Поплавковая волновая электростанция плавучего завода сжижения природного газа (спг)



Поплавковая волновая электростанция плавучего завода сжижения природного газа (спг)
Поплавковая волновая электростанция плавучего завода сжижения природного газа (спг)
Поплавковая волновая электростанция плавучего завода сжижения природного газа (спг)
Поплавковая волновая электростанция плавучего завода сжижения природного газа (спг)
Поплавковая волновая электростанция плавучего завода сжижения природного газа (спг)

 


Владельцы патента RU 2578615:

Акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники имени Б.Е. Веденеева"(АО"ВНИИГ им. Б.Е.Веденеева") (RU)

Изобретение относится к отрасли морской энергетики и предназначено для извлечения электрической энергии из морских волн. Поплавковая волновая электростанция плавучего завода сжижения природного газа содержит вертикально расположенный цилиндрический корпус с размещенным в нем механическим преобразователем энергии морских волн, включающим винтовую пару, пружину, грузило, шестеренчатую обгонную муфту, переходник, паразитную шестерню, мультипликатор, электрогенератор. Дополнительно установлен модуль-понтон 2, который выполнен в форме цилиндрической водонепроницаемой оболочки. Внутри оболочки размещено, по меньшей мере, четыре механических преобразователя энергии морских волн, каждый из которых содержит зубчатую пару. Шариковая винтовая пара выполнена в форме винта, размещенного в вертикальной плоскости и взаимодействующего с гайкой, установленной в неподвижном основании. Грузило выполнено в форме шара и прикреплено к верхнему концу винта, на котором между грузилом и основанием коаксиально размещена пружина. На поверхности гайки коаксиально прикреплено ведущее колесо зубчатой пары. Изобретение направлено на повышение чувствительности механического преобразователя энергии морских волн при их малых амплитудах, на увеличение процента преобразования энергии морских волн в электрическую энергию. 5 ил.

 

Изобретение относится к отрасли морской энергетики и предназначено для извлечения электрической энергии из морских волн.

Известна поплавковая волновая электростанция, содержащая плавучий корпус, расположенный в нем механический преобразователь, включающий инерционный маятник, имеющий пружинную подвеску, установленный с возможностью вертикального возвратно-поступательного движения и кинематически связанный с электрогенератором, корпус выполнен в виде герметичной капсулы цилиндрической формы, верхняя часть которой ограничена полусферой с радиусом, равным радиусу цилиндрической части, нижняя - сферой с радиусом, большим, чем последний, на внутренней поверхности цилиндрической части выполнены направляющие для движения маятника, кинематическая связь с электрогенератором выполнена в виде шариковинтовой передачи с редуктором, при этом в нижней части капсулы установлен динамический инерционный накопитель энергии с электромеханическим приводом двустороннего действия, соединенным с шариковинтовой передачей, редуктором-коммутатором и вспомогательным редуктором, выходной вал которого соединен с электрогенератором, частота собственных колебаний маятника соизмерима с характерной частотой колебаний капсулы в воде (Патент РФ №2016227, МПК F03B 13/20, опубл. 15.07.1994).

Недостатком аналога является сложность конструкции механического преобразователя и перегруженность поплавковой волновой электростанции различными приборами и агрегатами, например динамическим инерционным накопителем энергии и приводом двухстороннего действия.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является волновая электрогенерирующая установка, содержащая вертикально расположенный цилиндрический корпус с размещенными в нем механическим преобразователем энергии морских волн, включающим пружину с грузилом, винтовую пару, муфты, переходник, паразитную шестерню, генератор, установка содержит мультипликатор, передающий вращение генератору от винтовой пары через муфты, выполненные шестеренчатыми обгонными, и переходник (ПМ №139434, МПК F03B 13/20, опубл. 20.04.2014).

Недостатками прототипа являются низкая чувствительность механического преобразователя энергии морских волн при малых амплитудах, низкий коэффициент полезного действия (кпд), обусловленный потерей значительной части кинетической энергии, полученной от волны, так как грузило, имеющее значительно меньшую массу, совершает возвратно-поступательное движение и тем самым раскручивает винт, имеющий значительно большую массу, что приводит к нерациональному расходованию кинетической энергии, получаемой от морской волны.

Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, заключается в совершенствовании механического преобразователя энергии морских волн, повышении его чувствительности при малых амплитудах морских волн и увеличении процента преобразования энергии морских волн в электрическую энергию.

Для достижения указанного технического результата в поплавковой волновой электростанции плавучего завода СПГ, содержащей вертикально расположенный цилиндрический корпус с размещенным в нем механическим преобразователем энергии морских волн, включающим винтовую пару, пружину, грузило, шестеренчатую обгонную муфту, переходник, паразитную шестерню, мультипликатор, электрогенератор, дополнительно установлен модуль-понтон, выполненный в форме цилиндрической водонепроницаемой оболочки с верхней и нижней полусферами, внутри которой размещено, по меньшей мере, четыре механических преобразователя энергии морских волн, каждый из которых содержит зубчатую пару, шариковая винтовая пара выполнена в форме винта, размещенного в вертикальной плоскости и взаимодействующего с гайкой, установленной в неподвижном основании с возможностью ее двустороннего вращательного движения вокруг винта при его возвратно-поступательном движении, грузило выполнено в форме шара и прикреплено к верхнему концу винта, на котором между грузилом и неподвижным основанием коаксиально размещена пружина, а на поверхности гайки коаксиально прикреплено ведущее колесо зубчатой пары.

Отличительными признаками предлагаемого устройства от указанного выше, наиболее близкого к нему, являются то, что она снабжена модулем-понтоном, выполненным в форме цилиндрической водонепроницаемой оболочки с верхней и нижней полусферами, размещение внутри цилиндрической водонепроницаемой оболочки, по меньшей мере, четырех механических преобразователей энергии морских волн, каждый из которых содержит зубчатую пару, выполнение шариковой винтовой пары в форме винта, размещенного в вертикальной плоскости и взаимодействующего с гайкой, установленной в неподвижном основании с возможностью ее двустороннего вращательного движения вокруг винта при его возвратно-поступательном движении, грузило выполнено в форме шара и прикреплено к верхнему концу винта, на котором между грузилом и неподвижным основанием коаксиально размещена пружина, а на поверхности гайки коаксиально прикреплено ведущее колесо зубчатой пары.

Благодаря наличию этих признаков применение поплавковой волновой электростанции позволяет повысить чувствительность преобразователя энергии при малых амплитудах морских волн и увеличить процент преобразования энергии морских волн в электрическую энергию.

Предлагаемая поплавковая волновая электростанция плавучего завода СПГ иллюстрируется чертежами, представленными на фиг. 1-5.

На фиг. 1 показан план поплавковой волновой электростанции плавучего завода СПГ.

На фиг. 2 - продольный разрез А-А поплавковой волновой электростанции плавучего завода СПГ.

На фиг. 3 - модуль-понтон.

На фиг. 4 - поперечный разрез Б-Б модуля-понтона.

На фиг. 5 - механической преобразователь энергии морских волн.

Поплавковая волновая электростанция плавучего завода СПГ содержит плавучий завод СПГ 1; модуль - понтон 2, который при помощи тросов 3 прикреплен к якорям 4 на дне 5 моря; продольные тросы 6; электрические кабели 7 и электрическую станцию 8, размещенную на плавучем заводе СПГ 1. Стрелкой показано направление распространения морской волны (фиг. 1). На фиг. 2 принято обозначение: h - амплитуда морской волны. Модуль-понтон 2 выполнен в форме цилиндрической водонепроницаемой оболочки 9 с верхней 10 и нижней 11 полусферами, в нижней полусфере 11 размещен узел 12 для крепления троса 3 якоря 4 и водонепроницаемый узел 13 для прохода электрического кабеля 7, на верхней полусфере 10 расположены узлы 14 для крепления промежуточных тросов 6. В полости модуля-понтона 2 размещено четыре механических преобразователя энергии морских волн (фиг. 3 и 4). Механический преобразователь энергии морских волн включает: вертикально расположенный цилиндрический корпус 15, грузило 16, пружину 17, винт 18, размещенный в вертикальной плоскости, с зафиксированным на нем грузилом 16, подшипники 19, размещенные в неподвижном основании 20, гайку 21, зубчатую пару 22, шестеренчатую обгонную муфту 23, переходник 24, шестеренчатую обгонную муфту 25, паразитную шестерню 26, шестеренчатую обгонную муфту 27, мультипликатор 28 и электрогенератор 29.

Работа поплавковой волновой электростанции плавучего завода СПГ осуществляется следующим образом.

Плавучий завод СПГ 1 (фиг. 1 и 2) размещают на морской акватории добычи газа и ориентируют (носом) навстречу направлению распространения морских волн. Модули-понтоны 2, соединены продольными тросами 6 и прикреплены при помощи тросов 3 к якорям 4, размещенным на дне 5 моря. Электроэнергия от модулей-понтонов 2 по электрическим кабелям 7 поступает на электрическую станцию 8, размещенную на плавучем заводе СПГ 1. Модуль-понтон 2 выполнен в форме цилиндрической водонепроницаемой оболочки 9 с верхней 10 и нижней 11 полусферой и имеет узел 12 для крепления троса 3, водонепроницаемый узел 13 для прохода электрического кабеля 7 и узел 14 для крепления промежуточных тросов 6 (фиг. 3). В полости модуля-понтона 2 (фиг. 3) размещено четыре вертикально расположенных цилиндрических корпуса 15 механического преобразователя энергии морских волн (фиг. 4).

Работа механического преобразователя энергии морских волн (фиг. 5) состоит из двух циклов: сжатия и растяжения пружины 17, которая обеспечивает эффект маятника. Исходное положение пружины 17 показано на фиг. 5. Конструктивно преобразователь энергии - маятник выполнен так, чтобы частота его собственных колебаний была примерно равна частоте колебаний модуля-понтона 2 в морской воде.

Цикл сжатия. При движении винта 18 с зафиксированным на нем грузилом 16 вниз сжимается пружина 17 и раскручивается гайка 21 по часовой стрелке. Вместе с гайкой 21 вращается ведущее колесо зубчатой пары 22, и далее вращение через вал ведомого колеса зубчатой пары 22 передается на шестеренчатую обгонную муфту 23, переходник 24, шестеренчатую обгонную муфту 25, мультипликатор 28, который увеличивает частоту вращения, и электрогенератор 29, вырабатывающий электрическую энергию.

Цикл растяжения. Пружина 17 разжимается, и винт 18 с грузилом 16 движутся вверх, гайка 21, установленная в неподвижном основании 20 с подшипниками 19, вращается против часовой стрелки. Вместе с гайкой 21 вращается ведущее колесо зубчатой пары 22 и далее вращение через вал ведомого колеса зубчатой пары 22 передается на шестеренчатую обгонную муфту 23. При этом переходник 24 работает вхолостую. Вращение передается через шестеренчатую обгонную муфту 23 на шестеренчатую обгонную муфту 27 и паразитную шестерню 26, которая в свою очередь передает вращение на шестеренчатую обгонную муфту 25 также в направлении вращения по часовой стрелке. Шестеренчатые обгонные муфты 23, 25 и 27 и переходник 24 обеспечивают вращение шестеренчатой обгонной муфты 25 в одну сторону независимо от положения грузила 16. Таким путем происходит беспрерывное преобразование волнения моря в электрическую энергию.

Предлагаемое изобретение является энергосберегающей системой, так как винт 18 плюс грузило 16 большой массы движутся возвратно -поступательно и вращают гайку 21 значительно меньшей массы. В этой системе есть выигрыш кинетической энергии морской волны, которая будет преобразована в электрическую энергию и этот механический преобразователь энергии - маятник более чувствителен при малых амплитудах h морских волн.

Применение поплавковой волновой электростанции плавучего завода СПГ позволяет упростить конструкцию механического преобразователя энергии морских волн - маятника, повысить его чувствительность при малых амплитудах морских волн и увеличить процент преобразования энергии морских волн в электрическую энергию.

Поплавковая волновая электростанция плавучего завода сжижения природного газа (СПГ), содержащая вертикально расположенный цилиндрический корпус с размещенным в нем механическим преобразователем энергии морских волн, включающим винтовую пару, пружину, грузило, шестеренчатую обгонную муфту, переходник, паразитную шестерню, мультипликатор, электрогенератор, отличающаяся тем, что дополнительно поплавковая волновая электростанция снабжена модулем-понтоном, который выполнен в форме цилиндрической водонепроницаемой оболочки с верхней и нижней полусферами, внутри которой размещено, по меньшей мере, четыре механических преобразователя энергии морских волн, каждый из которых содержит зубчатую пару, шариковая винтовая пара выполнена в форме винта, размещенного в вертикальной плоскости и взаимодействующего с гайкой, установленной в неподвижном основании с возможностью ее двустороннего вращательного движения вокруг винта при его возвратно-поступательном движении, грузило выполнено в форме шара и прикреплено к верхнему концу винта, на котором между грузилом и неподвижным основанием коаксиально размещена пружина, а на поверхности гайки коаксиально прикреплено ведущее колесо зубчатой пары.



 

Похожие патенты:

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.

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.

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.

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).

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.

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.

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).

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).

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.

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.

Изобретение относится к снабжаемым энергией от волн нагнетательным устройствам. Нагнетательное устройство содержит погружаемый цилиндр 102, прикрепленный к дну водного пространства. Цилиндр 102 имеет отверстие 106. Подводный поплавок 114 воздействует на цилиндр 102. Поплавок 114 выполнен так, чтобы удерживать цилиндр 102 в вертикальной ориентации в воде. Поверхностный поплавок 126 выполнен так, что в рабочем состоянии он плавает на поверхности водного пространства, чтобы перемещаться вверх и вниз в водном пространстве в соответствии с движением волны и с приливно-отливным движением. Удлиненный элемент 118 отходит вниз от поплавка 126. Элемент 118 входит телескопически в отверстие 116, чтобы образовать нагнетательную камеру 148 внутри цилиндра 102. Объем камеры 148 изменяется при движении волны в нагнетательном цикле, чтобы всасывать флюид в камеру 148 при ходе вверх элемента 118 и откачивать флюид из камеры 148 при ходе вниз элемента 118. Длина камеры 148 изменяется с приливно-отливным движением. На участке, на котором элемент 118 втянут в отверстие 116, элемент 118 занимает большую часть площади поперечного сечения отверстия 116. Изобретение направлено на упрощение конструкции. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение предназначено для выработки электрической энергии от движения волн в морях и океанах. Волновая электростанция содержит платформу на понтонах с размещенными на ней электрическим генератором и штангой с шестерней. На платформе с помощью стоек размещено дугообразное зубчатое коромысло. Штанга закреплена на платформе посредством подвижного шарнира. Нижний конец штанги, находящийся в воде, оснащен грузом, а к верхнему концу штанги прикреплен статор генератора. Шестерня, к оси которой присоединен ротор генератора, поджата к поверхности дугообразного зубчатого коромысла, имеющего радиус дуги, равный радиусу поворота штанги на ее шарнире. Изобретение направлено на максимальную адаптацию волновой электростанции к интенсивности морского волнения. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх