного элемента, чтобы шестерни вращались во втором направлении.

Согласно третьему объекту изобретения создана система для преобразования энергии водяных волн воды в электрическую энергию, содержащая

плавающее тело, выполненное с возможностью плавать в воде;

передаточный элемент, присоединенный с возможностью поворота к плавающему телу в точке под центром тяжести плавающего тела, причем передаточный элемент выполнен с возможностью практически прямолинейного движения в ответ на восходящее и нисходящее движение плавающего тела),

механизм преобразования для преобразования практически прямолинейного движения передаточного элемента во вращательное движение, и

генератор для преобразования вращательного движения механизма преобразования в электроэнергию.

Предпочтительно, механизм преобразования включает в себя механизм постоянного вращения и мультипликатор для преобразования двунаправленного прямолинейного движения в однонаправленное вращательное движение.

Предпочтительно, передаточный элемент включает в себя пластинчатые зубья, выполненные с возможностью сцепления с зубьями входной шестерни.

Предпочтительно, входная шестерня присоединена к двум односторонним муфтам и к промежуточной шестерне для преобразования энергии двунаправленного вращения в энергию однонаправленного вращения.

Предпочтительно, плавающее тело имеет закрытую полость и открытую полость, причем открытая полость имеет устье, открытое в направлении вниз в воду.

Предпочтительно, система дополнительно содержит средство удаления для удаления воздуха из открытой полости, чтобы открытая полость могла практически полностью наполняться водой при использовании.

Предпочтительно, плавающее тело имеет основание в форме призмы.

Предпочтительно, система дополнительно содержит поплавки, присоединенные посредством профиля с боковых сторон основания.

Предпочтительно, система дополнительно содержит центральную часть с передаточным элементом, присоединенным к центральной части у соединения.

Предпочтительно, вода, захваченная в основании, создает эффект вакуума, вытягивая плавающее тело при нисходящем движении волны.

Предпочтительно, центральная часть имеет цилиндрическую форму, что позволяет плавающему телу вращаться относительно передаточного элемента.

Дополнительные признаки раскрытия станут ясны специалистам в данной области техники по рассмотрению нижеследующего подробного описания иллюстративных вариантов осуществления, демонстрирующих наилучший путь осуществления представленного раскрытия.

Настоящее изобретение и его преимущества очевидным образом следуют из нижеследующего подробного описания, приведенного со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг.1 - вид в продольном разрезе механизма постоянного вращения, используемого для сохранения постоянного направления вращения выходного вала;

фиг.1а - схема механизма постоянного вращения, показанного на фиг.1;

фиг.1b - изометрический вид механизма постоянного вращения, показанного на фиг.1;

фиг.1c - вид спереди механизма постоянного вращения, показанного на фиг.1;

фиг.1d - вид в разрезе по линии A-A с фиг.1c;

фиг.1e - вид в разрезе по линии B-B с фиг.1c;

фиг.2 - схема механизма постоянного вращения для сохранения постоянного вращения выходного вала в одном направлении, в то время как входной вал попеременно вращается по и против часовой стрелки;

фиг.3 - схема другого варианта осуществления механизма постоянного вращения, где показано постоянное направление вращения выходного вала и где показаны два входных вала, вращающихся по часовой стрелке и против часовой стрелки;

фиг.4 - схема первого варианта осуществления плавающего тела в продольном разрезе;

фиг.4a - вид в разрезе первого варианта осуществления плавающего тела;

фиг.5 - изометрический вид второго варианта осуществления формы плавающего тела;

фиг.5a - вид в разрезе, взятый по линии 5a-5a с фиг.5, где показан второй вариант плавающего тела;

фиг.5b - вид в разрезе взятый по линии 5b-5b с фиг.5, где показан второй вариант плавающего тела;

фиг.6 - другой вариант осуществления системы генерации энергии, где показаны плавающее тело и гибкие передаточные валы, присоединенные к верхней и нижней части плавающего тела;

фиг.6a - вид в разрезе плавающего тела;

фиг.7 - система генерации энергии с механизмом для преобразования электрическая энергия, расположенным между жестким телом и мультипликатором;

фиг.7a - схематический вид в разрезе плавающего тела; и

фиг.8 - схематический изометрический вид системы генерации энергии, плавающей на поверхности воды.

Хотя настоящее изобретение предусматривает варианты осуществления в различных формах, они показаны на чертежах, и будут подробно здесь описаны, варианты осуществления с пониманием того, что настоящее описание подлежит рассмотрению в порядке иллюстрации принципов изобретения и не призвано ограничивать раскрытие деталями конструкции и организацией компонентов, представленными в нижеследующем описании или изображенными на чертежах.

На фиг.1 показан механизм 300 постоянного вращения для изменения направления вращения, используемый для преобразования периодического переменного вращательного движения, создаваемого жестким передаточным элементом 26 на входном вале 321, в одностороннее вращение выходного вала 327. Выходной вал 327, в своем базовом варианте осуществления, коаксиален входному валу 321. Входной вал 321 передает вращение по часовой стрелке на муфту 322b, на выходной вал 327 механизма 300 постоянного вращения. Отличительной особенностью этого варианта осуществления является то, что обе односторонние муфты 322a и 322b расположены на входном вале 321 и действуют парно. В этом случае, односторонняя муфта 322а совершает движение без нагрузки и не передает вращающий момент.

В случае, когда жесткий передаточный элемент 26 движется вниз к воде, т.е. когда входной вал 321 вращается в направлении против часовой стрелки, односторонняя муфта 322а передает вращающий момент шестерне 323a и, через шестерню 323c на промежуточный вал 325 и на шестерню 323d, на промежуточную шестерню 323e, которая преобразует направление вращения совместно с шестерней 323b. Шестерня 323b передает вращающий момент далее на выходной вал 327 механизма 300 постоянного вращения через связь (соединение) 326. Вращающий момент передается далее на мультипликатор 17 и генератор 20. Вращаясь в этом направлении, односторонняя муфта 322b не передает вращающий момент, то есть работает на холостом ходу. Жесткий передаточный элемент включает в себя пластинчатые зубья, проходящие вдоль длины жесткого передаточного элемента. Пластинчатые зубья сцепляются с шестерней 27 для вращения входного вала 321 механизма постоянного вращения.

Другой вариант осуществления механизма 300 постоянного вращения показан на фиг.2. В этом варианте осуществления, входной вал 321а и выходной вал 327 параллельны, и односторонние муфты 322с и 322d находятся на разных валах. Шестерня 27 плотно присоединена к одному концу входного вала 321a, и односторонняя муфта 322с плотно присоединена к другому концу входного вала 321a. Шестерня 323f сцеплена с шестерней 323g, которая жестко присоединена к валу 325b на одном конце. Односторонняя муфта 322d жестко посажена на другом конце вала 325b. Один конец вала 325а жестко присоединен к кожуху односторонней муфты 322c, и шестерня 323j жестко присоединена к другому концу вала 325а. Один конец вала 325c жестко связан с кожухом односторонней муфты 322d, тогда как шестерня 323l плотно связана с другим концом вала 325 с.Шестерни 323j и 323l связаны друг с другом посредством промежуточной шестерни 323k, которая плотно связана с выходным валом 327 механизма 300. Оба варианта осуществления преобразуют двунаправленное вращательное движение в однонаправленное вращательное движение. Без этой конфигурации, электрический генератор менял бы направление своего вращения каждый раз, при подъеме и спуске жесткого вала.

Вращающий момент передается на входной вал 321a через шестерню 27, и когда он вращается в направлении, которое передается односторонней муфтой 322c, вращающий момент передается на шестерню 323j через вал 325a, и далее через шестерню 323k на выходной вал 327. Муфта 322d в этом случае не нагружена, и не передает вращающий момент. Когда он вращается в направлении, которое передается односторонней муфтой 322d, вращающий момент передается с входного вала 321а, через связанные шестерни 323f и 323g, на вал 325b и муфту 322d. Муфта 322d передает вращающий момент валу 325c. Вал 325c, через связанные шестерни 323l и 323k, передает вращающий момент на выходной вал 327.

На фиг.3 показан другой вариант осуществления механизма 300 постоянного вращения, где жесткий передаточный вал 26a с двумя параллельными рабочими сторонами (в этом варианте зубчатыми рейками) используется в качестве привода. Вал 26а имеет противоположные вертикальные пластинчатые зубья, проходящие по длине вала. Механизм имеет два параллельных входных вала 321b и 321с. Шестерня 27a плотно присоединена к одному концу вала 321b, и односторонняя муфта 322е присоединена к другому концу. Шестерня 27b жестко присоединена к одному концу вала 321с, и односторонняя муфта 322f присоединена к другому концу. Кожух односторонней муфты 322e плотно присоединен к одному концу вала 325d, и шестерня 323m присоединена к другому концу. Кожух односторонней муфты 322f присоединен к одному концу вала 325е, и шестерня 323n плотно присоединена к другому концу. Шестерни 323m и 323n связаны с промежуточной шестерней 323o, которая присоединена к выходному валу 327.

Вращающий момент на входных валах 321b и 321c получается за счет вертикального движения в первом направлении (т.е. “вверх”) жесткого передаточного вала 26a к шестерне 27a и через одностороннюю муфту 322e. От муфты 322е мощность передается на вал 325d и далее, через шестерни 323m и 323n, на выходной вал 327. В этом случае, односторонняя муфта 322f не нагружена. Когда передаточный вал 26a движется во втором направлении (т.е. “вниз”), вращающий момент передается шестерне 27b через одностороннюю муфту 322f, с входного вала 321c на вал 325е, на шестерню 323n и через промежуточную шестерню 323o на выходной вал 327. При движении передаточного вала 26a во втором направлении, односторонняя муфта 322e не нагружена. В этом варианте осуществления, количество шестерней в механизме сокращено, и в результате этого сокращения, начальные моменты механизма 300 постоянного вращения также уменьшаются.

На фиг.4 и 8 показаны разные варианты осуществления плавающих тел IIa, IIb, IIc и IId. Плавающие тела IIa, IIb и IIe являются комбинацией жестких оснований 2a, 2b и 2c и поплавков 66 согласно фиг.6, 6а, 7 и 7а.

На фиг.4 и 4а показано плавающее тело IIc, выполненное в форме призмы и присоединенное к жесткому передаточному элементу 26. Плавающее тело IIc состоит из основания 2c в форме призмы, к боковым граням которой плотно присоединены поплавки 66. Поплавки 66 присоединены посредством профиля 67, который позволяет плавающему телу IIc плавать. В верхней центральной части 68 находится цилиндрический элемент, показанный на фиг.4. Жесткий передаточный элемент 26c шарнирным соединением 3 связан с цилиндрическим элементом. В основном, призматическая форма плавающего тела IIc объясняется тем, что длинная грань призмы всегда параллельна волновому фронту. Эта особенность объясняется правилом, согласно которого силы трения в пограничном слое, на объемном препятствии, больше на длинной грани призмы, если она расположена вертикально к волновому фронту, и эти силы заставляют плавающее тело вращаться. (Закон природы)

Основание 2c имеет призматическую форму, аналогичную открытому ящику, открытая сторона которого обращена к воде, для обеспечения создания пониженного давления в полости 68a, когда плавающее тело IIc плавает. Это пониженное давление необходимо для снижения амплитуды колебаний плавающего тела IIc, и, благодаря малой массе плавающего тела IIc, развития достаточно большого усилия на жестком передаточном элементе 26 для создания большего вертикального движения при его движении к поверхности воды. Это достигается за счет добавления объема воды, захваченного внутри основания 2c, к массе основания 2c. Вода, захваченная в основании 2c, создает эффект вакуума, вытягивая плавающее тело IIc при нисходящем движении волны. Это снижает общую массу плавающего тела IIc, позволяя телу легко подниматься с волной. Центральная часть 68 основания IIc имеет цилиндрическую форму, что позволяет плавающему телу IIc вращаться относительно жесткого передаточного элемента 26, который присоединен к основанию 2c шарнирным соединением 3. Гибкая крышка 4a размещена на центральной части 68 основания 2c. Крышка не мешает вращению и препятствует попаданию воды в центральную часть 68. Плавающее тело IIc предназначено для более высоких и длинных волн 5.

На фиг.5, 5a и 5b показано плавающее тело IId с основанием 2c в форме призмы. Проточные средства 69 удаления встроены в верхнюю сторону плавающего тела IId. В центре верхней стороны тела предусмотрена полость 68a. Жесткий передаточный элемент 26c шарнирным соединением 3 связан с основанием 2c. На нижней стороне плавающего тела IId имеется полость 68a, проходящая по всей длине плавающего тела IId. Полость 68a достигает более коротких, боковых сторон, которые закрыты на протяжении всей высоты плавающего тела IId.

Полости 68b внутри плавающего тела IId обеспечивают мореходность и плавучесть плавающего тела IId. Проточные средства 69 удаления выпускают воздух, захваченный под плавающим телом, в атмосферу, и вода заполняет это пространство и, таким образом, увеличивает массу плавающего тела IId. Частицы волны, захваченные в полости 68a, движутся вертикально вверх, повышая устойчивость плавающего тела IId, и, совместно с увеличенной массой плавающего тела, увеличивают вращающий момент на вале генератора 20. Плавающее тело IId предназначено для более высоких и длинных волн 5. Опять же, вода в полости 68a создает всасывающую силу, тянущую тело IId вниз при нисходящем движении волны.

На фиг.6 показано плавающее тело IIa, основание 2a которого присоединено к шкиву 36 гибким передаточным валом 28, намотанным на шкив 36. Основание 2a связано с рабочим шкивом 36a гибким передаточным валом 28a через промежуточные шкивы 38a и 38b. Гибкий передаточный вал 28a намотан на рабочий шкив 36a. Противовесы 30 используются для поддержания непрерывного натяжения гибких передаточных валов 28 и 28a. Шкивы 38a и 38b плотно и с возможностью вращения (они могут вращаться), присоединены к опорной штанге 8a. Генератор 20, мультипликаторы 17 и 17a, односторонние муфты 16 и 16a и шкивы 36 и 36a жестко присоединены к опорной штанге 8. Опорная штанга 8 присоединена к механизмам 500, которые позволяют опорной штанге 8 вертикально перемещаться вдоль колонн 1 для компенсации приливов и отливов.

Когда волна 5 поднимает плавающее тело IIa, гибкий передаточный вал 28а передает движение через промежуточные шкивы 38a и 38b на шкив 36a, который вращается вследствие разматывания гибкого передаточного вала 28a. Вращение шкива 36 передает вращающий момент, через одностороннюю муфту 16а и мультипликатор 17a, генератору 20. Когда плавающее тело IIa движется к воде в результате разматывания гибкого передаточного вала 28, шкив 36 вращается и, через одностороннюю муфту 16 и мультипликатор 17, передает вращающий момент генератору 20. Благодаря попеременному действию муфт 16 и 16a, вал генератора 20 всегда вращается в одном направлении, независимо от того, с какой стороны он получает движущую силу. Плавающее тело IIa предназначено для более низких и коротких волн 5.

На фиг.6a показан вид в разрезе плавающего тела IIa, демонстрирующий расположение проточных средств 69 удаления. Проточные средства 69 удаления используются для выпуска воздуха из полости тела. Удаление воздуха позволяет волне толкать тело вниз при нисходящем движении плавающего тела. На фиг 6a также показано основание плавающего тела, которое, в этом случае, затоплено.

На фиг.7 показано плавающее тело IIb, присоединенное к механизму 300 постоянного вращения посредством жесткого передаточного элемента 26, имеющего шестеренчатые зубья, направляющую 7 и шестерню 27. Выходной вал механизма 300 постоянного вращения присоединен к генератору 20 через мультипликатор 17. В этом варианте осуществления, рабочий ход достигается, когда плавающее тело движется вверх совместно с волной, а также при движении в противоположном направлении. Это возможно благодаря использованию механизма 300 постоянного вращения.

Механизм 300 совместно с мультипликатором 17 и генератором 20 жестко присоединен к штанге 8, и штанга 8 связана со столбами 1 механизмом 500. Механизм 500 регулировки высоты встроен в системы для преобразования энергии волн в электрическую энергию в областях со значительной разницей между высотой прилива и отлива для уменьшения длины жесткого передаточного элемента 26. Плавающее тело IIb предназначено для более низких и коротких волн 5.

На фиг.7а показан вид в разрезе плавающего тела IIb, которое полностью скрыто под поверхностью воды. Этот вариант осуществления можно обеспечить за счет проточных средств 69 удаления, используемых для выпуска воздуха и расположенных под основанием плавающего тела 2b. Гибкая крышка 4a присоединена к плавающему телу IIa, чтобы жесткий элемент 26 мог поворачиваться и, в то же время, для предотвращения поступления воды в центральную часть 68.

На фиг.8 показан другой вариант осуществления устройства, который отличается от вышеописанных вариантов осуществления - оно не связано с дном толщи воды, но свободно плавает на поверхности воды и генерирует электрическую энергию из относительной разности между амплитудами волны. Система может состоять из плавающих тел IIb, IIe, IId или может быть комбинацией этих плавающих тел. Плавающее тело IId связано с жестким передаточным элементом 26 и располагается в центральной части. Плавающие тела IIc присоединены к обеим боковым сторонам плавающего тела IId, плотно и с возможностью вращения и скольжения, и плотное, вращательное и скользящее соединение достигается боковыми опорами 60, снабженными или IIc снабженными продольными направляющими 65. В отсутствие направляющих 65, расстояние между плавающими телами IIc постоянно. В этом варианте осуществления, опорная штанга 8 жестко присоединена к сферическим опорам 55, которые присоединены к поперечным опорам 60.

Плавающее тело IId, в центральной части, присоединено к боковым опорам 60, с возможностью вращения и скольжения, посредством вертикальных направляющих 7c. Направляющие 7c позволяют плавающему телу IId совершать вертикальное движение. Это устройство использует вышеупомянутую особенность для занятия позиции, в которой длинная сторона плавающего тела всегда параллельна волновому фронту. Когда волна достигает плавающего тела IIc, волна и плавающее тело поднимаются одновременно, и, в то же время, центральное плавающее тело IId тонет совместно с волной. Такого рода движение приводит к активации жесткого элемента 26, который передает вращающий момент далее на генератор 20, через шестерню 27, механизм 300 и мультипликатор 17. В зависимости от частоты волны, можно регулировать расстояние между плавающим телом IId и плавающими телами IIc.

Система для передачи энергии водяных волн от плавающего тела IIa, IIb, IIc и IId на механизм 300 может действовать, либо посредством жесткого передаточного элемента 26, либо посредством жесткого передаточного вала 28.

Хотя варианты осуществления были проиллюстрированы и описаны на чертежах и в вышеприведенном описании, такие иллюстрации и описания приведены в качестве примера и не носят ограничительного характера, кроме того, следует понимать, что показаны и описаны лишь иллюстративные варианты осуществления, и что все изменения и модификации, отвечающие сущности изобретения подлежат защите. Описание и чертежи предназначены для иллюстрации вариантов осуществления изобретения, и они не содержат или налагают ограничения на эти варианты осуществления. Существует ряд преимуществ настоящего изобретения, вытекающих из различных признаков, изложенных в описании. Заметим, что альтернативные варианты осуществления раскрытия могут не включать в себя все вышеописанные признаки, и все же пользоваться, по меньшей мере, некоторыми преимуществами таких признаков. Специалисты в данной области техники могут предложить свои собственные реализации раскрытия и соответствующих способов, не проводя уникальных экспериментальных исследований, которые включают в себя один или несколько признаков изобретения и отвечают сущности и объему настоящего изобретения и прилагаемой формулы изобретения.

1. Механизм постоянного вращения для изменения колебательного вращения на однонаправленное вращение выходного вала, содержащий шестерню (27), присоединенную к входному валу (321а), первую муфту (322с), присоединенную к входному валу (321а), шестерню (323f), присоединенную между шестерней (27) и муфтой (322с), причем муфта (322с), присоединена к промежуточному валу (325а), шестерню (323j), присоединенную к промежуточному валу (325а), шестерню (323g) и одностороннюю муфту (322d), присоединенные к промежуточному валу (325b), промежуточный вал (325с) с шестерней (323l), связанный с односторонней муфтой (322d), причем связь между шестернями (323j и 323l) достигается посредством промежуточной шестерни (323k), которая присоединена к выходному валу (327).

2. Механизм постоянного вращения для изменения колебательного вращения на однонаправленное вращение выходного вала, содержащий шестерни (27а и 27b), присоединенные к линейному передаточному элементу (26а), имеющему зубчатые рейки с пластинчатыми зубьями, причем шестерня (27а) присоединена к валу (321b), а шестерня (27b) присоединена к валу (321с), одностороннюю муфту (322е), присоединенную к валу (321b) и к валу (325d), одностороннюю муфту (322f), связанную с валом (321с) и с валом (325е), шестерню (323m), присоединенную к валу (325d), и шестерню (323n), присоединенную к валу (325е), при этом шестерни (323m и 323n) выполнены с возможностью сцепления с промежуточной шестерней (323о), которая присоединена к выходному валу (327), причем возвратно-поступательное прямолинейное движение передаточного элемента (26а) приводит к вращению шестерен (27а и 27b) по и против часовой стрелки, но к вращению выходного вала (327) в одном направлении.

3. Механизм по п.2, в котором выходной вал (327) присоединен к мультипликатору, который мультиплицирует обороты выходного вала.

4. Механизм по п.3, в котором мультипликатор присоединен к генератору для выработки электрической энергии.

5. Механизм по п.4, в котором линейный передаточный элемент присоединен с возможностью поворота к плавающему телу, которое выполнено с возможностью плавать на толще воды и подниматься и опускаться совместно с движением волн, так что восходящее движение плавающего тела приводит к восходящему движению линейного передаточного элемента, чтобы шестерни (27а и 27b) вращались в первом направлении, и нисходящее движение плавающего тела приводит к нисходящему движению линейного передаточного элемента, чтобы шестерни (27а и 27b) вращались во втором направлении.

6. Система для преобразования энергии водяных волн воды в электрическую энергию, содержащая плавающее тело (IIb, IIc, IId), выполненное с возможностью плавать в воде; передаточный элемент (26), присоединенный с возможностью поворота к плавающему телу (IIb, IIc, IId) в точке (3) под центром тяжести плавающего тела (IIb, IIc, IId), причем передаточный элемент (26) выполнен с возможностью практически прямолинейного движения в ответ на восходящее и нисходящее движение плавающего тела (IIb, IIc, IId), механизм (300) преобразования для преобразования практически прямолинейного движения передаточного элемента (26) во вращательное движение, и генератор (20) для преобразования вращательного движения механизма (300) преобразования в электроэнергию.

7. Система по п.6, в которой механизм преобразования включает в себя механизм (300) постоянного вращения и мультипликатор (17) для преобразования двунаправленного прямолинейного движения в однонаправленное вращательное движение.

8. Система по п.7, в которой передаточный элемент (26) включает в себя пластинчатые зубья, выполненные с возможностью сцепления с зубьями входной шестерни (27).

9. Система по п.8, в которой входная шестерня (27) присоединена к двум односторонним муфтам (16, 16а) и к промежуточной шестерне (323о) для преобразования энергии двунаправленного вращения в энергию однонаправленного вращения.

10. Система по п.6, в которой плавающее тело имеет закрытую полость (68b) и открытую полость (68а), причем открытая полость (68а) имеет устье, открытое в направлении вниз в воду.

11. Система по п.10, дополнительно содержащая средство (69) удаления для удаления воздуха из открытой полости (68а), чтобы открытая полость (68а) могла практически полностью наполняться водой при использовании.

12. Система по п.6, в которой плавающее тело имеет основание (2с) в форме призмы.

13. Система по п.12, дополнительно содержащая поплавки (66), присоединенные посредством профиля (67) с боковых сторон основания (2с).

14. Система по п.13, дополнительно содержащая центральную часть (68) с передаточным элементом (26), присоединенным к центральной части (68) у соединения (3).

15. Система по п.14, в которой вода, захваченная в основании (2с), создает эффект вакуума, вытягивая плавающее тело (IIc) при нисходящем движении волны.

16. Система по п.14, в которой центральная часть (68) имеет цилиндрическую форму, что позволяет плавающему телу (IIc) вращаться относительно передаточного элемента (26).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области использования энергии морских волн для производства электроэнергии. .

Изобретение относится к преобразователю волновой энергии. .

Изобретение относится к волноэнергетической установке для производства электроэнергии. .

Изобретение относится к волноэнергетическому устройству для производства электроэнергии, а также к применению волноэнергетического устройства и способу производства электрической энергии.

Изобретение относится к области морской энергетики и может быть использовано для энергоснабжения средств морского базирования. .

Изобретение относится к области производства электроэнергии путем преобразования механической энергии, например энергии морских волн, в электрическую. .

Изобретение относится к производству электроэнергии. .

Изобретение относится к поплавковым насосным установкам в энергетических системах на базе поплавковых насосов. .

Изобретение относится к области получения электрической энергии от колебания волны водной поверхности. .

Изобретение относится к энергетике, в частности к волновым электростанциям, преобразующим энергию морской волны в электрическую энергию. .

Изобретение может быть использовано для производства электроэнергии путем преобразования энергии волн. Электростанция содержит обтекаемый герметичный поплавок 1 и вертикально расположенный внутри поплавка цилиндрический корпус 3 с размещенным в нем маятником 4. Маятник 4 подвешен к концу троса 5, который переброшен через блок 6, установленный на вращающейся оси 7. Другой конец троса 5 прикреплен к якорю 9, установленному на дне. К вращающейся оси 7 блока присоединен ротор электрического генератора 10 с постоянными магнитами. Статор генератора 10 закреплен на корпусе 3. Обмотка статора генератора 10 присоединена к входу зарядного устройства 11, а выход устройства 11 присоединен к аккумулятору 13, который вместе с устройством 11 находится в приборном отсеке в верхней части поплавка 1. Изобретение направлено на увеличение мощности, уменьшение габаритов и массы поплавковой волновой электростанции. 3 ил.

Изобретение относится к области энергетики, в частности к средствам извлечения энергии из морских волн. Установка для преобразования энергии волн содержит раскачиваемую волнами створку 4, имеющую положительную плавучесть, горизонтальные шарниры 3, неподвижный фундамент 1, устройство отбора мощности, связанное с фундаментом 1. Установка снабжена вертикальной рамой 2, соединенной по нижней кромке с фундаментом 1 горизонтальными шарнирами 3, также связанной с фундаментом 1 устройством отбора мощности, выполненным в виде линейного электрогенератора 7. Створка 4 выполнена с возможностью свободного скольжения по вертикальным направляющим рамы 2, обеспечивая оптимальное положение относительно изменяющегося уровня воды. Изобретение направлено на обеспечение эффективности использования волновой энергии и повышение надежности установки. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к электрическому устройству с обмоткой (12) и средством для индуцирования тока в обмотке. Мостовая схема (400) электрически соединяет обмотку (12) с нагрузкой (13). В соответствии с изобретением мостовая схема (400) включает в себя емкостное средство (401, 402), которое адаптировано для получения резонанса с импедансом обмотки (12). Технический результат - увеличение коэффициента захвата мощности энергетической установки. 5 н. и 16 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к устройствам для выработки энергии, в частности электроэнергии с использованием движения волн в водных бассейнах. Устройство содержит по меньшей мере один функциональный блок, имеющий по меньшей мере главный или ведущий вал, на котором прочно закреплено ведущее колесо (13b), в зацепление с которым входит и вращение которому придает элемент (15b) линейного управления, по меньшей мере два ведомых вала (21b, 22b), которые приводятся в действие по меньшей мере главным или ведущим валом посредством однонаправленного приводного механизма, каждый из которых имеет возможность соединения по меньшей мере с электрогенератором, два ведомых зубчатых колеса (18b, 19b) на противоположных концах главного или ведущего вала, приводной механизм, соединяющий каждое колесо (18b, 19b) с главным или ведущим валом, за счет чего вращение вала под действием элемента (15b) соответствует вращению колеса (18b, 19b), и плоское зубчатое колесо, входящее в зацепление с колесом (18b, 19b). Каждое колесо (18b, 19b) соединено с соответствующим валом (21b, 22b). Изобретение направлено на создание устройства, устанавливаемого на суше, на воде, как в плавучем или полупогружном, так и погружном положении. 8 з.п. ф-лы, 14 ил.

Группа изобретений относится к области энергетики и может быть использована для извлечения электроэнергии из энергии движения волн морей и океанов. Преобразователь энергии волн содержит расположенный на поверхности воды поплавок 2, шарнирно соединенные рамки 3, 4. Рамка 3 соединена тягой с поплавком 2 и шарнирно связана со штоком 6 цилиндра, расположенного в массиве 1 воды. Цилиндр сообщен с гидромотором 22, соединенным с генератором. Вторая рамка 4 шарнирно соединена с цилиндром. Каждая рамка выполнена треугольной в виде двух рычагов с перемычкой, жестко связанной с ними. Перемычка первой рамки соединена со штоком 6. Перемычка второй рамки 4 соединена с цилиндром. Рамки соединены друг с другом основаниями. Вторая рамка 4 соединена тягой с расположенным на дне балластным грузом 7. Изобретение направлено на упрощение конструкции и массы преобразователя. 3 н.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к устройствам преобразования энергии волн в электрическую энергию. Устройство содержит плавучий буй 24, платформу 1 с резервуаром, штырь для крепления платформы 1 ко дну, верхнюю и нижнюю пластины, соединенные штангой с возможностью вертикального перемещения относительно платформы 1, первые и вторые поршни, закрепленные к верхней и нижней пластинам, соответственно, две группы жидкостных направляющих, закрепленных к платформе 1. Каждая направляющая первой группы выполнена в виде первой направляющей трубки 31 с двумя обратными клапанами и первой боковой трубки 32, соединенной с трубкой 31 на участке между клапанами. В каждой трубке 32 размещен один из первых поршней. Один конец каждой трубки 31 выполнен с возможностью размещения под уровнем воды. Каждая направляющая второй группы выполнена в виде второй направляющей трубки 41 с двумя обратными клапанами и второй боковой трубки 42, соединенной с трубкой 41 на участке между клапанами. В каждой трубке 42 размещен один из вторых поршней. Один конец каждой трубки 41 выполнен с возможностью размещения под уровнем воды. Верхняя пластина связана с буем 24 и выполнена с пазами по периметру, в которых размещены первая и вторая группы направляющих. Поршни установлены в трубках 32 и 42 с возможностью перемещения совместно с верхней и нижней пластинами при подъеме и опускании буя 24 и перекачивания воды в резервуар через трубки 31, 41. Изобретение направлено на создание эффективного устройства преобразования волновой энергии. 3 з.п. ф-лы, 7 ил.

Группа изобретений относится к преобразованию энергии волн, в частности к устройству для извлечения энергии из движения волн. Аппарат (10) содержит плавучий исполнительный механизм (14) и насос (15), размещенный в толще воды, обычно на морском дне (13). Аппарат (10) работает в режиме замкнутого контура. Текучая среда под высоким давлением перекачивается на берег с помощью насоса (15), энергия извлекается в виде полезной работы с помощью расположенной на берегу установки (17). Механизм (14) оперативно соединен с насосом (15) посредством кабеля-троса (19) и находится в подвешенном состоянии в толще воды (11) выше насоса (15). Механизм (14) снабжен соединительным средством, обеспечивающим упругое соединение между полым телом и кабелем-тросом (19). Соединительное средство содержит демпфирующее средство, выполненное с возможностью поддержания жесткого соединения между полым телом и кабелем-тросом (19) до тех пор, пока нагрузка между ними не превышает заранее предусмотренного значения, после чего демпфирующее средство допускает их ограниченное относительное перемещение с целью ослабления нагрузки. Группа изобретений направлена на ослабление избыточных нагрузок на компоненты аппарата (10) с целью недопущения их повреждения в неблагоприятных погодных условиях. 7 н. и 22 з.п. ф-лы, 21 ил.

Группа изобретений относится к производству электроэнергии путем преобразования энергии волн. Поплавковая волновая электростанция содержит обтекаемый герметичный поплавок 1, блок 4, закрепленный на поплавке 1, через который переброшен трос 5, к концу которого прикреплен вертикальный маятник 6, электрический генератор 12 и якорь 11, установленный на дне. На поплавке 1 закреплен дополнительный блок 10. Между блоком 4 и дополнительным блоком 10 на поплавке 1 установлены два барабана 7 и 8, соединенные осями, на один из них намотан трос 5, к концу которого прикреплен маятник 6, а на другой барабан намотан трос 9, переброшенный через дополнительный блок 10 и прикрепленный к якорю 11. Направление намотки тросов 5 и 9 на первый и второй барабаны 7 и 8 противоположное. К общей оси барабанов 7 и 8 присоединен ротор электрического генератора 12. Группа изобретений направлена на уменьшение массы и габаритов поплавковой волновой электростанции и повышение надежности ее работы. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к гидроэнергетике, в частности к производству электроэнергии путем преобразования энергии вертикального волнения воды в электрическую. Поплавковый волновой генератор предназначен для преобразования энергии волн в электроэнергию. Волновой генератор содержит каркас 1, шток 3, имеющий цилиндрическую и винтовую части, поплавок 4 эллипсоидной формы, направляющую 14, закрепленный к каркасу корпус 5 с расположенным внутри ротором 6, преобразующим возвратно-поступательное движение штока 3 во вращательное движение ротора 6 и фланца 7, на котором закреплены магниты 8, вращающиеся вместе с ротором 6, фиксатор 15, стопорящий положение поворотного диска 16, посредством которого осуществляется поворот поплавка вокруг вертикальной оси. Поплавок 4 жестко зафиксирован на штоке 3. Направляющая 14 исключает самопроизвольный поворот штока 3 вокруг вертикальной оси. Изобретение направлено на обеспечение эффективной генерации электроэнергии благодаря возможности поворота поплавка относительно его вертикальной оси и, как следствие, изменение длины проекции большой оси эллипса от нуля до максимума, равного половине длины волны в сечении, перпендикулярном направлению движения волны. 4 ил.

Изобретение относится к гидроэнергетике, в частности к производству электроэнергии путем преобразования энергии вертикального волнения воды в электрическую. Электрогенератор гидроволновой предназначен для преобразования энергии волн в электроэнергию. Электрогенератор гидроволновой содержит каркас, шток 3, имеющий цилиндрическую и винтовую части, закрепленный к нему поплавок 4, фиксатор, препятствующий повороту штока 3 вокруг вертикальной оси, закрепленный к каркасу корпус 5 с расположенным внутри ротором 6, преобразующим возвратно-поступательное движение штока 3 во вращательное движение ротора 6 и фланца 7, на котором закреплены магниты 8, вращающиеся вместе с ротором 6. Поплавок 4 представляет собой эластичную гофрированную трубу 19, внутри которой находится пружина растяжения 20, имеет возможность посредством переключения трехпозиционного электромагнитного пневмораспределителя 14, подключенного к источнику сжатого воздуха, сообщаться с атмосферой через воздуховод 15 и изменять свою длину в пределах, равных половине длине волны. Изобретение направлено на обеспечение эффективной генерации электроэнергии в результате быстрого изменения длины поплавка до величины, равной половине длины волны. 2 ил.
Наверх