МОРСКАЯ ГИДРОВЕТРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ

Полезная модель относится к энергетике, в частности к источникам альтернативной энергии, и может быть использована на океанских водных течениях и ветром. В настоящее время, в связи с истощением ископаемых источников топлива, человечество усиленно разрабатывает проекты альтернативных источников энергии - ветра, температуры, водорослей, речные и океанские течения и т.д.
Прототипом полезной модели является морская гидроэлектростанция, включающая в себя ветроколесо, плавсредство, горизонтальный конвейер, установленный на валу, на верхнем конце которого установлен генератор электрической энергии, при этом конвейер выполнен в виде лопастей, установленных шарнирно, причем по их сторонам установлены направляющие пластины направляющего аппарата с возможностью дополнительного направления потока течения на лопасти [Pontoon and water flow power generation combined power station, Yichang Fazhong Shipping CO Ltd, CN 102518545 A, 27.06.2012].
Недостатком прототипа является низкая мощность, так как лопасти горизонтального конвейера двигаются вслед друг за другом по течению, то есть затеняют друг друга.
Техническая проблема полезной модели - разработка нового устройства гидроветроэлектростанции с достижением следующего технического результата - повышение мощности.
Решение поставленной технической проблемы достигается тем, что в морской гидроветроэлектростанции, включающей в себя ветроколесо, палубу, горизонтальный конвейер, установленный на валу, на верхнем конце которого установлен генератор электрической энергии, при этом конвейер выполнен в виде лопастей, установленных шарнирно, причем по их сторонам установлены направляющие пластины направляющего аппарата с возможностью дополнительного направления потока течения на лопасти, согласно предлагаемому решению, нижняя и верхняя цепи горизонтального конвейера охватывают барабаны, закрепленные по вершинам на осях вращения на симметричной треугольной раме.
На фигуре 1 показан общий вид морской гидроветроэлектростанции, вид сверху; на фигуре 2 показан вид на фигуре 1 по А, вид сзади; на фигуре 3 показано сечение фигуры 2 по А-А; на фигуре 4 показано сечение фигуры 2 по Б-Б; на фигуре 5 показано сечение фигуры 2 по С-С.
Морская гидроветроэлектростанция включает в себя палубу 1, которая опирается на продольные параллельные понтоны 2, а под понтонами 2 на симметричной треугольной раме 3, расположенным по оси симметрии палубы 1, по его вершинам на осях вращения, закреплены, сзади ведомые барабаны 4, а на переднем (верхний по чертежу) - ведущий барабан 5. Все барабаны 4 и 5 по торцам снабжены зубчатыми колесами 6, которые охватывают верхняя 7 и нижняя 8 цепи цепного конвейера, между которыми на осях 9 размещены гидравлические лопасти 10, а за ними, по ходу движения упоры 11. К палубе 1 снизу по сторонам треугольной рамы 3, с возможностью прохода лопастей 10, и осевой продольной пластиной 12, закреплены пластины 13 направляющего гидроаппарата. На вертикальном валу 14 ведущего барабана 5 над палубой 1 закреплено конусное зубчатое колесо 15 (может быть и другое) в зацеплении с которым находится зубчатое колесо 16 с расчетной редукцией вала генератора 17 электрической энергии. Полости барабанов 4 и 5 пустотелые, что увеличивает плавучесть вала электростанции. Палуба 1 снабжена узлами 18 заякорения или крепления ее к донным стойкам (на чертеже не показаны).
Вал 14 генератора 17 через храповую муфту 19 соосно соединен с валом 20 ветроколеса, который состоит из радиальных лопастей 21, по окружности которых жестко установлены направляющие пластины 22 направляющего аппарата, установленные под углом 30…40° к радиусу лопастей 21. Вал 20 ветроколеса центрируется крестовиной 20°, между которой установлена опорная площадка 24 ветроколеса, которое снабжено верхним перекрытием (крышей) 25, которое может быть связано с крестовиной 23, установленной на палубе 1. На палубе 1 могут быть размещены бытовые, служебные и ремонтные помещения.
Морская гидроветроэлектростанция работает следующим образом. Все электростанция на плаву буксируется на место установки океанского течения воды, например на теплое течение Гольфстрима, а еще лучше на границу водораздела двух противоположных течений, где посредством тяг или тросов через узлы 18 палубы 1 закрепляют к донному основанию (на чертеже не показано) встречно течению ведущего барабана 5. Находясь в течении, гидравлические лопасти 10 поворачиваются на своих осях 9 и упираясь в упоры 11, устанавливаются поперек течению. Таким образом, одна сторона цепи 7 конвейера (по чертежу слева) с рядом гидравлических лопастей 10 находится в потоке течения. Чтобы лопасти 10 не затеняли друг друга в течении, по их сторонам установлены направляющие пластины 13 направляющего аппарата, которые дополнительно направляют поток течения на лопасти 10, усиливая их эффективность. Поперечные силы, возникающие на лопастях 10 через упоры 11 передаются на цепи 7 и 8, суммируются на них, через цепи 7 и 8, которые приводятся во вращение вокруг треугольной рамы 3 (по чертежу против часовой стрелки) и через зубчатые колеса 6 на торцах барабанов 4 и 5, приводят их во вращение. При этом ведущий барабан 5 приводит во вращение вертикальный вал 14 с конусным зубчатым колесом 15, а последний через зубчатое колесо 16 вал генератора 17, который вырабатывает электрическую энергию.
При движении лопастей 10 с другой стороны конвейера, то есть встречно течению, лопасти 10, поворачиваясь на своих осях 9, складываются вдоль цепей 7 и 8 и практически не оказывают сопротивления. При этом упоры 11 находятся впереди осей 9 лопастей 10. В этом случае направляющие пластины 13 с этой стороны с обратным углом наклона, выполняют роль компенсаторов крутящего момента, возникающего при работе электростанции.
При установке электростанции на водоразделе двух течений, вторая ветвь цепей 7 и 8 (правая по чертежу), работает описанным образом, как и первая ветвь (левая по чертежу), тем самым удваивается ее мощность.
При отсутствии ветра вертикальный вал 14, вращаясь, свободно проворачивается в храповой муфте 13. При наличии ветра с любой стороны, воздушный поток проходит через лопасти 22 направляющего аппарата и направляется на лопасти 21 ветроколеса в ту же сторону, что и вал 14 (против часовой стрелки по чертежу). Так как частота вращения вала 20 больше частоты вращения вала 14, первый в храповой муфте 13 вход в зацепление с валом 14 и своей крутящий момент постоянно передает на вал 14, тем самым, суммирую мощности ветроколеса и гидропривода, повышает мощность генератора 17, который вырабатывает соответствующее количество электрической энергии.