Преобразователь энергии волн

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 13/1 8 1)5 ЕТЕНИЯ К ПАТЕ Г.Ремидовскии ЕРГИИ ВОЛН рычаг одним к средней чанного цилиндизонтально ец рычага у ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР) ПИСАНИЕ И(57) Сущность изобретения;концом шарнирно прикрепленсти горизонтально расположе Изобретение относится к технике гидроэнергетики и может быть использовано для выработки как электроэнергии, так и совершения механической работы,Известны устройства для преобразования энергии перемещения волн в другие виды полезной энергии, состоящие из элементов восприятия действия волн и элементов, преобразующих эти действия.Недостатком этих устройств является полезное использование энергии только в периоды набегания волны, Возврат рабочего механизма осуществляется за счет действия упругого элемента, на сжатие которого затрачивается часть энергии волны.Известно также устройство, основным недостатком которого является отсутствие возможности поплавка автоматически разворачиваться к фронту набегающей волны при перемене направления ее движения.Наиболее близким к предлагаемому устройству по технической сущности можно отнести устройство, которое содержит качающийся рычаг, на одном конце которого шарнирно закреплен цилиндрический по, Ы 1787204 АЗ рического поплавка, другим - к неподвижной опоре, центральным участком - к насосной установке, Вертикальный участок дополнительной опоры выполнен в виде прямоугольной рамки с направляющими боковыми накладками, верхним и нижним амортизаторами и ограничительным упором в нижней части. Рычаг размещен в рамке перед местом крепления попавка. Шарнирное крепление рычага к поплавку выполнено вертикально расположенными втулкой и осью, закрепленными соответственно на рычаге и поплавке, 1 з,п, ф-лы, 3 ил,плавок с возможностью гор го поворота и насос, другой кон кречлен на опоре.Недостатком устройства является отсутствие дополнительной опоры, исключающей относительно большие боковые изгибы а рычага при движении .волн под углом к и родол ьной оси последнего. Кроме того, не предусмотрены специальные амортизаторы-ограничители при вертикальном перемещении рычага в штормовую погоду и ограничения возможного поворота поплав- С ка. Максимальное подъемное усилие будет фь получено лишь при условии, когда поплавок автоматически сможет разворачиваться параллельно фронту волны, В противном. случае подъемное усилие поплавка существенно снижается из-за частичного зависания его в воздухе над впадиной.Целью изобретения является повышение уровня надежности путем снижения напряжений, возникающих в подвижных элементах, введением дополнительной боковой опоры и ограничителей вертикальных перемещений. Кроме того, снижению на 1787204пряжений способствует введение ограничителя поворота.При движении волн под углом к продольной оси рычага, близким к прямому,поплавок прижимается к упору ограничителя; При этом часть бокового усилия воспринимается ограничителем, что способствуетуменьшению нагрузки на рычаг.Разворот поплавка под действием горизонтально перемещающихся волн осуществляется автоматически из-за разностиусилий на правой и левой его частях (фиг.2),Конец А поплавка разворачивается. Поплавок устанавливается параллельно фронтуволны,Цель достигается использованием поплавка продолговатой формы, например цилиндра, Точка крепления поплавкарасположена на линии, проходящей черезцентр тяжести. На поплавке укреплена вэтой точке ось, которая перпендикулярнаего продольной оси. Ось вращения поплавка помещается во втулке, укрепленной наконце качающегося рь 1 чага. Поплавок имеетвозмокность свободно поворачивать на некоторый угол вокруг вертикальной оси. Установке поплавка параллельно продольнойоси рычага препятствует наличие упора наограничителе поворота, закрепленного нарамке дополнительной опоры.При располокении поплавка, изображенного пунктиром на,фиг,2) рычаг испытывает боковые изгибающие усилия, особенно. в штормовую погоду, Это приводит к существенным напряжениям в элементах устройства, следовательно, и перемещениямрь 1 чага относительно расчетной траектории,Так, оценочный расчет установки с размерами, близкими к реальным, показывает, чтобез дополнительной опоры при угле междувектором горизонтальной скорости движения волны и нормалью к продольной осирычага а=45 боковыеперемещенияконцарычага, вьполнен ного из двутавровой балкиК 20 (п=200, Ь = 110, б = 5,2) длиной 4 м, могутсоставить до 15 см, Это ведет к нарушениюсоосности подающих воду узлов, а следовательно, возникновению дополнительныхнапряжений и, кэк результат, снижениюуровня надежности установки,Применение более мощных конструкций подвижного рычага приводит к существенному увеличению его веса, Вес рычагадействуетна поплавок, Для реализации требуемого подъемного усилия потребуется поплавок больших размеров,Для снятия затих напряжений введенадополнительная опора в виде прямоугольной рамки, закрепленной на неподвижномосновании. Горизонтальные перемещениярычага ограничиваются вертикальными накладками, установленными на боковинах рамки, Вертикальные перемещения, превышающие их расчетное значение, ограничиваются амортизаторами, укрепленными на поперечинах рамки.Рамка расположена между точкой крепления шатуна насосной установки к рычагу и поплавком. Роль ограничителя горизонтального поворота поплавка состоит в фиксации его в положении, при котором угол между продольной осью поплавка и рычагом не равен нулю, Другими словами, продольная ось поплавка не герпендикулярна вектору скорости распространения фронта волны в крайних боковых положениях при а= О. В этом случае качающийся рычаг частично разгружается от горизонтальных боковых усилий,10 15 20 крепления к рычагу и точку касания поплавком упора ограничителя.Поверхность, воспринимающая горизонтальные усилия набегающей волны, со 25 стороны конца А(фиг,2) больше противоположной, следовательно, суммарное горизонтальное боковое усилие распределителя между рычагом и упором.Допустимый угол поворота поплавка оп 30 Таким образом, введение дополнительной опоры, исключающей непредусмотренные перемещения рычага и упора, ограничивающего поворот поплавка, а такна волну; на фиг.3 - расположение рычага в дополнительной опоре,Преобразователь содержит качающийся рычаг 1, шарнирно соединенный с осно 455055 ванием 2, на котором закреплены рабочийцилиндр 3 и дополнительная опора.4, Качающийся рычаг соединен через шарнир 5 со штоком 6 поршня 7. На конце рычага во втулке 8 помещается ось 9 поплавка 10. Огрэничение поворота поплавка обеспечивается упором 11, Вода в полость рабочего цилиндра подводится по трубопроводу 12 и подается в гидроаккумулятор по трубопророду 13, Вертикальное перемещение рычага1 ограничивается амортизаторами 14, а боковой изгиб - накладками 15.Работает преобразователь следующим образом.При набегании гребня волны поплавок 10 всплывает и Перемещает поршень 7 в 5Поплавок опирается на две точки: точкуределяется размером упора.3540 энергии волн; на фиг.2 - разворот поплавкаверхнее положение. Очередная порция воды ыыталкивается в гидроаккумулятор.Когда гребень волны проходит, поплавок под собственным весом опускается, перемещая поршень в нижнее положение, 5 засасывая очередную порцию воды,При изменении направления движения волны на некоторый угол а поплавок автоматически под воздействием волны раз ворачивается, В период шторма резкие вертикальные перемещения рычага фиксируются и гасятся упругими элементами 14 дополнительной опоры 4,15При движении волн под некоторым углом к продольной оси рычага он прижимается к правой или левой накладке 15 дополнительной опоры и скользит по ней,Если угол между горизонтальной со ставляющей скорости распространения волны и продольной осью рычага велик, поплавок поворачивается и прижимается к упору ограничителя поворота. Упор фиксирует поплавок,не давая ему возможность к 25 дальнейшему развороту и тем самым огра 2 ничивая боковые усилия, действующие на рычаг,Формула изобретения 1. Преобразователь энергии волн, содержащий неподвижную опору с насосной установкой, горизонтально расположенный цилиндрический поплавок и рычаг, одним концом шарнирно прикрепленный к средней части поплавка, другим - к опоре, а центральным участком - к насосной установке, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности работы, преобразователь снабжен дополнительной опорой с вертикальным участком, выполненным в виде прямоугольной рамки с направляющими боковыми накладками, верхним и нижним амортизаторами, и ограничительным упором в нижней части, при этом рычаг размещен в рамке перед местом крепления поплавка,2, Преобразователь по п,1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что шарнирное крепление рычага к поплавку выполнено посредством вертикально расположенных втулки и оси, закрепленных соответственно на рычаге и поплавке.1787204 стэвитель Г,Иванченкоред М,Моргентал едактор Т,Юрчикова Тех Корректор, С,дисиа Заказ 2 б 9 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытия113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 ГКНТ ССС оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101