RU2597342C1 - Wave pump for use in small water turbines - Google Patents

Abstract

FIELD: energy.

SUBSTANCE: invention relates to power engineering. Wave pump for accumulation of potential water energy to lift water to height using coastal wave energy in small hydroturbines comprises cylindrical turret with a piston-cylinder pair inside, inlet and outlet valves, support. Pump comprises cylindrical superstructure above turret with needle bearing between superstructure and turret, lever connected with holder on superstructure. One lever end is connected with piston in turret via con-rod, guide piston and rod. On axis of other end of lever is a bogie with keel and cylinders on axes of rotation at edges of bogie.

EFFECT: invention shortens energy transportation path and provides easier maintenance.

1 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к энергетике, в частности к возобновляемым источникам энергии, и предназначено для получения энергии из прибрежных волн путем накопления потенциальной водяной энергии (подъема воды на высоту) с дальнейшим использованием ее в малых гидротурбинах либо в других устройствах.The invention relates to energy, in particular to renewable energy sources, and is intended to obtain energy from coastal waves by accumulating potential water energy (lifting water to a height) with its further use in small hydraulic turbines or in other devices.

Известен способ получения электроэнергии из морских или океанских волн (Патент 120722 «Волновая электростанция с гидротурбиной»). Недостатком этого устройства является необходимость достаточной глубины в месте расположения устройства, сложности в подъеме поплавка после перехода вершины волны на закрученный гребень. Как следствие, нерациональное использование территории прибоя для забора волновой энергии, тем более, что волновая энергия распространяется только по поверхности, под водой движения воды практически нет.A known method of producing electricity from sea or ocean waves (Patent 120722 "Wave power plant with a hydraulic turbine"). The disadvantage of this device is the need for sufficient depth at the location of the device, the difficulty in lifting the float after the transition of the top of the wave to a twisted crest. As a result, the irrational use of the surf for the collection of wave energy, especially since wave energy spreads only on the surface, there is practically no water movement under water.

Задачей изобретения является создание устройства, позволяющего производить забор волновой энергии с поверхности волн недалеко от берега на небольшой глубине, слабо зависимого от искаженной формы волны, вносимой гребнем. Расположение устройства в полосе прибоя как можно ближе к берегу укорачивает путь транспортировки энергии (выше КПД), облегчает техническое обслуживание устройства.The objective of the invention is to provide a device that allows the collection of wave energy from the surface of the waves near the coast at a shallow depth, weakly dependent on the distorted waveform introduced by the crest. The location of the device in the surf as close to the shore as possible shortens the path of energy transportation (higher efficiency), facilitates maintenance of the device.

Указанная задача достигается в волновом насосе для накопления потенциальной водяной энергии, подъема воды на высоту при использовании прибрежной волновой энергии в малых гидротурбинах, содержащем цилиндрическую башенку с парой поршень - цилиндр внутри, входной и выпускной клапаны, суппорт, согласно изобретению насос содержит цилиндрическую надстройку над башенкой с игольчатым подшипником между надстройкой и башенкой, рычаг, соединенный с держателем на надстройке, один конец рычага соединен с поршнем в башенке через шатун, направляющий поршень и шток, при этом на оси другого конца рычага находится тележка с килем и баллонами на осях вращения по краям тележки.This task is achieved in a wave pump for the accumulation of potential water energy, lifting water to a height when using coastal wave energy in small hydraulic turbines containing a cylindrical turret with a pair of piston-cylinder inside, inlet and outlet valves, support, according to the invention, the pump contains a cylindrical superstructure above the turret with a needle bearing between the superstructure and the turret, a lever connected to the holder on the superstructure, one end of the lever is connected to the piston in the turret through a connecting rod, guides th piston and rod, while on the axis of the other end of the lever is a cart with a keel and cylinders on the axis of rotation along the edges of the cart.

Признаками изобретения является то, что устройство состоит из полой цилиндрической башенки с парой цилиндр-поршень внутри, цилиндрической надстройки над башенкой с игольчатым подшипником, т.е. возможностью вращения ее вокруг центральной оси башенки, рычага, соединенного с держателем на надстройке, причем один конец рычага соединен с поршнем через шатун, направляющий поршень и шток, а на оси другого конца рычага находится тележка с килем и баллонами большого диаметра на осях вращения по краям тележки, тележка имеет возможность свободного вращения вокруг оси рычага, тем самым исключая разность волновых сил на краях тележки.Signs of the invention is that the device consists of a hollow cylindrical turret with a pair of cylinder-piston inside, a cylindrical superstructure above the turret with a needle bearing, i.e. the possibility of its rotation around the central axis of the turret, a lever connected to the holder on the superstructure, one end of the lever being connected to the piston through a connecting rod, a directing piston and a rod, and on the axis of the other end of the lever there is a cart with a keel and large-diameter cylinders on the axes of rotation along the edges trolley, the trolley has the possibility of free rotation around the axis of the lever, thereby eliminating the difference in wave forces at the edges of the trolley.

Используется не только фактор подъема и спада волны, но и фактор движения волн в определенном направлении. Поплавковая часть на поверхности воды, с которой идет забор энергии, легкая, обладает минимальной инерцией. Т.к. энергия волны идет только по поверхности (под водой движения нет), все движущиеся части устройства располагаются только над поверхностью воды, т.е. высокий КПД, забор энергии осуществляется только с поверхности.Not only the wave rise and fall factor is used, but also the wave movement factor in a certain direction. The float part on the surface of the water with which the energy is drawn is light, has minimal inertia. Because wave energy goes only on the surface (there is no movement under water), all moving parts of the device are located only above the surface of the water, i.e. high efficiency, energy is taken only from the surface.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен вид устройства сбоку, на фиг. 2 - с фронта, на фиг. 3 - вид устройства сверху, на фиг. 4 - принцип работы устройства сбоку, на фиг. 5 и 6 - принцип работы устройства с фронта.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a side view of the device, in FIG. 2 - from the front, in FIG. 3 is a top view of the device, in FIG. 4 - principle of operation of the device from the side, in FIG. 5 and 6 - the principle of operation of the device from the front.

Предлагаемое устройство (фиг. 1, 2, 3) состоит из башенки 1, надстройки над башенкой 2, поршня 3, направляющего поршня 4 без компрессии, штока между поршнями 5, держателя 6 рычага, шатуна 7, рычага 8, баллонов большого диаметра 9, каждый из которых имеет возможность свободно вращаться на оси 10, киля 11. Киль 11 и ось 10 с баллонами 9 жестко связаны и образуют тележку 20, которая может свободно вращаться на оси 21 рычага 8 (см. фиг. 5). Надстройка над башенкой 2 взаимодействует с башенкой 1 через игольчатые подшипники 16 на упоре 17 и может свободно на ней вращаться. Вода перекачивается через заборный фильтр 12, входной клапан 13, гибкое соединение 18, выходной клапан 14, который находится на главной трубе 15, через которую и осуществляется подъем воды. На дне устройство располагается на суппорте 19.The proposed device (Fig. 1, 2, 3) consists of a turret 1, a superstructure above the turret 2, a piston 3, a guide piston 4 without compression, a rod between the pistons 5, a holder 6 of the lever, a connecting rod 7, lever 8, large-diameter cylinders 9, each of which has the ability to freely rotate on the axis 10, the keel 11. The keel 11 and the axis 10 with the cylinders 9 are rigidly connected and form a trolley 20, which can rotate freely on the axis 21 of the lever 8 (see Fig. 5). The superstructure above the turret 2 interacts with the turret 1 through needle bearings 16 on the stop 17 and can freely rotate on it. Water is pumped through the intake filter 12, the inlet valve 13, the flexible connection 18, the outlet valve 14, which is located on the main pipe 15, through which the water is lifted. At the bottom of the device is located on a support 19.

Работает устройство следующим образом. После прохождения максимального уровня волны (фиг. 4а) тележка 20 под собственным весом начинает опускаться. Через рычаг 8, шатун 7, направляющий поршень 4, шток 5 поршень 3 поднимается, давление под поршнем 3 падает, входной клапан 13 открывается и вода через фильтр 12 заполняет пространство под поршнем (фиг. 4б). Клапан 14 в это время закрыт давлением в главной трубе 15. С приходом следующего максимального уровня волны (фиг. 4а) тележка 20 поднимается, поршень 3 опускается и давление под ним повышается. Клапан 13 закрывается, открывается клапан 14. Вода через гибкое соединение 18 под давлением поступает в главную трубу 15. Следующая волна повторяет цикл.The device operates as follows. After passing the maximum wave level (Fig. 4a), the trolley 20 begins to lower under its own weight. Through the lever 8, the connecting rod 7, the guide piston 4, the piston rod 5, the piston 3 rises, the pressure under the piston 3 drops, the inlet valve 13 opens and water through the filter 12 fills the space under the piston (Fig. 4b). The valve 14 at this time is closed by the pressure in the main pipe 15. With the arrival of the next maximum wave level (Fig. 4a), the carriage 20 rises, the piston 3 drops and the pressure under it rises. The valve 13 closes, opens the valve 14. Water through a flexible connection 18 under pressure enters the main pipe 15. The next wave repeats the cycle.

Тележка 20 может свободно вращаться вокруг оси 21 рычага 8 для автокомпенсации сил всплытия баллонов 9 на краях оси 10 (фиг. 5). Баллоны 9 за счет большого диаметра и возможности независимого вращения на оси 10 легко перекатываются через закрученный гребень волны. Киль 11 использует фактор направления движения волн, «вытягивает» тележку 20, рычаг 8 вместе с надстройкой над башенкой 2 по направлению движения волн, чем оптимизируется забор энергии с волны. Для непрерывного подъема воды (постоянной поддержки давления в главной трубе 15) устройства работают в группе.The cart 20 can freely rotate around the axis 21 of the lever 8 to automatically compensate for the ascent forces of the cylinders 9 at the edges of the axis 10 (Fig. 5). Due to the large diameter and the possibility of independent rotation on the axis 10, the cylinders 9 easily roll over a twisted wave crest. The keel 11 uses the factor of the direction of wave motion, “pulls” the cart 20, the lever 8 together with the superstructure above the turret 2 in the direction of wave motion, thereby optimizing the energy intake from the wave. For the continuous rise of water (constant pressure support in the main pipe 15), the devices work in a group.

Claims (1)

Волновой насос для накопления потенциальной водяной энергии, подъема воды на высоту при использовании прибрежной волновой энергии в малых гидротурбинах, содержащий цилиндрическую башенку с парой поршень - цилиндр внутри, входной и выпускной клапаны, суппорт, отличающийся тем, что содержит цилиндрическую надстройку над башенкой с игольчатым подшипником между надстройкой и башенкой, рычаг, соединенный с держателем на надстройке, один конец рычага соединен с поршнем в башенке через шатун, направляющий поршень и шток, при этом на оси другого конца рычага находится тележка с килем и баллонами на осях вращения по краям тележки. A wave pump for accumulating potential water energy, raising water to a height when using coastal wave energy in small turbines, containing a cylindrical turret with a pair of piston - cylinder inside, inlet and outlet valves, a caliper, characterized in that it contains a cylindrical superstructure above the turret with a needle bearing between the superstructure and the turret, a lever connected to the holder on the superstructure, one end of the lever is connected to the piston in the turret through a connecting rod, a guiding piston and a rod, while on the other axis about the end of the lever is a cart with a keel and cylinders on the axes of rotation along the edges of the cart.

Images