Энергетическая установка для автономного электропитания морских устройств в районах со сложной ледовой обстановкой

Изобретение относится к области морской техники, в частности к морским автономным устройствам, предназначенным для исследования мирового океана на различных глубинах. Предложена энергетическая установка для автономного электропитания морских устройств, содержащая буй с блоком управления и модулями связи и навигации, автономный электрический источник и электрогенератор, ротор электрогенератора жестко соединен с лопастным колесом, сам электрогенератор помещен в полый вертикальный цилиндрический корпус, имеющий расширение в нижней и верхней части, на внешней стороне вверху корпуса расположена воздушная емкость с регулирующим клапаном, в нижней части корпуса расположен герметичный баллон с запирающим клапаном и гидронасосом, корпус снабжен верхним и нижним концевыми выключателями и свободно прикреплен к буйрепу, буйреп соединяет буй с блоком автономного электрического источника и электронных модулей аппаратуры обнаружения, внутри буйрепа проложен электрический кабель, соединяющий блок автономного электрического источника с электропотребителями буя, электрогенератор кабелем соединен с блоком автономного электрического источника через сматывающее устройство. Технический результат заключается в улучшении эксплуатационных характеристик морского автономного устройства. 2 ил.

 

Изобретение относится к области морской техники, в частности к морским автономным устройствам электропитания, предназначенным для исследования мирового океана на различных глубинах.

Наиболее близкой по технической сущности к заявленному изобретению является Инерционно-поршневая волновая энергетическая установка (RU 2388933 от 10.05.2010 г), содержащая буй, автономный электрический источник и подзарядное энергетическое устройство с механизмом подключения его к данному источнику, инерционный поршень, выполненный с возможностью возвратно-поступательного перемещения вверх и вниз за счет вертикальных движений буя под воздействием колебаний водной поверхности и пружинные амортизаторы, при этом выход подзарядного энергетического устройства через механизм подключения соединен с входом автономного электрического источника, установка снабжена воздушной турбиной, например турбиной Уэллса, и воздуховодными трубками, причем внутри буя размещены автономный электрический источник, выполненный в виде емкостного молекулярного накопителя энергии на основе двухслойного конденсатора, и подзарядное устройство, включающее генератор постоянного тока с реле-регулятором напряжения, ротор которого жестко соединен с лопастным колесом турбины, и механизм вращения с воздушной емкостью цилиндрической формы, внутри которой расположен инерционный поршень, прикрепленный сверху и снизу внутри корпуса емкости с помощью пружинных амортизаторов, при этом в нижней и верхней частях емкости выполнены отверстия, к которым жестко прикреплены воздуховодные трубки, расположение которых обеспечивает движение воздушного потока к лопаткам колеса турбины, обусловленного колебательными возвратно-поступательными перемещениями инерционного поршня.

Недостатком этого устройства является необходимость воздействия колебательных движений морских волн для действия инерционно-поршневой волновой энергетической установки, особенно в сложных ледовых условиях.

Задачей изобретения является создание энергетической установки для длительного автономного электропитания морских устройств в районах со сложной ледовой обстановкой.

Требуемый технический результат достигается тем, что буй, оборудованный блоком управления и модулями связи и навигации, имеющий автономный электрический источник и электрогенератор, ротор-электрогенератор жестко соединен с лопастным колесом, а сам электрогенератор помещен в полый вертикальный цилиндрический корпус, имеющий расширение в нижней и верхней части; на внешней стороне вверху корпуса расположена воздушная емкость с регулирующим клапаном, в нижней части корпуса расположен герметичный баллон, оборудованный запирающим клапаном и гидронасосом; корпус снабжен верхним и нижним концевыми выключателями и свободно прикреплен к буйрепу; буйреп соединяет буй с блоком автономного электрического источника и электронных модулей аппаратуры обнаружения; внутри буйрепа проложен электрический кабель, соединяющий блок автономного электрического источника с электропотребителями буя, электрогенератор кабелем соединен с блоком автономного электрического источника через сматывающее устройство.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена схема устройства энергетической установки для автономного электропитания морских устройств в районах со сложной ледовой обстановкой, которое содержит:

1 - блок управления и модули связи и навигации;

2 - буй;

3 - крепления к буйрепу корпуса энергетической установки;

4 - корпус энергетической установки;

5 - стопорные устройства;

6 - буйреп;

7 - автономный электрический источник.

На фиг. 2 представлена схема устройства вертикального цилиндрического корпуса энергетической установки, который содержит:

8 - воздушная емкость;

9 - верхний концевой выключатель;

10 - регулирующий клапан;

11 - лопастные колеса;

12 - электрогенератор;

13 - герметичный баллон;

14 - нижний концевой выключатель;

15 - гидронасос;

16 - запирающий клапан.

Энергетическая установка для автономного электропитания морских устройств в районах со сложной ледовой обстановкой работает следующим образом: перед постановкой производится подготовка устройства, определяется оптимальная глубина установки устройств обнаружения, т.е. длина буйрепа, и выставляются стопорные устройства (5) и регулируется нулевая плавучесть корпуса энергетической установки (4) заполнением или стравливанием воздуха из воздушной емкости (8) через регулирующий клапан (10) при наполовину заполненном водой герметичном баллоне (13).

Работа устройства начинается с заполнения водой герметичного баллона (13) через запирающий клапан (16), плавучесть становится отрицательной и корпус энергетической установки (4) начинает погружаться. При движении по буйрепу (6), с которым он свободно соединен через крепление (3), нижнее расширение корпуса (4) сжимает столб воды и направляет его на лопастные колеса (11) электрогенератора (12), заставляя их вращаться и вырабатывать электроэнергию, поступающую затем на автономный электрический источник (7) по кабелю через сматывающее устройство. Автономный электрический источник (7) представляет собой аккумулятор электроэнергии, и поступающая электроэнергия накапливается на нем. Погрузившись на заданную глубину при соприкосновении нижнего концевого выключателя (14) со стопорным устройством (5), запускается гидронасос (15); который производит откачку воды из герметичного баллона (13), что приводит к увеличению плавучести корпуса энергетической установки (4), и он всплывает. При свободном всплытии верхнее расширение корпуса сжимает набегающий поток воды и направляет его на лопастные колеса (11) электрогенератора (12), заставляя их вращаться и вырабатывать электроэнергию, поступающую затем на автономный электрический источник (7) по кабелю через сматывающее устройство. Всплыв на глубину, ограниченную стопорным устройством (5) при соприкосновении верхнего концевого выключателя (9), открывается запирающий клапан (16), через который заполняется водой герметичный баллон (13), плавучесть уменьшается, и корпус энергетической установки (4) начинает погружаться. Перемещаясь вверх и вниз по буйрепу (6), устройство позволяет пополнять электроэнергию в автономном электрическим источнике (7), которая расходуется на обнаружение подводных целей, осуществление управления, связи и навигации.

Энергетическая установка позволяет автономно работать длительное время в сложных условиях. При увеличении ледового покрова буй вмерзает в лед и дрейфует вместе с ледяными полями, выполняя свое предназначение на маршруте в полном объеме. С помощью блока управления и модули связи и навигации оператор пункта управления контролирует нахождение устройств, эффективность обнаружения целей в данном районе и при необходимости может организовать постановку дополнительных устройств и эвакуацию неэффективных. Модуль связи оперативно оповещает пункт управления об обнаруженных целях и их характеристиках.

Энергетическая установка для автономного электропитания морских устройств в районах со сложной ледовой обстановкой найдет свое применение в морских районах в приполярных широтах и прежде всего в арктических морях, омывающих территорию Российской Федерации.

Энергетическая установка для автономного электропитания морских устройств в районах со сложной ледовой обстановкой, содержащая буй, оборудованный блоком управления и модулями связи и навигации, автономный электрический источник и электрогенератор, ротор которого жестко соединен с лопастным колесом, отличающаяся тем, что электрогенератор помещен в полый вертикальный цилиндрический корпус энергетической установки, имеющий расширение в нижней и верхней части, на внешней стороне вверху корпуса расположена воздушная емкость с регулирующим клапаном, в нижней части корпуса расположен герметичный баллон, оборудованный запирающим клапаном и гидронасосом, корпус снабжен верхним и нижним концевыми выключателями и свободно прикреплен к буйрепу, буйреп соединяет буй с блоком автономного электрического источника и электронных модулей аппаратуры обнаружения, внутри буйрепа проложен электрический кабель, соединяющий блок автономного электрического источника с электропотребителями буя, электрогенератор кабелем соединен с блоком автономного электрического источника через сматывающее устройство.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам, преобразующим энергию морских волн в потенциальную энергию воды и в конечном итоге - в электрическую энергию, и может использоваться в качестве основного или дополнительного источника питания электроэнергией объектов в открытом море или береговых потребителей.

Изобретение относится к отрасли морской энергетики и предназначено для извлечения электрической энергии из морских волн, ветра и столба жидкости над гидротурбиной.

Изобретение относится к устройствам преобразования энергии морских волн в электрическую энергию. Поплавковая волновая электростанция содержит корпус с камерами, заполненными жидкостью и соединенными каналом, два поплавка, расположенные симметрично относительно его оси, турбину, расположенную в канале на одной оси с электрогенератором и связанную с ним.

Изобретение относится к электрогенераторному устройству от океанской волны. .

Изобретение относится к системам осевых турбин и эжекторов. .

Изобретение относится к возобновляемым источникам энергии, в частности, для выработки электроэнергии путем использования энергии морских волн за счет образующихся вертикальных подъемов и спадов волн.

Изобретение относится к области гидроэнергетики и предназначено для получения электрической энергии путем преобразования кинетической энергии морских волн в электрическую энергию.

Изобретение относится к установкам для получения энергии от движения воды, в частности от приливного движения. .

Изобретение относится к области электроэнергетики и может быть использовано для производства экологически чистой электроэнергии путем преобразования энергии морских волн.

Изобретение относится к области гидроэнергетического строительства. .

Изобретение относится к области изучения и освоения океана, а именно к автономным и автоматизированным подводным буям дрейфующего профилирующего типа. Автономный дрейфующий профилирующий океанологический буй содержит обтекаемый герметичный прочный корпус, выполненный в виде цилиндра.

Изобретение относится к судостроению, а именно к конструкции аварийно-спасательного устройства подводной лодки. Аварийно-сигнальный буй устанавливается в шахте надстройки вгладь с палубой подводной лодки и выносит на поверхность после отдачи его крепления к корпусу подводной лодки радиопередатчик.

Изобретение относится к области морской техники и проблемам исследования и освоения Мирового океана. .

Изобретение относится к морской технике, в частности к устройствам, предназначенным для наблюдения за подводной средой. .

Изобретение относится к морской технике, в частности к устройствам, предназначенным для наблюдения за подводной средой. .

Изобретение относится к средствам оповещения об аварии, которые подводная лодка выбрасывает из глубины, а надводный корабль, судно сбрасывает за борт для передачи через систему глобальной спутниковой связи по системе КОСПАС-САРСАТ краткого кодированного сообщения.

Изобретение относится к технике освоения океана, а именно к подводным аппаратам - буям с изменяемой плавучестью. .

Изобретение относится к области плавучих конструкций для естественных водоемов, а более конкретно к стабилизированным буям, и может быть использовано, например, в автономных станциях для гидрометеорологической информации и контроле загрязнения водной и воздушной сред, а также может быть использовано в системах гидрографического обеспечения водоемов.

Буй // 1189731

Изобретение относится к области морской техники, в частности к морским автономным устройствам, предназначенным для исследования мирового океана на различных глубинах. Предложена энергетическая установка для автономного электропитания морских устройств, содержащая буй с блоком управления и модулями связи и навигации, автономный электрический источник и электрогенератор, ротор электрогенератора жестко соединен с лопастным колесом, сам электрогенератор помещен в полый вертикальный цилиндрический корпус, имеющий расширение в нижней и верхней части, на внешней стороне вверху корпуса расположена воздушная емкость с регулирующим клапаном, в нижней части корпуса расположен герметичный баллон с запирающим клапаном и гидронасосом, корпус снабжен верхним и нижним концевыми выключателями и свободно прикреплен к буйрепу, буйреп соединяет буй с блоком автономного электрического источника и электронных модулей аппаратуры обнаружения, внутри буйрепа проложен электрический кабель, соединяющий блок автономного электрического источника с электропотребителями буя, электрогенератор кабелем соединен с блоком автономного электрического источника через сматывающее устройство. Технический результат заключается в улучшении эксплуатационных характеристик морского автономного устройства. 2 ил.

Наверх