RU2538989C1 - Float-type wave power plant - Google Patents

Abstract

FIELD: power industry.

SUBSTANCE: float-type wave power plant includes a housing with chambers filled with liquid and connected with a channel, two floats located symmetrically relative to its axis, a turbine located in the channel on one axis with an electric generator and connected to it. The power plant is provided with a tail fin stabilising its position relative to a vertical, two side floats attached to the housing and located on its different sides along the housing axis, which stabilise the power plant position relative to incoming wave front, and float movement limit stops located on the housing. The chambers are corrugated and located on the housing symmetrically relative to the axis. Two floats located symmetrically relative to the housing axis are rigidly attached to each other so that they can be rotated about the axis and attached to upper parts of the corrugated chambers, at the tension and compression of which a provision is made for passage of liquid via the channel, inside which the turbine is located.

EFFECT: increasing efficiency of a plant and providing a possibility of automatic orientation of the plant relative to a front of incoming waves.

2 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам преобразования энергии морских волн в электрическую энергию, среди которых поплавковые волновые электростанции.The invention relates to devices for converting the energy of sea waves into electrical energy, among which float wave power plants.

Аналогами заявленного изобретения являются «Генератор гидростатической энергии волн WO 2012/116459 A1, 07.09.2012, F03B 13/16», в котором при колебаниях поплавков на волнах с помощью поршней прокачивается морская вода по трубопроводу на побережье, где попадает на турбину с электрогенератором; «Волновая энергетическая установка SU 1213239 А, 23.02.1986, F03B 13/20», в которой на одном из двух поплавков, соединенных шарниром, расположена турбина с генератором, между поплавками расположены сильфоны, которые сжимаются и растягиваются при колебаниях поплавков, и прокачивается жидкость через турбину. Analogs of the claimed invention are “Generator of hydrostatic wave energy WO 2012/116459 A1, 09/07/2012, F03B 13/16”, in which, when the floats oscillate on the waves, pistons pump sea water through a pipeline along the coast, where it enters a turbine with an electric generator; “Wave power plant SU 1213239 A, 02/23/1986, F03B 13/20”, in which a turbine with a generator is located on one of the two floats connected by a hinge, bellows are located between the floats, which are compressed and stretched when the floats oscillate, and fluid is pumped through the turbine.

Ближайшим аналогом заявленного изобретения является «Волновая энергетическая установка, SU 1321902 A1, 07.07.1987, F03B 13/12», содержащая корпус с камерами, заполненными жидкостью и соединенными каналом, два боковых поплавка, прикрепленных к корпусу и расположенных симметрично относительно его оси, турбину, расположенную в канале на одной оси с электрогенератором и связанную с ним, в которой при поднятии и опускании на волнах поплавков жидкость перетекает через турбину из одной камеры в другую.The closest analogue of the claimed invention is “Wave power plant, SU 1321902 A1, 07/07/1987, F03B 13/12”, comprising a housing with chambers filled with liquid and connected by a channel, two side floats attached to the housing and located symmetrically about its axis, a turbine located in the channel on the same axis with the electric generator and connected with it, in which when raising and lowering on the waves of the floats, the liquid flows through the turbine from one chamber to another.

В ближайшем аналоге для установки рабочего положения относительно фронта набегающих волн устройство закреплено с помощью якоря, энергия волн расходуется на колебательное движение поплавков, камер с жидкостью, грузов, и расположенных на корпусе гидротурбины и электрогенератора, что приводит к уменьшению кпд установки, напор жидкости в гидротурбине определяется разницей уровней жидкости в камерах.In the closest analogue for setting the working position relative to the front of the incident waves, the device is fixed with an anchor, the wave energy is spent on the oscillatory movement of floats, chambers with liquid, cargo, and located on the body of the turbine and electric generator, which leads to a decrease in the efficiency of the installation, the pressure of the liquid in the turbine determined by the difference in fluid levels in the chambers.

Задачей изобретения является повышение кпд установки и возможность автоматической ориентации установки относительно фронта набегающих волн. The objective of the invention is to increase the efficiency of the installation and the ability to automatically orient the installation relative to the front of the incident waves.

Задача изобретения достигается тем, что поплавковая волновая электростанция, содержащая корпус с камерами, заполненными жидкостью и соединенными каналом, два поплавка, расположенных симметрично относительно его оси, турбину, расположенную в канале на одной оси с электрогенератором и связанную с ним, согласно изобретению, снабжена килем, стабилизирующим ее положение относительно вертикали, двумя боковыми поплавками, прикрепленными к корпусу и расположенными с разных его сторон вдоль оси корпуса, стабилизирующими положение электростанции относительно фронта набегающей волны, ограничителями движения поплавков, расположенными на корпусе, при этом камеры выполнены гофрированными и расположены на корпусе симметрично относительно оси, а два поплавка, расположенные симметрично относительно оси корпуса, жестко связаны между собой с возможностью поворота вокруг оси и прикреплены к верхним частям гофрированных камер, при растяжении и сжатии которых обеспечивается прохождение жидкости по каналу, их соединяющему, внутри которого расположена турбина.The objective of the invention is achieved by the fact that the float wave power station, comprising a housing with chambers filled with liquid and connected by a channel, two floats located symmetrically about its axis, a turbine located in the channel on the same axis with an electric generator and connected with it, according to the invention, is equipped with a keel stabilizing its position relative to the vertical, two side floats attached to the housing and located on different sides along the axis of the housing, stabilizing the position of the power relative to the front of the incident wave, by the movement limiters of the floats located on the body, while the cameras are corrugated and located on the body symmetrically about the axis, and two floats located symmetrically about the axis of the body are rigidly interconnected with the possibility of rotation around the axis and are attached to the upper parts of the corrugated chambers, during tension and compression of which the passage of fluid through the channel connecting them, inside which the turbine is located, is ensured.

В отличие от ближайшего аналога, в котором устройство закреплено с помощью якоря для установки рабочего положения, в предлагаемой поплавковой волновой электростанции для стабилизации положения относительно фронта набегающих волн служат два поплавка, которые закреплены по обеим сторонам устройства и располагаются вдоль оси симметрии устройства. Под действием гидростатических сил и сил тяжести на эти поплавки устройство устанавливается автоматически параллельно фронту набегающих волн. Стабилизатором положения корпуса предлагаемой поплавковой волновой электростанции относительно вертикали служит глубокий киль. Симметрично относительно оси корпуса располагаются два жестко связанных между собой поплавка, расположенных симметрично относительно оси корпуса с возможностью поворота вокруг оси и прикрепленных к верхним частям гофрированных камер, при растяжении и сжатии которых обеспечивается прохождение жидкости по каналу, их соединяющему, внутри которого расположена турбина. Гофрированные камеры расположены на корпусе в горизонтальной плоскости симметрично относительно оси устройства. Турбина располагается между гофрированными камерами под осью устройства и соединена с электрогенератором. На корпусе располагаются симметрично относительно оси корпуса ограничители движения поплавков. Энергия волн расходуется на поворот поплавков вокруг оси корпуса, движение жидкости между гофрированными камерами через турбину. По сравнению с ближайшим аналогом у предлагаемой поплавковой волновой электростанции энергия волн расходуется на меньшее число движущихся частей, масса поплавков в предлагаемой волновой электростанции при примерно одинаковых размерах меньше массы поплавков с грузами и камер с жидкостью на корпусе аналога, которые для работы должны совершать колебательные движения, соответственно и кпд предлагаемой поплавковой волновой электростанции больше, чем у ближайшего аналога.Unlike the closest analogue, in which the device is fixed with an anchor to set the working position, two floats are used in the proposed float wave power station to stabilize the position relative to the front of the incident waves, which are fixed on both sides of the device and are located along the symmetry axis of the device. Under the influence of hydrostatic and gravity forces on these floats, the device is installed automatically parallel to the front of the incident waves. The stabilizer of the body of the proposed float wave power relative to the vertical is a deep keel. Symmetrically with respect to the axis of the casing, there are two rigidly interconnected floats located symmetrically with respect to the axis of the casing with the possibility of rotation around the axis and attached to the upper parts of the corrugated chambers, during tension and compression of which the liquid passes through the channel connecting them, inside which the turbine is located. Corrugated cameras are located on the body in a horizontal plane symmetrically relative to the axis of the device. The turbine is located between the corrugated chambers under the axis of the device and is connected to an electric generator. On the body are located symmetrically relative to the axis of the body limiters movement of the floats. The energy of the waves is spent on the rotation of the floats around the axis of the housing, the movement of fluid between the corrugated chambers through the turbine. Compared with the closest analogue of the proposed float wave power plant, wave energy is spent on fewer moving parts, the mass of the floats in the proposed wave power plant with approximately the same dimensions is less than the mass of floats with weights and chambers with liquid on the analog body, which must oscillate in order to work, accordingly, the efficiency of the proposed float wave power plant is greater than that of the closest analogue.

Поплавковая волновая электростанция иллюстрируется фиг. 1 и фиг. 2.The float wave power plant is illustrated in FIG. 1 and FIG. 2.

На фиг. 2 изображена поплавковая волновая электростанция с ее внутренней частью.In FIG. 2 shows a float wave power plant with its inside.

На фиг. 1 - внешний вид поплавковой волновой электростанции. In FIG. 1 is an external view of a float wave power plant.

Киль 1 стабилизирует положение устройства относительно вертикали. Боковые поплавки 2, прикрепленные к корпусу 10 и расположенные вдоль оси 6 устройства, стабилизируют положение устройства относительно фронта набегающей волны. Симметрично расположенные относительно оси 6, жестко связанные между собой поплавки 3 могут поворачиваться вокруг оси 6. Поплавки 3 прикреплены к верхней части гофрированных камер 4. На корпусе 10 расположены ограничители движения 5 для поплавков 3. При растяжении и сжатии гофрированных камер 4 жидкость проходит между гофрированными камерами 4 по соединяющему их каналу 7, внутри которого находится турбина 8, расположенная на одной оси с электрогенератором 9.Keel 1 stabilizes the position of the device relative to the vertical. Side floats 2, attached to the housing 10 and located along the axis 6 of the device, stabilize the position of the device relative to the front of the incident wave. Symmetrically located relative to axis 6, rigidly interconnected floats 3 can rotate around axis 6. Floats 3 are attached to the upper part of the corrugated chambers 4. On the housing 10, there are movement stops 5 for the floats 3. When stretching and compressing the corrugated chambers 4, the liquid passes between the corrugated cameras 4 along the channel 7 connecting them, inside of which there is a turbine 8 located on the same axis with the electric generator 9.

Поплавковая волновая электростанция работает следующим образом.Float wave power plant operates as follows.

При колебаниях на волнах на поплавки 2 действуют гидростатические силы и силы тяжести, которые разворачивают поплавковую волновую электростанцию параллельно фронту движения волн. Достаточно большой и глубокий киль 1 обладает достаточно большой инерцией вследствие относительно длинного плеча силы и большой массы воды, примыкающей к килю, поэтому ориентация корпуса 10 относительно горизонта поплавковой волновой электростанции остается постоянной. При прохождении волны плоскость, в которой находятся поплавки 3, поворачивается относительно оси 6, при этом объем гофрированных камер 4 изменяется и рабочая жидкость проходит по каналу 7, вращая турбину 8, которая вращает электрогенератор 9. Ограничители движения 5 поплавков предохраняют от избыточных деформаций гофрированных камер 4.When oscillating on the waves, the floats 2 are affected by hydrostatic and gravity forces, which deploy the float wave power station parallel to the front of the waves. A sufficiently large and deep keel 1 has a sufficiently large inertia due to the relatively long shoulder of the force and the large mass of water adjacent to the keel, therefore, the orientation of the housing 10 relative to the horizon of the float wave power station remains constant. With the passage of the wave, the plane in which the floats 3 are located rotates about the axis 6, while the volume of the corrugated chambers 4 changes and the working fluid passes through the channel 7, rotating the turbine 8, which rotates the electric generator 9. The movement limiters 5 of the floats protect against excessive deformation of the corrugated chambers four.

Claims (1)

Поплавковая волновая электростанция, содержащая корпус с камерами, заполненными жидкостью и соединенными каналом, два поплавка, расположенные симметрично относительно его оси, турбину, расположенную в канале на одной оси с электрогенератором и связанную с ним, отличающаяся тем, что электростанция снабжена килем, стабилизирующим ее положение относительно вертикали, двумя боковыми поплавками, прикрепленными к корпусу и расположенными с разных его сторон вдоль оси корпуса, стабилизирующими положение электростанции относительно фронта набегающей волны, ограничителями движения поплавков, расположенными на корпусе, при этом камеры выполнены гофрированными и расположены на корпусе симметрично относительно оси, а два поплавка, расположенные симметрично относительно оси корпуса, жестко связаны между собой с возможностью поворота вокруг оси и прикреплены к верхним частям гофрированных камер, при растяжении и сжатии которых обеспечивается прохождение жидкости по каналу, их соединяющему, внутри которого расположена турбина. A float wave power station, comprising a housing with chambers filled with liquid and connected by a channel, two floats located symmetrically about its axis, a turbine located in the channel on the same axis as an electric generator and connected with it, characterized in that the station is equipped with a keel stabilizing its position relative to the vertical, two side floats attached to the housing and located on different sides along the axis of the housing, stabilizing the position of the power plant relative to the front of the evading wave, by the movement limiters of the floats located on the body, while the cameras are corrugated and located on the body symmetrically with respect to the axis, and two floats located symmetrically with respect to the axis of the body are rigidly interconnected with the possibility of rotation around the axis and are attached to the upper parts of the corrugated cameras , during tension and compression of which the passage of fluid through the channel connecting them, inside which the turbine is located, is ensured.

Images