ВОЛНОВАЯ ПНЕВМОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА

Полезная модель относится к волновым энергетическим установкам и может быть использована в качестве экологически чистого источника энергии на судах.
Известна волновая энергетическая установка, содержащая корпус с отсеками плавучести и открытыми снизу волноприемными камерами, подключенными посредством ресивера и клапанов к турбине (см. Коробков В.А. Преобразование энергии океана. Л.: Судостроение, 1986, с. 150-151, рис. 6, 12).
Недостатком известного технического решения является неизменное расположение к фронту волны по ее амплитуде открытых снизу волноприемных камер, что приводит к необходимости огибания волной стенок указанных камер, а следовательно либо к потере части амплитуды этой волны на вершинах волн, либо к раскрытию и потере части фазы волны на преобразование в энергию сжатия или разряжения на подошве волны. Постоянство расположения передней входной (боковой) стенки к фронту волны приводит к значительному ударному воздействию волны на эту стенку, а значит и к потере энергии в части преобразования ее в полезную.
В качестве ближайшего аналога принята волновая пневмоэнергетическая установка, содержащая пару резервуаров, выполненных с возможностью заполнения их полости водой, причем каждый из резервуаров снабжен всасывающим клапаном и сообщен через невозвратный клапан с общим воздухосборником, который сообщен с генератором энергии (см. патент РФ №2010996, МПК F03B 13/12, F03B 13/24, дата публикации 15.04.1994).
Недостатком ближайшего аналога является низкая эффективность преобразования энергии волн в электрическую в силу следующих факторов:
- конечный объем воды, распределенный между резервуарами замкнутой конструкции и водяным трубопроводом между ними;
- волновая пневмоэнергетическая установка преобразует только энергию волн, направленных параллельно общей плоскости резервуаров.
Кроме того указанная установка не может использоваться в качестве экологически чистого источника энергии на судах и соединение резервуаров между собой посредством телескопического водяного трубопровода усложняет конструкцию установки, а также снижает ее надежность и безопасность.
Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является разработка простой и надежной конструкции волновой пневмоэнергетической установки с высокой эффективностью преобразования энергии волн в полезную, например электрическую.
Технический результат, который достигается при решении поставленной задачи, выражается в повышении эффективности преобразования энергии волн в полезную, например электрическую.
Поставленная задача решается тем, что в волновой пневмоэнергетической установке, содержащей пару резервуаров, выполненных с возможностью заполнения их полости водой, причем каждый из резервуаров снабжен всасывающим клапаном и сообщен через невозвратный клапан с общим воздухосборником, который сообщен с генератором энергии, каждый из резервуаров снабжен донным окном и жестко закреплен на днище судна, в полости корпуса с возможностью заполнения его полости водой через донное окно, кроме того используют как минимум две пары резервуаров, размещенные вдоль бортов судна.
Кроме того высота резервуаров понижается по направлению от носовой части к кормовой части судна параллельно высоте борта.
Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками прототипа и аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию «новизна».
При этом все элементы заявляемого устройства находятся в конструктивном единстве и функциональной взаимосвязи друг с другом и направлены на достижение одного технического результата, а именно повышение эффективности преобразования энергии волн в электрическую.
При этом отличительные признаки формулы полезной модели решают следующие функциональные задачи.
Признаки «каждый из резервуаров снабжен донным окном и жестко закреплен… с возможностью заполнения его полости водой» обеспечивает возможность заполнения полости каждого резервуара водой независимо друг от друга.
Признаки «каждый из резервуаров… жестко закреплен на днище судна, в полости его корпуса» обеспечивает возможность использования заявляемой установки на судах.
Признаки «используют как минимум две пары резервуаров, размещенные вдоль бортов судна» обеспечивает возможность использования не только энергии волн, но и энергии от качаний судна с борта на борт, а также повышает мощность заявляемой установки вдвое.
Признаки зависимого пункта формулы позволяют повысить эффективность преобразования энергии волн в электрическую, поскольку при движении судна высота волны больше из-за взаимодействия ее с носовой частью судна, а при малой высоте волны более эффективны резервуары, имеющие меньшую высоту (они расположены ближе к кормовой части), т.к. обеспечивают большее сжатие воздуха.
На чертеже изображен общий вид волновой пневмоэнергетической установки.
На чертеже показаны резервуары 1, всасывающие клапаны 2 резервуаров 1, невозвратные клапаны 3, общий воздухосборник 4, генератор энергии 5, донные окна 6 резервуаров 1, днище 7, корпус 8, борта 9, носовая 10 и кормовая 11 части судна, волна 12.
Каждый из резервуаров 1 снабжен всасывающим клапаном 2 и донным окном 6 и жестко закреплен на днище 7 судна, в полости корпуса 8 с возможностью заполнения его полости водой.
Для этого в качестве донной части резервуаров 1 используют часть днища 7 судна, ограниченную корпусом резервуаров 1, и донные окна 6 выполнены в виде сквозных отверстий днища 7 судна.
Либо в днище 7 судна выполняют сквозные отверстия (на чертежах не показаны), совмещенные с донными окнами 6 резервуаров 1.
Используют как минимум две пары резервуаров 4, размещенные вдоль бортов 9 судна, причем высота резервуаров 1 понижается по направлению от носовой части 10 к кормовой части 11 судна параллельно высоте борта 9.
Кроме того каждый из резервуаров 1 сообщен через невозвратный клапан 3 с общим воздухосборником 4, который сообщен с генератором энергии 5.
Генератор энергии 5 преобразует механическую энергию в полезную, например электрическую, и таким образом обеспечивает движение судна (за счет сопряжения с гребным винтом) и выполняет функции жизнеобеспечения (выработку электроэнергии и т.д.).
Заявляемое устройство работает следующим образом.
При наличии волны 12 или качке судна полости резервуаров 1 через донные окна 6 заполняются водой независимо друг от друга. В результате в резервуарах 1 повышается уровень воды и давление воздуха в их полостях растет.
Сжатый воздух через невозвратные клапаны 3 поступает в общий воздухосборник 4, а затем в генератор энергии 5, который преобразует механическую энергию в полезную, например электрическую.
Когда уровень воды в полостях резервуаров 1 падает, она выводится из резервуаров 1 через донные окна 6, в результате давление воздуха в полостях резервуаров 1 падает, и при разряжении через всасывающие клапаны 2 воздух поступает в резервуары 1. Далее цикл повторяется.
Заявляемое устройство может использоваться в качестве активного успокоителя качки, который не требует дополнительных затрат энергии, а напротив, вырабатывает энергию.