Устройство для использования энергии волн

Полезная модель относится к области механических устройств, используемых для преобразования кинетической энергии морских волн в электрическую энергию.
Известно устройство для использования энергии волн (АС №1118793), содержащее плавучую опору с установленным на ней электрогенератором и соединенную с последним посредством вала, размещенного в вертикальной штанге, расположенной под опорой. На вертикальной штанге закреплена турбина, имеющая два рабочих колеса противоположного вращения, установленных в кожухе, сужающемся к центру проходного сечения. Турбина расположена горизонтально, а опора выполнена в виде платформы с закрепленными по краям понтонами.
Недостатком данного устройства является невозможность обеспечения одностороннего вращения вала генератора, что приводит к потерям энергии на преодоление момента сил инерции ротора генератора при его реверсивном вращении.
Задачей полезной модели является увеличение производительности устройства.
Техническим результатом является усовершенствование конструкции устройства, обеспечивающее одностороннее вращение вала генератора при возвратно-качательном движении штанги с турбиной.
Технический результат достигается предлагаемым устройством для использования энергии волн (далее - устройство), содержащим плавучую опору, выполненную в виде платформы с установленным на ней электрогенератором и закрепленными по краям понтонами. Снизу платформы жестко закреплена штанга с размещенным внутри вертикальным валом. На нижнем конце штанги закреплена горизонтальная турбина, имеющая два рабочих колеса противоположного вращения, находящихся в кожухе, сужающемся к центру проходного сечения. Устройство снабжено конической передачей, соединяющей горизонтальные валы рабочих колес с вертикальным валом. При этом устройство содержит дополнительную сдвоенную коническую передачу с ведущими нижней и верхней коническими шестернями, установленными на верхнем конце вертикального вала с возможностью вращения относительно последнего. Нижняя и верхняя ведущие конические шестерни одновременно находятся в зацеплении с ведомой конической шестерней, жестко закрепленной на валу генератора. На ведущих нижней и верхней конических шестернях установлены соответственно нижняя и верхняя обгонные муфты, служащие для поочередного соединения и разъединения ведущих конических шестерен с вертикальным валом в зависимости от направления его вращения.
На фиг. 1 изображено устройство в нейтральном положении. На фиг. 2 изображено устройство при набегании волны. На фиг. 3 изображена дополнительная сдвоенная коническая передача при набегании волны. На фиг. 4 изображено устройство при сбегании волны. На фиг. 5 изображена дополнительная сдвоенная коническая передача при сбегании волны.
Устройство для использования энергии волн содержит плавучую опору, выполненную в виде платформы 1 с установленным на ней электрогенератором 2 и закрепленными по краям понтонами 3. Снизу платформы жестко закреплена штанга 4 с размещенным внутри вертикальным валом 5. На нижнем конце штанги 4 закреплена горизонтальная турбина, имеющая два рабочих колеса 6 противоположного вращения, находящихся в кожухе 7, сужающемся к центру проходного сечения. Устройство снабжено конической передачей 8, соединяющей горизонтальные валы 9 рабочих колес 6 с вертикальным валом 5. При этом устройство содержит дополнительную сдвоенную коническую передачу с ведущими нижней 10 и верхней 11 коническими шестернями, установленными на верхнем конце вертикального вала 5 с возможностью вращения относительно последнего. Нижняя и верхняя ведущие конические шестерни 10 и 11 одновременно находятся в зацеплении с ведомой конической шестерней 12, жестко закрепленной на валу генератора 2. На ведущих нижней 10 и верхней 11 конических шестернях установлены соответственно нижняя 13 и верхняя 14 обгонные муфты, служащие для поочередного соединения и разъединения ведущих конических шестерен 10 и 11 с вертикальным валом 5 в зависимости от направления его вращения.
Устройство для использования энергии волн работает следующим образом.
При набегании волны ближний к ней понтон 3 поднимается на гребне волны, и платформа 1 наклоняется в одну сторону. В результате штанга 4 вместе с кожухом 7 и рабочими колесами 6 описывает дугу в неподвижной воде, приводя во вращение через валы 9 коническую передачу 8 и вертикальный вал 5. С вертикального вала 5 посредством замкнутой нижней обгонной муфты 13 вращение передается на нижнюю ведущую коническую шестерню 10, которая посредством зацепления приводит во вращение по часовой стрелке ведомую коническую шестерню 12 вместе с валом генератора 2. При этом верхняя обгонная муфта 14 разомкнута, и ведущая верхняя коническая шестерня 11 свободно вращается относительно вертикального вала 5 в противоположную сторону.
При сбегании волны поднявшийся на гребне волны понтон 3 опускается во впадину, а другой понтон 3 поднимается на гребне, и платформа 1 наклоняется в другую сторону. Штанга 4 вместе с кожухом 7 и рабочими колесами 6 описывает дугу в неподвижной воде, приводя во вращение через валы 9 коническую передачу 8 и вертикальный вал 5 в обратном направлении. С вертикального вала 5 посредством замкнутой верхней обгонной муфты 14 вращение передается на верхнюю ведущую коническую шестерню 11, которая посредством зацепления приводит во вращение ведомую коническую шестерню 12 вместе с валом генератора 2 снова по часовой стрелке. При этом нижняя обгонная муфта 13 разомкнута, и ведущая нижняя коническая шестерня 10 свободно вращается относительно вертикального вала 5 в противоположную сторону.
Таким образом, применение дополнительной сдвоенной конической передачи с обгонными муфтами позволяет преобразовать возвратно-вращательное движение вертикального вала в одностороннее вращательное движение вала генератора. Это исключает потери энергии на преодоление момента сил инерции ротора генератора при его реверсивном вращении и повышает производительность устройства.