МОДУЛЬ ГРАВИТАЦИОННО-ВОЛНОВОЙ ЭНЕРГОУСТАНОВКИ

Полезная модель относится к использованию возобновляемых источников энергии ветровых волн и может быть применено для преобразования этой энергии в механическую энергию для привода электрогенератора, насосов, компрессора и других механизмов.
Известна волновая энергоустановка, имеющая проходимый для волн объемный каркас с размещением над водой вала отбора мощности и муфтами одностороннего вращения на нем, с поплавками на нижних плечах двуплечих рычагов, с гибкой связью верхнего плеча рычага с барабаном на муфте одностороннего вращения (см. патент RU №2150021, F03B 13/12, 1999 г.)
Недостатком этого устройства является то, что передача усилий от поплавков к валу производится гибким тросом, что при неравномерности натяжения троса, наличия упругой и остаточной деформации в системе: «трос - барабан - муфта одностороннего вращения - храповик - натяжной груз», является громоздкой и не обеспечивает полную и синхронную передачу усилий при воздействии волны на поплавковые устройства, а при вертикальной тросовой схеме передачи усилий от поплавка к валу трос и шкив размещаются под водой, что затрудняет контроль за их состоянием и уменьшает ресурс их работы.
Известна также статья Власова В.В. «Кибернетика и энергогенераторы» (см. Власов В.Н., Кибернетика и энергогенераторы //«Академия Тринитаризма», М., Эл №77-6567, публ. 16565, 16.06.2011), где представлены схемы использования силы Архимеда и силы тяготения. В предложенных схемах, состоящих из блоков, троса, проходящего через шкив генератора, противовеса, находящегося под водой и подвижной герметичной емкости с закачкой и откачкой из нее воды насосом. Изменение веса подвижной емкости, находящейся под водой, обеспечивает ее поднятие или опускание, что приводит в действие генерирующее устройство.
Недостатком такой схемы является наличие в ней вспомогательной емкости и использование энергии для закачки и откачки воды насосом в подвижную емкость.
В основу полезной модели поставлена задача усовершенствования волновой энергоустановки, в которой упрощена система передачи усилий от рабочего тела на первичный вал модуля энергоустановки, передача моментов вращения двух первичных валов одного модуля на вал отбора мощности потребителя.
Технический результат достигается тем, что в предложенном модуле гравитационно-волновой энергоустановки, включающем в себя проходимую для волн опорную конструкцию с площадкой выше уровня волнового воздействия и расположенные на ней первичные валы отбора мощности, имеющие муфты одностороннего вращения, систему, соединяющую первичные валы отбора мощности с рабочим грузом, расположенным в зоне волнового воздействия, согласно полезной модели, два первичных вала отбора мощности установлены на модуле параллельно друг другу на расчетном расстоянии с симметричным размещением на них муфт одностороннего вращения, на которых установлены рычаги, имеющие общую ось вращения с муфтой и первичным валом отбора мощности, при этом горизонтальные плечи рычагов пригружены противовесом и расположены с наружной стороны первичного вала отбора мощности, а вертикальные плечи рычагов двух первичных валов отбора мощности попарно соединены друг с другом натяжным тросом, в центре которого закреплен грузовой канат с рабочим грузом, имеющим отрицательную плавучесть и с размещением центра своего объема на уровне спокойной воды в акватории.
Кроме того, два первичных вала отбора мощности соединены с поперечным ведомым валом, а через механизмы сцепления на нем - с валом отбора мощности потребителя.
Между совокупностью отличительных признаков заявленного технического решения и достигаемым техническим результатом существует следующая система причинно-следственных связей.
Размещением подвешенного рабочего груза в воде, с центром его объема на уровне спокойной воды в акватории и его соединение грузовым канатом с установленным горизонтально натяжным тросом, обеспечивается равенство моментов сил, воздействующих на модуль энергоустановки при спокойном состоянии воды в акватории. При наличии волнения рабочий груз меняет свой вес из-за изменения находящегося в воде его объема. При прохождении впадины волны вес рабочего груза максимальный, так как сила Архимеда минимальна из-за минимального объема рабочего груза, находящегося в воде. Под действием дополнительно появившейся поперечной силы, действующей на горизонтально установленный натяжной трос возникают дополнительные усилия в натяжном тросе, которые через плечи рычага и муфты передаются на первичные валы отбора мощности, приводя их в движение без применения блоковых элементов, тросовых барабанов и устройств. При прохождении гребня волны вес рабочего груза меньше первоначального, под действием силы гравитации рычаги и натяжной трос устанавливаются в первоначальное положение. Соединение двух первичных валов отбора мощности поперечным ведомым валом суммирует их мощность и синхронно передает крутящий момент на вал отбора мощности потребителя.
Предложенное техническое решение поясняется чертежами,
где:
- на фиг. 1 изображен поперечный разрез модуля энергоустановки по 1-1,
- на фиг. 2 - план - вид сверху на модульный элемент энергоустановки,
- на фиг. 3 - варианты размещения модуля при передаче мощности на вал отбора мощности потребителя,
где:
1. Объемный каркас.
2. Площадка.
3. Грунт.
4. Первичный вал отбора мощности.
5. Ведущее зубчатое колесо вала отбора мощности.
6. Опорная подушка первичного вала отбора мощности.
7. Муфта одностороннего вращения.
8. Рычаг бокового противовеса.
9. Рычаг натяжного троса.
10. Натяжной трос.
11. Рабочий груз.
12. Проем.
13. Противовес боковой.
14. Ограничитель движения рычага.
15. Поперечный ведомый вал.
16. Зубчатое колесо поперечного ведомого вала.
17. Опорная подушка поперечного ведомого вала.
18. Впадина волны.
19. Гребень волны.
20. Уровень уреза воды.
21. Модуль энергоустановки.
22. Зубчатое колесо вала отбора мощности потребителя.
23. Вал отбора мощности потребителя.
24. Начальное положение троса.
25. Грузовой канат.
Модуль гравитационно-волновой энергоустановки работает следующим образом.
Объемный каркас 1 с площадкой 2 устанавливается на грунт 3 таким образом, чтобы волны свободно проходили под площадкой 2 с установленными на ней на опорных подушках 6 двух параллельных друг другу первичных валов отбора мощности 4 с муфтами одностороннего вращения 7 и закрепленными на них рычагов. Все моменты сил, действующие на элементы модуля должны быть уравновешены при нахождении центра объема рабочего груза 11 на уровне спокойной воды. При наличии волнения равновесие нарушается, так как рабочий груз 11 изменяет свой вес в зависимости от величины погружения его объема. При прохождении впадины волны 18 появляется дополнительный вес, который через грузовой канат 25 воздействует на натяжной трос 10, соединенный с рычагами натяжного троса 9, которые через муфты одностороннего вращения 7 передают усилия на первичный вал отбора мощности 4, приводя его в движение. При уменьшении веса рабочего груза 11 при прохождении гребня волны 19, под действием сил гравитации рычаги 9, 8 с противовесами 13 и натяжной трос 10 занимают свое первоначальное положение 24.