ВОЛНОВАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА

Полезная модель относится к преобразователям энергии волн и может быть использована в качестве экологически чистых альтернативных автономных источников питания электрической энергией морских плавучих нефтедобывающих платформ, а так же любых других потребителей электрической энергии, находящихся в прибрежной зоне мирового океана.
Известно устройство, работающее на основе использования энергии волн, содержащее, как и предлагаемое устройство, опорную раму с вертикальными направляющими, размещенный с возможностью возвратно-поступательного перемещения поплавок, связанный с передаточным механизмом, обеспечивающим кинематическую связь поплавка с электрогенератором. В известном устройстве для обеспечения одностороннего вращения ротора электрического генератора используются храповые механизмы, имеющие соосные центральные отверстия, пропущенный через них вертикальный вал, закрепленный неподвижно, с пластинчатым винтовым участком, верхняя и нижняя часть которого имеет противоположную закрутку (см. патент RU2286476 С2 опубликованный 27.10.2006 Б.И. №30) прототип.
Недостатком прототипа является сложность преобразователя возвратно-поступательного движения поплавка во вращательное движение ротора электрогенератора, большие потери энергии преобразования за счет потерь на трение скольжения по пластичным винтовым участкам вертикального вала, ускоряющих его износ, большая разница вращающего момента на валу при подъеме поплавка и его обратном ходе под действием собственного веса, усугубляющаяся при увеличении мощности установки.
Технический результат заключается в упрощении конструкции волновой энергетической установки, уменьшении потерь преобразования возвратно-поступательного перемещения поплавка и обеспечения равенства вращающих моментов при перемещении поплавка вверх и вниз, в возможности достижения больших мощностей установки.
Технический результат достигается тем, что волновая энергетическая установка содержит двухсекционный каркас, вертикальные стойки которого, скрепленные верхним и нижним основаниями, являются направляющими размещенного в нижней секции каркаса поплавка, способного к возвратно-поступательному вертикальному перемещению, а в верхней секции которого расположен преобразователь энергии. Особенностью является то, что преобразователь энергии содержит один или объединение нескольких длинноходовых линейных электрических генераторов с генерирующими сердечниками на постоянных магнитах, оси которых выполнены из немагнитного материала с возможностью возвратно-поступательного перемещения внутри кольцевых индуктивных катушек, жестко связанных между собой общим флянцем, закрепленном на торце передаточного штока, жестко связанного с поплавком. Генерирующие сердечники, способные к возвратно-поступательному перемещению вместе с их осями, общим флянцем, передаточным штоком и корпусом поплавка имеют вес, равный весу воды, вытесняемой половиной объема поплавка. Возможность возвратно-поступательного вертикального перемещения поплавка обеспечивается опорными роликами, размещенными на боковой поверхности поплавка, опирающимися на направляющие стойки каркаса и передаточным штоком, проходящем сквозь отверстие в промежуточной платформе. На верхней и нижней торцевой поверхности поплавка по центру размещены демферы, предотвращающие жесткое столкновение поплавка с промежуточной платформой и нижним основанием при его крайних положениях.
Сущность полезной модели поясняется графическими материалами, на которых изображено: фиг.1 - волновая энергетическая установка в общем виде; фиг.2 - вид на преобразователь энергии в сечении сверху; фиг.3 - вид на поплавок сверху.
Волновая энергетическая установка (фиг.1) содержит двухсекционный каркас, вертикальные стойки 1 которого, скрепленные верхним и нижним основаниями 2, 3, является одновременно направляющими размещенного в нижней секции каркаса поплавка 4, способного к возвратно-поступательному вертикальному перемещению, а в верхней секции которого расположен преобразователь энергии. Преобразователь энергии содержит один или объединение нескольких длинноходовых линейных электрических генераторов 5 с генерирующими сердечниками 6 на постоянных магнитах 7, оси 8 которых выполнены из немагнитного материала с возможностью возвратно-поступательного перемещения внутри кольцевых индуктивных катушек 9, жестко связанных между собой общим флянцем 10, закрепленном на торце передаточного штока 11, жестко связанного с поплавком 4. Генерирующие сердечники 6, способные к возвратно-поступательному перемещению вместе с их осями 8, общим флянцем 10, передаточным штоком 11 и корпусом поплавка 4 имеют вес, равный весу воду, вытесняемой половиной объема поплавка 4. Возможность возвратно-поступательного вертикального перемещения поплавка 4 обеспечивается опорными роликами 12, размещенными на боковой поверхности поплавка (см. фиг.3), опирающимися на направляющие стойки 1 каркаса и передаточным штоком 11, проходящем сквозь отверстия в промежуточной платформе 13. На верхней и нижней торцевой поверхности поплавка 4 по центру размещены демферы 14, предотвращающие жесткое столкновение поплавка 4 с промежуточной платформой 13 и нижним основанием 3 при его крайних положениях. Опорные ролики 12 установлены между щечками 15, а линейные электрические генераторы закреплены на верхнем основании 2 с помощью уголков 16.
В предлагаемой полезной модели для генерации электрической энергии использованы пять линейных электрических генераторов 5 (см. фиг.2).
Предложенная полезная модель волновой энергетической установки отличается простотой конструкции и малой стоимостью. Максимальная эффективность модели достигается в случае, когда выполняется указанное выше соотношение веса подвижных элементов (4, 6, 8, 10, 11) и веса вытесненной поплавком 4 воды в исходном состоянии (при штиле), при погружении на глубину Н. L-максимальная величина хода поплавка 4 и генерирующих сердечников 6 генераторов 5 (L=L1+L2), исходя из чего выбираются линейные генераторы 5.