Волновая энергетическая установка

Полезная модель относится к области производства электроэнергии путем преобразования механической энергии морских волн в электрическую энергию.
Известна волновая энергетическая установка (патент РФ № 205885), содержащая вертикальную стойку, неподвижно установленную в грунте водоема, и укрепленный на ней корпус, в котором размещен линейный электрогенератор тока, состоящий из статора и генерирующего сердечника, способного к вертикальному возвратно-поступательному движению внутри статора. Генерирующий сердечник со штоком имеет возможность вертикального возвратно-поступательного движения внутри статора благодаря опорным роликам, которые перемещаются по вертикальным направляющим балкам, жестко закрепленным на своде и днище корпуса. Волновая энергетическая установка содержит коромысло, кинематически связывающее шток генерирующего сердечника с верхним концом штанги, и рычаг для обеспечения вертикального положения штанги с поплавком при повороте коромысла.
Недостатком данной волновой энергетической установки является  низкая скорость при обратном ходе генерирующего сердечника при движении вниз под действием его собственного веса вместе с поплавком и элементами рычажного механизма.
Задачей полезной модели является увеличение производительности волновой энергетической установки.
Техническим результатом использования предлагаемой волновой энергетической установки является усовершенствование конструкции волновой энергетической установки, позволяющее обеспечить одинаково высокую скорость перемещения генерирующего сердечника внутри статора при прямом и обратном ходе.
Технический результат достигается предлагаемой волновой энергетической установкой, содержащей вертикальную стойку, неподвижно установленную в грунте водоема, и кронштейн, жестко закрепленный на стойке. На кронштейне горизонтально закреплен корпус, в котором размещен линейный электрогенератор тока, состоящий из статора и генерирующего сердечника, способного к горизонтальному возвратно-поступательному движению внутри статора. Корпус выполнен в виде пустотелого короба из неметаллического материала с центральными отверстиями на боковых стенках корпуса. Генерирующий сердечник со штоком имеет возможность горизонтального возвратно-поступательного движения внутри статора  благодаря опорным роликам, которые перемещаются по горизонтальным направляющим балкам, жестко закрепленным на боковых стенках корпуса. Опорные ролики прикреплены к поверхности генерирующего сердечника. Для ограничения хода генерирующего сердечника на концах горизонтальных направляющих балок размещены демпферы. Волновая энергетическая установка содержит двойное коромысло, кинематически связывающее шток генерирующего сердечника с верхними концами штанг. На нижних концах штанг посредством шарнирных устройств закреплены правый и левый поплавки. Двойное коромысло закреплено на кронштейне  с возможностью поворота относительно опоры коромысла. Конец штока соединен с верхним концом двойного коромысла посредством шарнира с возможностью поворота. Концы штанг соединены с нижними концами двойного коромысла с возможностью поворота посредством шарниров. Тяга для обеспечения вертикального положения штанг с правым и левым поплавками при повороте двойного коромысла, расположена параллельно горизонтальной части двойного коромысла, и прикреплена к штангам с возможностью поворота посредством шарниров. Корпус установлен на кронштейне с возможностью поворота посредством шарнира.
На фиг. 1 изображена волновая энергетическая установка в нейтральном положении поплавка.
На фиг. 2 изображена волновая энергетическая установка в крайнем верхнем положении правого поплавка.
На фиг. 3 изображена волновая энергетическая установка в крайнем верхнем положении левого поплавка.
Волновая энергетическая установка (фиг.1) содержит вертикальную стойку 1, неподвижно установленную в грунте водоема 30, и кронштейн 2, жестко закрепленный на стойке 1. На кронштейне 2 горизонтально закреплен корпус 7, в котором размещен линейный электрогенератор тока 3, состоящий из статора 12 и генерирующего сердечника 13, способного к горизонтальному возвратно-поступательному движению внутри статора 12. Корпус 7 выполнен в виде пустотелого короба из неметаллического материала с центральными отверстиями 10 и 11 на боковых стенках 8 и 9 корпуса 7. Генерирующий сердечник 13 со штоком 5 имеет возможность горизонтального возвратно-поступательного движения внутри статора 12 благодаря опорным роликам 14, которые перемещаются по горизонтальным направляющим балкам 6, жестко закрепленным на боковых стенках 8 и 9 корпуса 7. Опорные ролики 14 прикреплены к поверхности генерирующего сердечника 13. Для ограничения хода генерирующего сердечника 13 на концах горизонтальных направляющих балок 6 размещены демпферы 15. Волновая энергетическая установка содержит двойное коромысло 16, кинематически связывающее шток 5 генерирующего сердечника 13 с верхними концами штанг 17 и 18. На нижних концах штанг 17 и 18 посредством шарнирных устройств 19 и 20 закреплены правый 4 и левый 21 поплавки. Двойное коромысло 16 закреплено на кронштейне 2 с возможностью поворота относительно опоры коромысла 22. Конец штока 5 соединен с верхним концом двойного коромысла 16 посредством шарнира 23 с возможностью поворота. Концы штанг 17 и 18 соединены с нижними концами двойного коромысла 16 с возможностью поворота посредством шарниров 24 и 25. Тяга 26 для обеспечения вертикального положения штанг 17 и 18 с поплавками 4 и 21 при повороте двойного коромысла 16, расположена параллельно горизонтальной части двойного коромысла 16, и прикреплена к штангам 17 и 18 с возможностью поворота посредством шарниров 27 и 28. Корпус 7 установлен на кронштейне 2 с возможностью поворота посредством шарнира 29.
Волновая энергетическая установка работает следующим образом. При набегании волны под правый поплавок 4 (фиг. 2) он поднимается вместе с волной вверх и поднимает штангу 17, которая, сохраняя вертикальное положение с помощью тяги 26, перемещает вверх шарнир 24 и поворачивает двойное коромысло 16 влево. При этом двойное коромысло 16 совершает поворот относительно опоры коромысла 22 и перемещает влево шарнир 23 вместе со штоком 5 и генерирующим сердечником 13. Генерирующий сердечник 13 перемещается влево на опорных роликах 14 по горизонтальным направляющим балкам 6 относительно статора 12.
При смещении пика волны ее уровень под правым поплавком 4 понижается, а под левым поплавком 21, наоборот, повышается (фиг. 3). Левый поплавок 21 поднимается вместе с волной вверх и поднимает штангу 18, которая, сохраняя вертикальное положение с помощью тяги 26, перемещает вверх шарнир 25 и поворачивает двойное коромысло 16 вправо. При этом двойное коромысло 16 совершает поворот относительно опоры коромысла 22 и перемещает вправо шарнир 23 вместе со штоком 5 и генерирующим сердечником 13. Генерирующий сердечник 13 перемещается вправо на опорных роликах 14 по горизонтальным направляющим балкам 6 относительно статора 12.
При возвратно-поступательном движении генерирующего сердечника 13 внутри статора 12 изменяется магнитное поле, благодаря чему в обмотках статора 12 появляется ЭДС, которая передается в центральную сеть для преобразования. Причем, благодаря наличию двойного коромысла 16 и двух поплавков 4 и 21, генерирующий сердечник перемещается в обоих направлениях с одинаково высокой скоростью, совершая рабочий ход при набегании волны, что увеличивает производительность энергетической установки.