ВОЛНОВАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА

Полезная модель относится к гидроэнергетическим установкам и может быть использована для выработки экологически чистой неисчерпаемой электроэнергии.
Известны устройства для выработки электроэнергии, основанные на преобразовании механической энергии в электрическую энергию. Например, волновое энергетическое устройство (патент №2377424. Опубликован 20.11.2009 г.) представляет систему валов, шестеренок, муфт, связанных с плавающими понтонами. Недостатки данного устройства состоят в том, что во всех механических устройствах большие потери мощности и для их преодоления необходимы большие плавучие объекты, в виде понтонов, для получения значительной архимедовой силы. Такие понтоны не реагируют на небольшие волны, поэтому подобные устройства малоэффективны.
Известны всплывающие буйковые преобразователи механической энергии, например, волновой насос (в кн. А. да Роза. Возобновляемые источники энергии. Физико-технические основы. Учебное пособие. Изд. Дом «Интеллект», Изд. Дом МЭИ, 2010, 704 с, рис. 14.2, стр. 682.). Данное устройство представляет собой длинную вертикальную трубу с буем на верхнем конце и обратным клапаном в нижнем конце трубы. При перемещении трубы с заполненной в ней водой вниз, во впадину волны, вода в трубе выплескивается вверх и вращает гидротурбину. Данное устройство принято нами за прототип. Недостатки прототипа следующие: для получения достаточной энергии водяного столба в трубе, ее необходимо выполнять большой длины, что вынуждает использовать ее только на больших глубинах (не менее 50 м.); значительные габариты устройства обуславливают ее большую массу, что приводит к малой чувствительности к небольшим волнам и неэффективности при средних и малых волнах.
Технический результат, на достижение которого направлена полезная модель - расширение диапазона использования и повышения эффективности установки. Этот результат достигается тем, что в волновой энергетической установке, содержащей вертикальную цилиндрическую трубу с поплавком, обратным клапаном и якорной системой, труба, выполнена конусной, суживающейся в верхней части, в которой установлены направляющие лопатки и гидротурбина, вращающая электрогенератор, причем, обратный клапан выполнен в виде шторок одностороннего действия, над гидротурбиной, в верхней части установлен сферический отражатель. Вокруг электрогенератора имеются аэродинамический экран.
Предложенное устройство представлено на фиг. 1. Волновая энергетическая установка - общий вид; фиг. 2.- обратный клапан; фиг. 3. - рабочие лопатки (развернуто).
Здесь:
1. Корпус;
2. Направляющий аппарат;
3. Гидротурбина;
4. Поплавок;
5. Вал;
6. Аэродинамический экран;
7. Электрогенератор;
8. Отражатель;
9. Решетка;
10. Якорь.
Предлагаемое устройство представляет собой вертикально расположенную коническую трубу с широкой частью внизу 1. Вертикальное положение корпуса 1 обеспечивает поплавок 4, установленный в узкой части корпуса, и поддерживающий положительную плавучесть устройства. В верхней узкой части корпуса 1, внутри, установлен направляющий аппарат 2, состоящий из ряда радиально расположенных наклонных лопаток. Выше направляющего аппарата 2 находиться гидротурбина 3 с радиально расположенными активными лопатками, которые установлены на валу 5. Вал 5 в верхней части соединен с ротором электрогенератора 7. Вокруг электрогенератора 7 расположен аэродинамический экран 6, а между гидротурбиной 3 и электрогенератором 7 имеется сферический отражатель 8 в виде тарелки с выпуклой частью, направленной вверх. В нижней части корпуса 1 установлены шторки обратного клапана 9, которые опираются на решетки 10.
Предложенное устройство работает следующим образом:
Когда установка находится на гребне волны, вода заполняет полностью весь объем корпуса 1. При опускании корпуса 1 вниз, с гребня волны, вода не может вытекать из корпуса 1, т.к. этому препятствуют шторки обратного клапана 9 и вода устремляется в верхнюю часть корпуса, причем, за счет конфузорности, происходит увеличение скорости истечения воды. Эта вода попадает на направляющие лопатки аппарата 2 и воздействует на активные лопатки гидротурбины 3. Гидротурбина 3 начинает вращаться, вращается вал 5 и крутится ротор электрогенератора 7. Вырабатывается электрический ток, который по проводам отводится потребителю. После прохождения гидротурбины 3, поток воды ударяется в отражатель 8 и вытекает вне корпуса 1. Наличие отражателя 8 защищает электрогенератор 7 от попадания воды. При движении корпуса 1 вниз с гребня волны, одновременно с вытеканием воды через верх, происходит заполнение корпуса 1 новой порцией воды через открытые шторки обратного клапана 9. Далее, при подъеме устройства на гребень волны весь цикл повторяется. В результате работы устройства вырабатываемая электрогенератором электроэнергия передается через общий кабель на берег для использования потребителям.