ОКЕАНСКИЙ ИЛИ МОРСКОЙ ВОЛНОВОЙ ПРИБРЕЖНЫЙ ЭЛЕКТРОГЕНЕРАТОР
OCEAN OR SEA WAVE COASTAL ELECTRIC GENERATOR

Изобретение относится к энергетике, в частности, к возобновляемым источникам энергии, и предназначено для генерации электроэнергии из прибрежных океанских или морских волн за счет их подъема и спада в полосе прибоя.
Известен способ получения электроэнергии из морских или океанских волн в полосе прибоя: электрогенератор «CorPower Ocean» (http://www.corpowerocean.com/), так же заявленный мною ранее «Морской волновой электрогенератор» (заявка №2016115978/06(025052), 26.10.2017). Недостатком этого устройства является некоторая удаленность центра тяжести силовой части от оси опорной башенки с опорой на дне, ограничение угла действия силовой части, возможен механический излом. Эти факторы могут привести к не совсем стабильной работе и, в критических ситуациях (сильный шторм), могут вызвать поломку и отказ в работе устройства.
Задачей изобретения является создание устройства, позволяющего более свободно и эффективно производить забор волновой энергии с поверхности волн недалеко от берега на небольшой глубине, где максимальная волновая амплитуда, работа которого слабо зависит от искаженной формы волны, вносимой гребнем (буруном).
Технический эффект изобретения достигается путем усовершенствования устройства, которое с помощью рычага с поплавком вращает круговые генераторы, расположенные над поверхностью воды (под водой генератор устанавливать технически сложно), в котором используется фактор направления движения волн и свойство баллонов тороидальной формы большого диаметра в движении преодолевать крупные волны с закрученным гребнем.
Признаками изобретения является то, что устройство содержит полую цилиндрическую башенку с опорой на дне, корпус силовой части на верху башенки с возможностью разворота, генераторы с двух сторон корпуса силовой части, рычаг корпуса силовой части, на оси нижнего конца которого поплавок в виде тележки с килем и баллонами тороидальной формы на осях вращения по краям тележки. Другой конец рычага с двух сторон соединен с осью махового колеса внутри корпуса силовой части, которое на этой оси закреплено через механизм одностороннего вращения и зацеплено с шестерней на оси генераторов с двух сторон корпуса силовой части. В устройство введен кольцевой токосъемник. Продолжением полой цилиндрической башенки является держатель колец кольцевого токосъемника с шаровой опорой наверху, силовые провода от которого изнутри через полую башенку уходят вниз на потребителя. Корпус силовой части опирается на шаровую опору и имеет нишу напротив колец токосъемника, в которую вставляется щеткодержатель токосъемника, соединенный силовым проводом с генераторами, при этом силовая ось корпуса силовой части совпадает с осью башенки. Маховое колесо и шестерня генераторов максимально приближены к оси башенки для сдвига центра тяжести корпуса силовой части к оси башенки. Разворот рычага корпуса силовой части охватывает всю верхнюю полусферу без ограничений.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1, 2 - общий вид устройства (фиг. 1 - вид сбоку, фиг. 2 - вид с фронта), на фиг. 3 - внутренняя компоновка сбоку, на фиг. 4 - внутренняя компоновка с фронта, на фиг. 5 - компоновка кольцевого токосъемника и шаровая опора корпуса силовой части, на фиг. 6 - порядок сборки токосъемника, на фиг. 7 - расположение силового кабеля внутри держателя колец токосъемника и, далее, внутри полой опорной башенки.
Предлагаемое устройство состоит из: полой цилиндрической башенки 1 с опорой 2, корпуса силовой части 3 на верху башенки с возможностью разворота без ограничений на 360 градусов на оси башенки 1, генераторов 4 на корпусе силовой части 3, рычага 5, поплавка на оси 10 внизу рычага 5 в виде тележки 9 с килем 7 и баллонами тороидальной формы 6 на осях вращения 11 по краям тележки. Внутри корпуса силовой части 3 находится втулка 14 с маховым колесом 15. Втулка 14 соединена с осью 12, к которой с двух сторон закреплен рычаг 5, через механизмы одностороннего вращения (храповики) 13. Шестерня 16 на оси 17 генераторов 4 зацеплена с маховым колесом 15. Маховое колесо 15 и шестерня 16 максимально сдвинуты к башенке 1 (фиг. 3) для приближения центра тяжести корпуса силовой части 3 к оси башенки 1.
На башенку 1 сверху, как продолжение башенки, вставлен держатель 20 колец 21 кольцевого токосъемника, на нем, в свою очередь, установлена шаровая опора 19 для корпуса силовой части 3, который дополнительно зацеплен на фиксирующем кольце 8. Между корпусом силовой части 3 и башенкой 1 с держателем 20 находятся игольчатые подшипники 18. Через нишу 26 корпуса силовой части 3 вставляется щеткодержатель 23 со щетками 22, которые контактируют с кольцами 21 токосъемника на держателе колец 20. Провод 24 от генераторов 4 позволяет свободно вытаскивать и вставлять щеткодержатель 23 в нишу 26. Ниша 26 закрывается крышкой 27. Провод 25 для потребителя изнутри соединен с кольцами 21, затем, через полую башенку 1 уходит ко дну и, далее, на потребителя.
Работает устройство следующим образом. Волна килем 7 ориентирует корпус силовой части 3 рычагом 5 по направлению своего движения на оси башенки 1, поднимает рычаг 5 за счет баллонов бис помощью механизма одностороннего вращения 13 раскручивает маховое колесо 15, которое в свою очередь вращает шестерню 16 с генераторами. Генераторы 4, подключенные синфазно, вырабатывают электроэнергию. После прохождения волны рычаг 5 падает, но, т.к. вступают в работу механизмы одностороннего вращения 13, маховое колесо 15 продолжает вращаться. Следующая волна повторяет цикл, т.е. идет периодическая «подкрутка» махового колеса. Электрический ток от генераторов 4, через провод 24, контакты 22,21 кольцевого токосъемника, силовой провод 25 поступает по дну на берег (контроллер зарядки, батарея, инвертор и т.д.).
Тележка 9 может свободно вращаться вокруг оси 10 рычага 5 для автокомпенсации разности сил всплытия баллонов 6 на краях оси 10. Баллоны 6 за счет большого диаметра и возможности независимого вращения на оси 11 легко перекатываются через закрученный гребень волны. Киль 7 использует фактор направления движения волн в сторону берега, «вытягивает» тележку 9, рычаг 5 вместе с корпусом силовой части 3 (с возможностью неограниченного разворота в обе стороны на оси башенки 1) по направлению движения волн, чем оптимизируется забор волновой энергии. Верхний торец башенки 1 на опоре 2 при установке выставляется по уровню срезанием заведомо избыточной высоты башенки. Баллоны тороидальной формы большого диаметра для преодоления крупных волн с закрученным гребнем - по примеру одной из осей автомобиля-вездехода с тороидальными колесами большого диаметра для преодоления крупных препятствий.
Устройства работают в группе.
Следует заметить, преобразование механической энергии в электрическую - энергетически достаточно затратный процесс. Без опорный забор энергии волны только от подъема и спада энергетически неэффективен. Еще Архимед говорил: «Дайте мне точку опоры!..». Заявленное изобретение - наиболее перспективный путь получения и преобразования океанской или морской прибрежной волновой энергии.