Волновая электростанция

Полезная модель относится к гидроэнергетике, в частности к волновым энергетическим установкам, преобразующим энергию движения морских волн в электрическую энергию.
Известна волновая электростанция (патент РФ №2542736), содержащая корпус, выполненный в виде цилиндра, в нижней части которого расположены рабочая камера, впускной и выпускной клапаны. Под корпусом расположена труба циркуляции, последовательно соединенная с выпускным клапаном и гидротурбиной, которая в нижней части соединена с впускным клапаном, а в верхней части - с генератором. Гидротурбина соединена с рабочей камерой через выпускной клапан и с выпускной трубой - через выпускной клапан. Внутри корпуса расположен поршень, закрепленный на штоке, механически связанном с поплавком.
Недостатком данной волновой электростанции является ее недостаточная производительность, вследствие невозможности полезного использования движения потока воды в верхней камере цилиндра над поршнем.
Задачей полезной модели является создание волновой электростанции, способной преобразовывать энергию волн водной поверхности в электрическую энергию с большей эффективностью.
Техническим результатом использования предлагаемой волновой электростанции является усовершенствование ее конструкции, позволяющее использовать для вырабатывания электроэнергии движение потоков воды в обеих рабочих камерах цилиндра: под поршнем и над ним.
Технический результат достигается волновой электростанцией, содержащей корпус, выполненный в виде цилиндра, внутри которого под поршнем расположена рабочая камера, впускной и выпускной клапаны. Под корпусом расположена труба циркуляции, последовательно соединенная с выпускным клапаном и гидротурбиной, которая в нижней части соединена с впускным клапаном, а в верхней части - с генератором. Гидротурбина соединена с рабочей камерой через выпускной клапан, а с выпускной трубой - через выпускной клапан. Поршень жестко закреплен на нижнем конце штока, к верхнему концу которого прикреплен поплавок. При этом над корпусом симметрично относительно плоскости поршня расположена верхняя рабочая камера, впускной и выпускной клапаны. Над корпусом расположена труба циркуляции, последовательно соединенная с выпускным клапаном и гидротурбиной, которая в верхней части соединена с впускным клапаном, а в нижней части - с генератором. Гидротурбина соединена с верхней рабочей камерой через выпускной клапан и с выпускной трубой - через выпускной клапан.
На фиг.1 изображена волновая электростанция в рабочем состоянии (режим вырабатывания электроэнергии).
Волновая электростанция содержит корпус 1 выполненный в виде цилиндра, внутри которого под поршнем 2 расположена рабочая камера 3, впускной 4 и выпускной 5 клапаны. Под корпусом 1 расположена труба циркуляции 6, последовательно соединенная с выпускным клапаном 7 и гидротурбиной 8, которая в нижней части соединена с впускным клапаном 9, а в верхней части - с генератором 10. Гидротурбина 8 соединена с рабочей камерой 3 через выпускной клапан 5, а с выпускной трубой 11 - через выпускной клапан 12. Поршень 2 жестко закреплен на нижнем конце штока 13, к верхнему концу которого прикреплен поплавок 14. Над корпусом 1 симметрично относительно плоскости поршня 2 расположена верхняя рабочая камера 15, впускной 16 и выпускной 17 клапаны. Над корпусом 1 расположена труба циркуляции 18, последовательно соединенная с выпускным клапаном 19 и гидротурбиной 20, которая в верхней части соединена с впускным клапаном 21, а в нижней части - с генератором 22. Гидротурбина 20 соединена с верхней рабочей камерой 15 через выпускной клапан 17 и с выпускной трубой 23 - через выпускной клапан 24.
Волновая электростанция работает следующим образом.
При внешних колебаниях воды в движение приводится поплавок 14 посредством штока 13, колебания переходят к поршню 2, то есть в механической системе возникают колебания, направление и амплитуда которых зависят от внешнего возмущающего воздействия.
В результате колебаний поршня 2 в рабочей камере 3 возникает переменное давление, которое используется для циркуляции воды под поршнем 2. При подъеме поршня 2 впускной клапан 9 всасывает воду, и поток воды поступает в гидротурбину 8, которая вращает вал генератора 10. Затем посредством впускного клапана 4 поток воды попадает в рабочую камеру 3. При спуске поршня 2 вниз с помощью выпускного клапана 5 поток воды проходит через трубу циркуляции 5 и посредством выпускного клапана 7 вновь попадает в гидротурбину 8, приводящую во вращение вал генератора 10, вырабатывающего электрический ток. Излишки потока воды выходят через выпускную трубу 11 с помощью клапана 12.
Аналогично, в результате колебаний поршня 2 в верхней рабочей камере 15 также возникает переменное давление, которое используется для циркуляции воды над поршнем 2. При спуске поршня 2 впускной клапан 21 всасывает воду, и поток воды поступает в гидротурбину 20, которая вращает вал генератора 22. Затем посредством впускного клапана 16 поток воды попадает в верхнюю рабочую камеру 15. При подъеме поршня 2 вверх с помощью выпускного клапана 17 поток воды проходит через трубу циркуляции 18 и посредством выпускного клапана 19 вновь попадает в гидротурбину 20, приводящую во вращение вал генератора 22, вырабатывающего электрический ток. Излишки потока воды выходят через выпускную трубу 23 с помощью клапана 24.
Таким образом, усовершенствование позволяет полезно использовать обе рабочие камеры цилиндра 1, а также две гидротурбины 8 и 20 с генераторами 10 и 22, тем самым увеличить производительность волновой электростанции в два раза.