МОРСКАЯ ВОЛНОВАЯ УСТАНОВКА
SEA WAVE PLANT

Изобретение относится к области нетрадиционной электроэнергетики и предназначено для использования в прибрежной зоне больших акваторий (морей, океанов).
Известна морская волновая установка, содержащая опорный элемент, выполненный с возможностью вертикального перемещения поплавок с прикрепленным к нему штоком поршневого насоса, трубопроводы, клапаны (см. JPH 0323384 A, 31.01.1991).
Задачей изобретения является упрощение конструкции морской волновой установки.
Технический результат решения поставленной задачи достигается тем, что морская волновая установка содержит опорный элемент в виде вертикально установленной винтовой сваи с амортизатором на конце, выполненный с возможностью вертикального перемещения поплавок с прикрепленным к нему штоком поршневого насоса, окруженный вертикально установленной решеткой, трубопроводы, клапаны, причем поршневой насос установлен в верхней части решетки, нижняя часть которой прикреплена к свае.
В верхней части поршневого насоса выполнены отверстия, защищаемые брызгозащитным колпаком.
На фиг. 1 изображена морская волновая установка, вид сбоку; на фиг. 2 - вид по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 и 4 - сечение фиг. 1, соответственно, по В-В и. С-С; на фиг. 5 изображена схема подачи воды из акватории в верхний водосборник.
Морская волновая установка (фиг. 1) содержит опорный элемент, выполненный в виде вертикально установленной винтовой сваи 1 с амортизатором 2 на конце. К свае прикреплена нижней частью 3 (фиг. 1 и 2) решетка 4 выполненная из прямых (фиг. 1 и 3) и согнутых, например, в кольцо, прутков 5. В верхней части 6 решетки (фиг. 1 и 4) вертикально установлен поршневой насос 7. Эквивалентными техническим решением является использование вместо решетки трубы, перфорированной отверстиями. Шток 8 насоса соединен одним концом с поршнем 9, а другим концом с элементом восприятия давления воды, выполненным в виде поплавка 10, имеющего, например, форму жесткого полого шара. Полость 11 поплавка может содержать воздух, газ легче воздуха, материал легче воды. На внешней стороне поплавка горизонтально по окружности закреплен пояс 12 скольжения вдоль прямых вертикальных прутков решетки во внутреннем (условном) ее объеме V. Решетка создает поплавку возможность вертикального (поступательно-возвратного) перемещения, зависящего от высоты волн W. Поршневой насос, имеющий в поперечном сечении форму окружности, в верхней части имеет отверстия 13 для входа/выхода воздуха, защищенные брызгозащитным колпаком 14. В нижней части поршневого насоса выполнены патрубки 15 и 16, соединенные, соответственно, через клапаны 17 и 18 с всасывающим 19 и напорным 20 трубопроводами. Для защиты от деформаций (при воздействии волн) трубопроводы могут иметь гибкие вставки 21. Конец всасывающего трубопровода, закрепленный, например, на винтовой свае, снабжен крупноячеистым фильтром 22, исключающим попадание в трубопровод рыб, рачков и других обитателей акватории. Напорный трубопровод, проложенный над поверхностью воды или по дну прибрежной зоны акватории, соединен вертикальным (наклонным) его участком, имеющим обратный клапан 23, с верхним водосборником (водоемом) 24, из которого вода может поступать к гидротурбине электростанции (не показана).
Из материалов, устойчивых к водной и воздушной коррозии, изготавливают модель, экспериментальный образец морской волновой установки (фиг. 1).
Сваю 1 круглого поперечного сечения 1 ввинчивают в донный грунт прибрежной зоны акватории. На конце сваи закрепляют, например, эластичный пористый амортизатор 2.
Из металла, композитных материалов изготавливают крупноячеистую решетку 4, используя прямые и согнутые в кольцо прутки 5. Число вертикальных прутков в решетке - три и более, например, шесть (фиг. 1-4). Размер решетки принимают с учетом свободного перемещения поплавка 10 во внутреннем (условном) ее объеме V. Нижнюю часть 3 решетки прикрепляют к свае (фиг. 1 и 2).
Из пластмассы изготавливают поплавок 10 в виде герметичного жесткого полого шара. Диаметр поплавка 0,5-1,5 м в зависимости от средней высоты волн в прибрежной зоне акватории. В полость 11 поплавка засыпают материал легче воды, например, еловые шишки. Поплавок снабжают поясом 12 скольжения (для свободного касания вертикальных прутков решетки). Во внутреннем объеме решетки поплавок имеет возможность свободного вертикального перемещения от амортизатора на конце сваи до уровня гребня самой большой волны W. Решетка, изготовленная из прутков, не мешает прохождению волн.
Из металла, пластмассы изготавливают поршневой насос 7, имеющий поршень 9, шток 8. Поршневой насос устанавливают неподвижно в верхней части 6 решетки. Для удобства выполнения монтажных работ шток соединяют с поплавком с возможностью разъема. В верхней части насоса выполняют отверстия 23 для входа/выхода воздуха, закрываемые брызгозащитным колпаком 14.
К патрубку 16 прикрепляют (фиг. 5) последовательно клапан 18, гибкую вставку 21 напорный трубопровод 20 с возможностью сброса воды в водоем 24. В вертикальном (наклонном) участке напорного трубопровода устанавливают обратный клапан 23 (для уменьшения давления столба воды на клапан 18). К патрубку 15 прикрепляют последовательно клапан 17, гибкую вставку, всасывающий трубопровод 19 с фильтром 22 на конце.
При волнении на акватории, независимо от направления движения волн, поплавок совершает вертикальные перемещения, передаваемые штоком поршню насоса. При подъеме поршня вода из акватории проходит через фильтр и по всасывающему трубопроводу поступает в насос, заполняя его нижнюю часть, при этом клапаны со стороны напорного трубопровода исключают обратное движение воды. Воздух из верхней части насоса выходит наружу через отверстия под колпаком.
При опускании поплавка вода из нижней части насоса поршнем выталкивается в напорный трубопровод и подается в водосборник (водоем). При этом клапан со стороны всасывающего трубопровода исключает засасывание воды из акватории. Наружный воздух через отверстия под колпаком поступает в верхнюю часть насоса. Цикл перекачки воды из акватории в водосборник повторяется многократно. Из водосборника вода может быть направлена в гидротурбину электростанции.