RU88743U1

RU88743U1 - WAVE POWER INSTALLATION

Info

Publication number: RU88743U1
Application number: RU2009104440/22U
Authority: RU
Inventors: Геннадий Фёдорович Афанасьев; Татьяна Владимировна Афанасьева
Priority date: 2009-02-09
Filing date: 2009-02-09
Publication date: 2009-11-20

Abstract

1. Волновая энергетическая установка содержит двухсекционный каркас, вертикальные стойки которого, размещенные между верхним и нижнем основаниями, являются одновременно направляющими размещенного в нижней секции каркаса поплавка, способного к возвратно-поступательному вертикальному перемещению, а в верхней секции которого расположен передаточный механизм, обеспечивающий кинематическую связь поплавка с электрогенератором, отличающаяся тем, что передаточный механизм, установленный снизу на верхнем основании каркаса, содержит центральную горизонтально или вертикально расположенную коническую зубчатую шестерню с осевым наконечником для кинематической связи с электрогенератором, в диаметрально противоположных точках которой она связана с двумя зеркально расположенными одинаковыми боковыми коническими зубчатыми шестернями, с фиксацией посаженными на ступицах с обгонными муфтами и звездочками на них, размещенными соосно и встречно на объединенной оси и установленных на верхнем основании кронштейнах, а обе обгонные муфты через звездочки и замкнутые передаточные цепи связаны с штоком, один конец которого скреплен с поплавком, а другой - с передаточными цепями. ! 2. Волновая энергетическая установка по п.1, отличающаяся тем, что замкнутые передаточные цепи, охватывающие звездочки обеих обгонных муфт, натянуты вертикально с помощью подвижных натяжных блоков, установленных на одной оси между кронштейнами, закрепленными на промежуточной платформе каркаса, а расстояние между звездочками обгонных муфт и натяжными блоками больше, чем длина хода поплавка. ! 3. Волновая энергетическая установка по п.1, отлича1. The wave power plant contains a two-section frame, the vertical struts of which, located between the upper and lower bases, are simultaneously guides of the float located in the lower section of the frame, capable of reciprocating vertical movement, and in the upper section of which there is a transmission mechanism providing kinematic communication float with an electric generator, characterized in that the transmission mechanism mounted below on the upper base of the frame contains a center a bevel gear horizontally or vertically located with an axial tip for kinematic communication with an electric generator, at diametrically opposite points of which it is connected with two identical bevel gears located on the hubs, fixed on hubs with overrunning clutches and sprockets on them, placed coaxially and opposite to the combined axis and the brackets installed on the upper base, and both freewheels through sprockets and closed gears the chains are connected to the rod, one end of which is fastened to the float, and the other to the transmission chains. ! 2. The wave power plant according to claim 1, characterized in that the closed transmission chains covering the sprockets of both overrunning clutches are stretched vertically by means of movable tension blocks mounted on the same axis between the brackets mounted on the intermediate frame of the frame, and the distance between the sprockets of the overruns couplings and tension blocks are longer than the stroke length of the float. ! 3. The wave power plant according to claim 1, excellent

Description

Полезная модель относится к преобразователям энергии волн для нетрадиционных источников электрической энергии плавучих морских платформ нефтедобывающей промышленности и других областях нетрадиционной энергетики.The utility model relates to wave energy converters for unconventional sources of electrical energy of floating offshore platforms of the oil industry and other areas of alternative energy.

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.A device based on the use of wave energy is known, comprising, like the proposed device, a support frame with vertical guides, arranged with the possibility of reciprocating movement of the float, associated with a transmission mechanism that provides kinematic connection of the float with an electric generator. In the known device for providing one-sided rotation of the rotor of an electric generator, ratchet mechanisms are used, having coaxial central holes, a vertical shaft passed through them, fixedly mounted, with a plate-shaped screw section, the upper and lower parts of which have the opposite twist (see patent RU 2286476 C2, published 10.27.2006 B.I. No. 30) prototype.

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 пластичным винтовым участкам вертикального вала, ускоряющих его износ, большая разница вращающего момента на валу при подъеме поплавка и его обратном ходе, усугубляющаяся при увеличении мощности установки.The disadvantage of the prototype is the complexity of the Converter reciprocating movement of the float into the rotational motion of the rotor of the generator, large losses of conversion energy due to friction losses on the plastic screw sections of the vertical shaft, accelerating its wear, a large difference in the torque on the shaft when lifting the float and its return stroke aggravated by increasing the capacity of the installation.

Технический результат заключается в упрощении конструкции волновой энергетической установки, уменьшении потерь преобразования возвратно-поступательного перемещения поплавка и обеспечения равенства вращающих моментов при перемещении поплавка вверх и вниз, в возможности достижения больших мощностей установки.The technical result consists in simplifying the design of the wave power plant, reducing the conversion loss of the reciprocating movement of the float and ensuring equal torques when moving the float up and down, in the possibility of achieving high plant power.

Технический результат достигается тем, что волновая энергетическая установка содержит двухсекционный каркас, вертикальные стойки которого, размещенные между верхним и нижним основаниями, являются одновременно направляющими размещенного в нижней секции каркаса поплавка, способного к возвратно-поступательному вертикальному перемещению, а в верхней секции которого расположен передаточный механизм, обеспечивающий кинематическую связь поплавка с электрогенератором. Особенностью является то, что передаточный механизм, установленный снизу на верхнем основании каркаса, содержит центральную горизонтально или вертикально расположенную коническую зубчатую шестерню с осевым наконечником, для кинематической связи с электрогенератором, в диаметрально противоположных точках которой она связана с двумя зеркально расположенными одинаковыми боковыми коническими зубчатыми шестернями, с фиксацией посаженными на ступицах с обгонными муфтами и звездочками на них, размещенными соосно и встречно на объединенной оси и установленных на верхнем основании кронштейнах, а обе обгонные муфты через звездочки и замкнутые передаточные цепи связанны с штоком, один конец которого скреплен с поплавком, а другой- с передаточными цепями. Замкнутые передаточные цепи, охватывающие звездочки обеих обгонных муфт, натянуты вертикально с помощью подвижных натяжных блоков, установленных на одной оси между кронштейнами, закрепленными на промежуточной платформе каркаса, а расстояние между звездочками обгонных муфт и натяжными блоками больше, чем длина хода поплавка. Второй конец штока с помощью поперечной планки скреплен с обеими замкнутыми передаточными цепями на уровне, отстоящем от оси натяжных блоков не менее длины их радиуса при крайнем положении поплавка. Поплавок внутри закреплен балластом, вес которого вместе с весом корпуса поплавка и скрепленного с ним штока равен весу воды, вытесненной половиной объема поплавка. Возможность возвратно-поступательного вертикального перемещения поплавка обеспечивается опорными роликами, размещенными на боковой поверхности поплавка и опирающимися на направляющие стойки каркаса. На нижнем основании и промежуточной платформе установлены демферы, обращенные к поплавку, предотвращающие жесткое касание поплавка с основанием и промежуточной платформой при его крайних положениях. Осевой наконечник центральной конической зубчатой шестерней с односторонним направлением вращения кинематически связан с одним или несколькими электрогенераторами непосредственно или через мультиплексор.The technical result is achieved in that the wave power installation contains a two-section frame, the vertical struts of which, located between the upper and lower bases, are simultaneously guides of the float located in the lower section of the frame, capable of reciprocating vertical movement, and in the upper section of which there is a transmission mechanism providing kinematic connection of the float with an electric generator. The peculiarity is that the transmission mechanism, mounted from below on the upper base of the frame, contains a central bevel gear horizontally or vertically with an axial tip, for kinematic connection with an electric generator, at diametrically opposite points of which it is connected with two identical bevel gears located at the same angle , with fixation planted on the hubs with overrunning clutches and sprockets on them, placed coaxially and counter to th axis and mounted on the upper base of the bracket, and the two freewheel clutches through sprocket and closed transmission circuit connected with a rod having one end attached to the float, while the other is a gear chain. Closed transfer chains covering the sprockets of both overrunning clutches are stretched vertically by means of movable tension blocks mounted on the same axis between the brackets mounted on the intermediate platform of the frame, and the distance between the sprockets of the overrunning clutches and the tension blocks is greater than the stroke length of the float. The second end of the rod with the help of the transverse bar is fastened with both closed transfer chains at a level that is at least spaced from the axis of the tension blocks by the length of their radius at the extreme position of the float. The float inside is fixed with ballast, the weight of which, together with the weight of the float body and the rod attached to it, is equal to the weight of the water displaced by half the volume of the float. The possibility of reciprocating vertical movement of the float is provided by supporting rollers located on the side surface of the float and resting on the guide racks of the frame. On the lower base and the intermediate platform, there are dampers facing the float, which prevent the float from touching hard with the base and the intermediate platform at its extreme positions. The axial tip of the central bevel gear with one-way rotation is kinematically connected to one or more generators directly or via a multiplexer.

Сущность полезной модели поясняется графическими материалами, на которых изображено: фиг.1 - волновая энергетическая установка в общем виде; фиг.2 - вид на поплавок сверху; фиг.3 - вид замкнутой передаточной цепи и ее связи с штоком.The essence of the utility model is illustrated by graphic materials, which depict: figure 1 - wave power plant in general; figure 2 is a view of the float from above; figure 3 is a view of a closed transmission chain and its connection with the rod.

Волновая энергетическая установка (фиг.1) содержит двухсекционный каркас, вертикальные стойки 1 которого, размещенные между верхним и нижним основаниями 2, 3, являются одновременно направляющими размещенного в нижней секции каркаса поплавка 4, способного к возвратно-поступательному вертикальному перемещению, а в верхней секции которого расположен передаточный механизм, обеспечивающий кинематическую связь поплавка 4 с одним или несколькими электрогенераторами 5. Передаточный механизм, установленный снизу на верхнем основании 2 каркаса, содержит центральную горизонтально или вертикально расположенную коническую зубчатую шестерню 6 с осевым наконечником 7 для кинематической связи с электрогенератором 5, в диаметрально противоположных точках которой она связана с двумя зеркально расположенными одинаковыми боковыми коническими зубчатыми шестернями 8, 9, с фиксацией посаженными на ступицах 10, 11 с обгонными муфтами и звездочками 12, 13 на них, размещенными соосно и встречно на объединенной оси 14 и установленных на верхнем основании 2 кронштейнах 15, а обе обгонные муфты через звездочки 12, 13 и замкнутые передаточные цепи 16 связаны с штоком 17, один конец которого скреплен с поплавком 4, а другой- с передаточными цепями 16. Замкнутые передаточные цепи 16, охватывающие звездочки 12, 13 обеих обгонных муфт, натянуты вертикально с помощью подвижных натяжных блоков 18, установленных на одной оси 19 между кронштейнами 20, закрепленными на промежуточной платформе 21 каркаса, а расстояние L между звездочками 12, 13 обгонных муфт и натяжными блоками 18 больше, чем длина L1+L2 хода поплавка. При крайнем нижнем положении поплавка 4 второй конец штока 17 с помощью поперечной планки 22 скреплен с обеими замкнутыми передаточными цепями 16 (см. фиг.3) на уровне, отстоящем от оси 19 натяжных блоков 18 не менее длины их радиуса. Поплавок 4 внутри заполнен балластом 23, вес которого вместе с весом корпуса поплавка 4 и скрепленного с ним штока 17 равен весу воды, вытесненный половиной объема поплавка 4. Возможность возвратно-поступательного вертикального перемещения поплавка 4 обеспечивается опорными роликами 24, размещенными на боковых поверхностях поплавка 4, и опирающимися на направляющие стойки 1 каркаса (см. фиг.2). На нижнем основании 3 и промежуточной платформе 21 установлены демферы 25, обращенные к поплавку 4, предотвращающие жесткое касание поплавка 4 с основанием 3 и промежуточной платформе 21 при его крайних положениях. Осевой наконечник 7 центральной конической зубчатой шестерни 6 с односторонним направлением вращения кинематически связан с одним или несколькими электрогенераторами 5 непосредственно или через мультипликатор 26. Шток 17 закреплен на верхней поверхности поплавка посредством уголков 27, позволяющим его незначительное отклонение от вертикали в плоскости замкнутых передаточных цепей 16, а опорные ролики 24 установлены на своих осях между кронштейнами 28, закрепленными на боковой поверхности сверху и снизу поплавка 4. За счет ступиц 11, 12 с обгонными муфтами, установленными соосно и встречно на общей оси с соединяющей втулкой 29 центральная коническая зубчатая шестерня 6 будет иметь одностороннее направление вращения при перемещении поплавка 4 вверх и вниз. За счет балласта 23 поплавок 4 при штиле будет погружен на половину. При прохождении гребня и впадины волны силы, действующие на шток 17, будут одинаковые, следовательно вращающие моменты при подъеме и опускании поплавка 4 будет достигать одинаковой величины, что благотворно для динамики преобразователя. Максимальный коэффициент использования установки может быть достигнут при установочном погружении поплавковой секции (при штиле) до ее середины, т.е. когда L1=L2, H=L/2.The wave power plant (Fig. 1) contains a two-section frame, the vertical struts 1 of which, located between the upper and lower bases 2, 3, are simultaneously guides of the float 4 located in the lower section of the frame, capable of reciprocating vertical movement, and in the upper section which is the transmission mechanism that provides the kinematic connection of the float 4 with one or more electric generators 5. The transmission mechanism mounted below on the upper base 2 of the frame, with it will have a central horizontally or vertically located bevel gear 6 with an axial tip 7 for kinematic communication with the electric generator 5, at diametrically opposite points of which it is connected with two identical bevel gears 8, 9, which are mirrored, fixed on hubs 10, 11 s overrunning clutches and sprockets 12, 13 on them placed coaxially and counter on the joint axis 14 and installed on the upper base 2 brackets 15, and both overrunning clutches through the link The housing 12, 13 and the closed transmission chains 16 are connected to the rod 17, one end of which is fastened to the float 4, and the other to the transmission chains 16. The closed transmission chains 16, covering the sprockets 12, 13 of both overrunning clutches, are tensioned vertically using movable tension blocks 18 mounted on the same axis 19 between the brackets 20, mounted on the intermediate platform platform 21, and the distance L between the sprockets 12, 13 of the overrunning clutch and the tension blocks 18 is greater than the length L1 + L2 of the stroke of the float. When the float 4 is in the lowest position, the second end of the rod 17 is fastened with the help of the transverse bar 22 to both closed transfer chains 16 (see FIG. 3) at a level spaced from the axis 19 of the tension blocks 18 by at least the length of their radius. The float 4 inside is filled with ballast 23, the weight of which, together with the weight of the float body 4 and the rod 17 attached to it, is equal to the weight of water displaced by half the volume of the float 4. The possibility of reciprocal vertical movement of the float 4 is provided by supporting rollers 24 located on the lateral surfaces of the float 4 , and relying on the guide racks 1 of the frame (see figure 2). On the lower base 3 and the intermediate platform 21 are installed dampers 25, facing the float 4, preventing the hard touch of the float 4 with the base 3 and the intermediate platform 21 at its extreme positions. The axial tip 7 of the central bevel gear 6 with a one-way direction of rotation is kinematically connected with one or more electric generators 5 directly or through a multiplier 26. The rod 17 is fixed to the upper surface of the float by means of angles 27, allowing it to slightly deviate from the vertical in the plane of the closed transfer chains 16, and the support rollers 24 are mounted on their axles between the brackets 28, mounted on the side surface above and below the float 4. Due to the hubs 11, 12 with overtaking bubbled sleeves mounted coaxially and oppositely on a common axis with the connecting sleeve 29, a central bevel gear 6 will have a unilateral direction of rotation when moving the float 4 up and down. Due to the ballast 23, the float 4 with the calm will be submerged in half. With the passage of the crest and the trough of the wave, the forces acting on the rod 17 will be the same, therefore, the torques when raising and lowering the float 4 will reach the same value, which is beneficial for the dynamics of the transducer. The maximum utilization of the installation can be achieved with installation immersion of the float section (with calm) to its middle, i.e. when L1 = L2, H = L / 2.

Claims

1. The wave power plant contains a two-section frame, the vertical struts of which, located between the upper and lower bases, are simultaneously guides of a float located in the lower section of the frame, capable of reciprocating vertical movement, and in the upper section of which there is a transmission mechanism providing kinematic communication float with an electric generator, characterized in that the transmission mechanism mounted below on the upper base of the frame contains a center a bevel gear horizontally or vertically located with an axial tip for kinematic communication with an electric generator, at diametrically opposite points of which it is connected with two identical bevel gears located on the hubs, fixed on hubs with overrunning clutches and sprockets on them, placed coaxially and opposite to the combined axis and the brackets installed on the upper base, and both freewheels through sprockets and closed gears the chains are connected to the rod, one end of which is fastened to the float, and the other to the transmission chains.

2. The wave power plant according to claim 1, characterized in that the closed transmission chains covering the sprockets of both overrunning clutches are stretched vertically by means of movable tension blocks mounted on the same axis between the brackets mounted on the intermediate frame of the frame, and the distance between the sprockets of the overruns couplings and tension blocks are longer than the stroke length of the float.

3. The wave power plant according to claim 1, characterized in that the second end of the rod using a transverse bar is fastened to both closed transfer chains at a level that is at least spaced apart from the axis of the tension blocks by the length of their radius when the float is in the lowest position.

4. The wave power plant according to claim 1, characterized in that the float inside is filled with ballast, the weight of which, together with the weight of the float body and the rod attached to it, is equal to the weight of water displaced by half the volume of the float.

5. The wave power plant according to claim 1, characterized in that the possibility of reciprocating vertical movement of the float is provided by support rollers located on the side surface of the float and resting on the guide racks of the frame.

6. The wave power plant according to claim 1, characterized in that on the lower base and the intermediate platform, dampers are installed facing the float, preventing the hard float from touching the base and the intermediate platform at its extreme positions.

7. The wave power plant according to claim 1, characterized in that the axial tip of the central bevel gear with a unilateral direction of rotation is kinematically connected with one or more electric generators directly or via a multiplier.