“волновая электростанция “бриз”

(19) (51) БРЕТ К ПАТЕ М омитет Российской федерации о патентам и товарным знакам ПИСАНИЕ(76) Пикуль Вадим Николаевич(7) Сущность изобретения: в прибрежной полосеустановлен корпус с наклонным вопноприемным лотком с боковыми стенками и подвижным лопастным колессеа Горизонтальный вал расположен параллельно береговой линии и кинематически связан с электрогенератором. Корпус выполнен в виде плавучей понтонной секции крылового профиля с 63813 14 00303 выпуклой верхней частью и с утолщенной кромкой, обращенной к береговой лиащ выполненной с крутым обрывом Связь секции с дном водоема осуществлена горизонтальной шарнирной осью, расположенной под утоненной кромкой профиля секции. Колесо снабжено наружным цилиндрическим кожухом с тремя тангенциапьно расположенными по всей ширине колеса патрубками один из которых раоюложен над верхней частью понтонной секции перед колесом два других - один над другим 3 а ним 4 зд.ф-лц 1 ип.Изобретение относится к гидроэнергетике, в частности к .волновым электростанциям, которые. должны работать в прибрежной полосе.Известны различные проекты волновых электростанций. содержащих лопастное колесо на горизонтальном валу, который расположен параллельно береговой линии и кинематически связан с электрогенератором. Энергия накатывающихся волн преобразуется здесь во вращение колеса.Недостаток такой станции в ее низкой электравыработке и малой мощности. Это связано с большими потерями волновой энергии на колесе, с прекращением действия станции, когда накат сокращается, в том числе и при ветре, который дует с берега.Более эффективна волновая электростанция, содержащая установленный в прибрежной полосе корпус с наклонным волноприемным лотком с боковыми стенками и подливным лопастным колесом, Горизонтальный вал этого колеса расположен параллельно береговой линии и кинематически связан с электрогенераторам.Укаэанное колесо вместе с генератором преобразует волновую энергию в электрическую, Электровыработка тут больше, потому что эффект усиливается посредствомволноприемного лотка и подливного колеса.Однако мощность известной станции в периоды, когда накат ослабевает, например, в результате отлива или ветра, дующего с берега, уже не может быть значительной.Цель изобретения - увеличение мощности волновой электростанции путем утилизации энергии ветра.Цель достигается тем, что в волновой станции, содержащей установленный в прибрежной полосе корпус с наклонным волноприемным лотком с боковыми стенками и подливным лопастным колесом, горизонтальный вал которого расположен паралЛвльйо береговой линии и кинематически связан с электрогенератором, корпус выполнен в виде плавучей понтонной секции крыльевбго профиля с выпуклой верхней частью, горизонтальной нижней частью и с утолщенной кромкой. обращенной к береговой линии, которая выполнена с крутым обрывом, Причем связь секции с дном водоема осуществлена посредством горизонтальной шарнирной оси, расположенной под утоненной кромкой профиля секции. При этом колесо снабжено наружным цилиндрическим кожухом с тремя расположенными во всю ширь колеса тангенциальными патрубками, один иэ которых помещен над верхней частью понтонной секции перед колесом (и ниже его вала).а два других - один над другим и за колесом,Утолщенная кромка крылового профиляпонтона. выступает за срез расположенных один над другим патрубков. При этом нижний из них примыкает к верхней части сек 0 ции, а верхний выполнен с воздушнымраструбом. ориентирован параллельно нижнему и размещен над валом колеса. Причем на береговом обрыве предусмотрен наклон ный к верху козырек. Он расположен надутолщенной кромкой профиля секции. При этом край козырька размещен на уровне между патрубками. Патрубок кожуха перед колесом и верхний патрубок, расположен ный за последним, снабжены плоскими вертикальными ребрами, установленными перпендикулярно валу колесасобразованием одинаковых каналов, Причем высота этих каналов больше их ширины.25 Боковые стенки понтонной секции выполнены плоскими и вертикальными. Внутренняя полость понтона снабжена герметичной продольной перегородкой, установленной параллельно верхней части 0 секции с образованием равных по объемуполости, При этом полость, расположенная над перегородкой, выполнена герметичной, а под ней - полость с щелевым окном в нижней части секции и в зоне соединения последней с герметичной перегородкой.Прибойная волна при входе на лотокобращается в наступательный бурун, циклически заполняющий тракт патрубка перед 40 колесом. Последнее в результате этого вращения заставляет работать генератор, Слив воды из колесного кожуха происходит через нижний патрубок, что обращен к берегу, Мощность станции и стабильность ее дейст вия повышаются. Причем прежде всего засчет ветроиспользования, срабатывания воздушного потока на том же колесе, При этом могут иметь место следующие ситуации.Когда станция действует в режиме волнового наката и ветер дует с водоема на берег прямоили под неким румбом, воздушный поток проникает в колесный кожух в 55 периоды между навалом волн.на лоток ичерез тракт переднего патрубка. Колесо при этом получает дополнительный вращающий момент, а отработавший воздух истекает иэ полости кожуха через верхний патрубок.Если ветер направлен со стороны берега, то при том же действии волн воздушный поток затекает в кожух через верхний пвтру2005201 5 10 20 25 бок и отдает избыток своей энергии лопастям колеса. Истекает этот воздух из кожуха циклически по тракту переднего патрубка.Вертикальные ребра в трактах переднего и верхнего патрубков позволяют лучше направить ветровой поток на лопасти колеса и тем самым тоже повысить мощность станции,В случае ослабления волнового наката "ветровой вклад" в мощь станции возрастает. Крыловая форма профиля понтона, расположение шарнирной оси под утоненной кромкой понтонной секции способствуют удержанию колеса в расчетном режиме действия даже при значительных изменениях уровня акватории; позволяют автоматически сохранить подьемность указанной секции постоянной в условиях меняющейся водной массы на борту,При этом можно избежать и чрезмерной раскачки понтона при увеличенных волнах за счет того объема понтонной секции, кото. рый находится под гермоперегородкой. Демпфером этих. вертикальных колебаний являются вода, которая циклически перетекает в полость и обратно через щелевое окно, и сама перегородка, которая для этого имеет пологий наклон,Чтобы крыльевая секция при напоре замерзшего покрова на берег имела.возможность выскальзывать боковые стенки плавучей секции выполнены плоскими и вертикальными-, Такие стенки легко совместить с бортами волноприемного лотка.На фиг, 1 изображена электростанция, общий вид; на фиг, 2 - то же, в разрез А-А.Волновая электростанция, содержащая в основе установленный возле крутого берегового обрыва 7 корпус 2, наклонный волноприемный лоток 4 и подливное лопастное колесо 1, связана с дном 6 водоема шарнир- ной осью 5.При этом вал колеса (см. фиг. 2) и шарнирная ось 5 горизонтальны и параллельны береговой линии, Вал кинематически соединен с электрогенератором 12. Корпус выполнен в виде плавучей понтонной секции 3 крылового профиля с выпуклой верхней частью и горизонтальной нижней частью; причем утолщенная кромка профиля обращена к берегу, а под утоненной кромкой расположена шарнирная ось 5 станции,Подливное колесо заключено в цилиндрический кожух с тремя тангенциальными патрубками, При этом один патрубок размещен над верхней частью понтонной секции 3 перед колесом 1 и ниже его оси вращения, а два других патрубка расположены на про 30 35 40 45 50 55 тивоположной стороне кожуха, один над другим и так, что утолщенная кромка профиля выступает за их срез, Причем верхний патрубок выполнен с воздушным раструбом,При этом на береговом обрыве йредусмотрен наклонный вверх козырек, а патрубок кожуха, размещенный перед колесом 1, и верхний патрубок снабжены плоскими вертикальными ребрами, Боковые стенки плавучей секции и лотка совмещены в единыее борта (см, фиг. 2).Внутренний объем полой секции корпуса разделен герметичной продольной перегородкой 9 (см. фиг, 1) на две полости,Перегородка эта параллельна верхней лот-ковой частипоплавка. Одна полость понтонной секции, образованная над перегородкой, выполнена герметичной, другая полость - с щелевым окном в нижней части секции и в зоне соединения последней с герметичной перегородкой 9,Волна при входе на лото 4 обращается в бурун, циклически заполняющий тракт патрубка, Под этим напором колесо 1 вращается и заставляет действовать электрогенератор 12. Жидкая среда, отдавшая свою энергию колесу 1, свободно стекает в водоем через патрубок. Понтонная секция корпуса 2 сохраняет рабочее положение относительно поверхности водоема и берегового обрыва 7 посредством шарнирной оси 5 связанной с дном б, и подьемных полостей понтонной секции, обеспечивающих ее плавучесть. Щелевое окно при этом способствует сокращению вертикальной качки понтонной секции.Когда волновой накат слабеет и мощность станции падает, автоматически утилизируется на том же колесе ветровая энергия. При этом, если ветер дует с водоема на берег, воздушный поток затекает в колесный кожух через тракт переднего патрубка. Колесо 1 получает дополнительный вращающий момент, а отработавший воздух истекает из полости кожуха через оба задних патрубка в атмосферу.В случае берегового ветра воздушный поток посредство козырька затекает только в тракт заднего патрубка. Вращающий момент на колесе усиливается. Отработавший воздух истекает при этом через верхнюю зонутракта переднего патрубка. Случайные напоры плавучих льдов в сторону берега не нанесут станции вреда. Крыловидный понтон будет льдами частично притоплен,Станция рассчитана на применение там, где нередки бризы и муссонные ве;ъ2005201 где сильные ветры сменяются большимиприбойными волнами, Формула изобретения1. Волновая электростанция, содержащая установленный в прибрежной полосе корпус с наклонным волноприемным лотком с боковыми стенками и подливным ло пастным колесом, горизонтальный вал которого расположен параллельно береговой линии и кинематически связан с электрогенератором, отличающаяся тем, что, с .целью повышения мощности электростанции, корпус выполнен в виде плавучей понтонной секции крылового профиля с выпуклой верхней частью, горизонтальной нижней частью и с утолщенной кромкой, 20 обращенной к береговой линии, которая выполнена с крутым обрывом, связь секции с дном водоема осуществлена посредством горизонтальной шарнирной оси, расположенной под утоненной кромкой 25 профиля секции, при этом колесо снабжено наружным цилиндрическим кожухом с тремя тангенциально расположенными по всей ширине колеса патрубками, один из которых расположен над верхней частью понтонной секции перед колесом, а два других - друг над другом за ним.2. Электростанция по п,1, отличающаяся тем, что утолщенная кромка секции вы ступает за срез расположенных друг над другом патрубков кожуха, при этом ниж(56) Патент США йг 3687567, кл. Е 03 О25/28, 1972. ний из них примыкает к верхней части секции, а другой выполнен с раструбом, ориентирован параллельно нижнему и расположен над валом колеса.3, Электростанция по пп,1 и 2, отличающаяся тем, что на береговом обрыве выполнен наклонный кверху козырек, расположенный над утоЛщенной кромкой секции, при этом край козырька размещен на уровне между патрубками.4, Электростанция по пп,1- 3, отличающаяся тем, что патрубок кожуха, расположенный перед колесом, и верхний патрубок, расположенный за последним, снабжены плоскими вертикальными ребрами, установленными перпендикулярно к валу колеса с образованием одинаковых каналов, причем высота каналов больше их ширины.5, Электростанция по пп.1- 4, отличающаяся тем, что боковые стенки понтонной секции выполнены плоскими и вертикальными, а внутренняя ее полость снабжена герметичной продольной перегородкой, установленной параллельно верхней части секции с образованием равных по обьему полостей, при этом полость, расположенная над перегородкой, выполнена герметичной, а под ней - с щелевым окном в нижней части секции в зоне соединения последней с герметичной перегородкой,2005201 Составитель В,ПикульТехред М.Моргентал К едактор А.Б р Н.Король Заказ 342 Тираж Подписно НПО "Поиск" Роспатента13035, Москва, Ж, Раушскач наб., 45 изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 10