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 RU 2286476 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 пластинчатым 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 и технологичности волновой энергетической установки, уменьшении потерь на преобразование энергии поплавка с возвратно-поступательным перемещение, 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, как минимум, две или более, с двукратным увеличением, пар симметрично расположенных длинноходовых вертикальных линейных электрических генераторов с генерирующими сердечниками на дисковых постоянных магнитах, оси которых выполнены из немагнитных материалов, и имеющими возможность возвратно-поступательного перемещения внутри статорных кольцевых индуктивных катушек в противоположных направлениях, связанными с поплавком через передаточный шток с гребенчатой зубчатой передачей, преобразующей возможность возвратно-поступательного перемещения передаточного штока во вращение, симметрично расположенных на одной оси с зубчатой шестеренкой барабанов и перекинутых через них гибких тросов, на концах которых закреплены генерирующие сердечники линейных электрических генераторов. Возможность возвратно поступательного вертикального перемещения поплавка обеспечивается опорными роликами, размещенными на боковой поверхности поплавка, опирающимся на направляющие стойки, и передаточным штоком, проходящим сквозь отверстия в промежуточной платформе и верхнем основании. Поплавок внутри заполнен балластом, обеспечивающим равенство сил при наличии возвратно-поступательного движения поплавка. Снизу и сверху корпуса поплавка закреплены демпферы, предотвращающие возможность жесткого касания поплавка с нижним основанием и промежуточной платформой при его крайних положениях.
Сущность полезной модели поясняется графическими материалами, на которых изображено: фиг.1 - общий вид волновой энергетической установки; фиг.2 - вид сверху механизма преобразования движения передаточного штока; фиг.3 - вид на поплавок сверху.
1
2
1
2
Волновая энергетическая установка (фиг.1) содержит двухсекционный каркас с вертикальными стойками 1, связанными верхним и нижним основаниями 2, 3. Эти стойки являются направляющими поплавка 4, размещенного в нижней секции каркаса, способного к возвратно-поступательному перемещению. В верхней секции каркаса расположен преобразователь энергии, содержащий, как минимум, две или более, с двукратным умножением, пар симметрично расположенных длинноходовых вертикальных электрических генераторов 5, 6 (см. фиг.2) с генерирующими сердечниками 7, 8 на дисковых постоянны магнитах, оси 9 которых выполнены из немагнитных материалов. Генерирующие сердечники имеют возможность возвратно-поступательного перемещения внутри статорных кольцевых индуктивных катушек 10, 11 в противоположных направлениях. Генерирующие сердечники 7, 8 связаны с поплавком 4 через передаточный шток 12 с гребенчатой зубчатой передачей, преобразующей возможность возвратно-поступательного перемещения передаточного штока 12 во вращение, симметрично расположенных на одной оси 13 с зубчатой шестерней 14 барабанов 15 и перекинутых через них гибких тросов 16, на концах которых закреплены генерирующие сердечники 7, 8 линейных электрических генераторов 5, 6. Возможность возвратно-поступательного вертикального перемещения поплавка 4 обеспечивается опорными роликами 17, размещенными на боковой поверхности поплавка 4 с помощью кронштейнов 18 и опирающимся на направляющие вертикальные стойки 1, и передаточным штоком 12, проходящим сквозь отверстия в промежуточной платформе 19 и верхнем основании 2. Поплавок 4 внутри заполнен балластом 20, который обеспечивает равенство сил при наличии возвратно-поступательного движения поплавка 4 по вертикали, вес которого вместе с весом корпуса поплавка 4 и передаточного штока 12 равен весу воды, вытесненной половиной объема поплавка, когда отсутствуют волны. Снизу и сверху корпуса поплавка 4 закреплены демпферы 21, предотвращающие возможность жесткого касания поплавка с нижним основанием 3 и промежуточной платформой 19 при его крайних положениях, когда величина волн больше хода (L+L) поплавка 4. В нейтральном положении при штиле поплавок находится на расстоянии L от нижнего основания 3, L - это расстояние от промежуточной платформы 19, Н - расстояние средней линии поплавка, находящееся на уровне воды при штиле, до нижнего (крайнего) основания 3.
С целью уменьшения потерь на трение оси барабанов 15 размещены в подшипниках 22, установленных на стойках 23. На перемещение генерирующих сердечников 7,8 никакой энергии не затрачивается, кроме той, которая необходима на преодоление сил инерции этих сердечников, что повышает КПД преобразования энергии волн.