RU2619670C1 - Gas-waterjet drive of wave power plant - Google Patents
Gas-waterjet drive of wave power plant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2619670C1 RU2619670C1 RU2015153003A RU2015153003A RU2619670C1 RU 2619670 C1 RU2619670 C1 RU 2619670C1 RU 2015153003 A RU2015153003 A RU 2015153003A RU 2015153003 A RU2015153003 A RU 2015153003A RU 2619670 C1 RU2619670 C1 RU 2619670C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipe
- gas
- rotor
- channel
- drive
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
- F03B13/12—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
- F03B13/14—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy
- F03B13/16—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem"
- F03B13/18—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore
- F03B13/1885—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore and the wom is tied to the rem
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
Abstract
Description
Газоводометный привод волновой электростанции плавучего завода сжиженного природного газа (СПГ) относится к отрасли морской энергетики и предназначен для извлечения электрической энергии из морских волн.The gas-water drive of a wave power plant of a floating liquefied natural gas (LNG) plant belongs to the marine energy industry and is designed to extract electric energy from sea waves.
Известен механический привод волновой электростанции плавучего дата центра, содержащий секцию из четырех шарнирно соединенных понтонов с механическим приводом, установленным в зоне шарнирного соединения понтонов, которые в момент изгиба шарнирного соединения на волнах прокачивают поршневыми насосами машинное масло и вращают электрогенератор, электроэнергия от которого идет на насосы, подающие холодную морскую воду в систему охлаждения аппаратуры плавучего дата центра (Патент США №7525207, F03B 13/10, Н02Р 9/04, 2009). Этот механический привод волновой электростанции принят в качестве аналога.The mechanical drive of a wave power plant of a floating data center is known, which contains a section of four articulated pontoons with a mechanical drive installed in the area of articulation of the pontoons, which pump oil and rotate the generator, the electric power from which is supplied to the pumps, at the time of the articulation of the articulated pontoons. that supply cold sea water to the cooling system of the equipment of a floating data center (US Patent No. 7525207, F03B 13/10,
Недостаток аналога - неэффективная и ненадежная работа механического привода в условиях повышенного волнения моря.A disadvantage of the analogue is the inefficient and unreliable operation of a mechanical drive in conditions of increased sea waves.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является проточный газоводометный движитель, содержащий профилированный водозаборный канал с входным и выходным диффузорными отверстиями, газоподводящий тракт, цилиндрическую вставку в канале, расположенную за входным диффузором, в район которой по газоподводящему тракту подается воздух, и устройство подачи и повышения скорости воздуха, размещенное в корпусе газоподводящего тракта и включающее в себя по меньшей мере два сужающихся сопла, герметично соединенных между собой, при этом каждое сопло коаксиально введено в следующее по ходу движения воздуха сопло с образованием между соплами полости или полостей, причем по меньшей мере одна полость снабжена средствами ионизации воздуха, обеспечивающими ионизацию воздуха в полости и его движение в ускорителе с эжекцией воздуха из внешней среды через входное отверстие, при этом в упомянутой полости размещены впускные клапаны на ее стенке для подачи в полость воздуха, а по меньшей мере одна полость сообщена с устройствами подачи и отсоса воздуха для регулировки мощности движителя (Патент на изобретение РФ №2285636, М63Н 11/12, 2006). Этот проточный газоводометный движитель принят в качестве прототипа.Closest to the proposed invention is a flowing gas-jet propulsion device containing a profiled water intake channel with inlet and outlet diffuser holes, a gas supply path, a cylindrical insert in the channel located behind the inlet diffuser, into the region of which air is supplied through the gas supply path, and a device for supplying and increasing air velocity placed in the casing of the gas supply path and comprising at least two tapering nozzles hermetically connected to each other, each the nozzle is coaxially inserted into the nozzle next to the air flow with the formation of a cavity or cavities between the nozzles, and at least one cavity is equipped with air ionization means providing air ionization in the cavity and its movement in the accelerator with air ejection from the external medium through the inlet, while in said cavity inlet valves are placed on its wall for supplying air into the cavity, and at least one cavity is in communication with air supply and suction devices to adjust power I (patent of the Russian Federation №2285636, M63N 11/12, 2006). This flowing gas jet propulsion adopted as a prototype.
Недостаток прототипа - проточный газоводометный движитель нельзя использовать в качестве привода электрогенератора волновой электростанции плавучего завода СПГ.The disadvantage of the prototype is a flowing gas-jet propulsor cannot be used as a drive for an electric generator of a wave power plant of an LNG floating plant.
Технический результат, на достижение которого направлено данное изобретение, заключается в получении электроэнергии за счет снабжения прототипа ротором-приводом мультипликатора и электрогенератора волновой электростанции плавучего завода СПГ.The technical result to which this invention is directed is to generate electricity by supplying a prototype with a rotor-drive multiplier and an electric generator of a wave power plant of an LNG floating plant.
Для достижения указанного технического результата газоводометный привод волновой электростанции содержит входной конфузор, канал-трубу, газоподводящую трубу, устройство подачи и повышения скорости воздуха, причем он снабжен модулем-понтоном, который включает в себя по меньшей мере четыре газоводометных привода, каждый из которых содержит входную решетку, выходное колено, мультипликатор, электрогенератор и ротор, который размещен в полости канала-трубы, устройство подачи и повышения скорости воздуха выполнено в виде камеры, коаксиально размещенной вокруг канала-трубы, в которой выполнены отверстия для прохода атмосферного воздуха, ротор выполнен в виде полой винтовой трубы прямоугольного поперечного сечения с горизонтальным валом, от которого вращающий момент передается к мультипликатору, увеличивающему частоту вращения электрогенератора.To achieve the technical result, the gas-jet drive of a wave power plant contains an inlet confuser, a channel pipe, a gas supply pipe, a device for supplying and increasing air velocity, and it is equipped with a pontoon module that includes at least four gas-gas drive drives, each of which contains an input a grate, an output bend, a multiplier, an electric generator and a rotor, which is placed in the cavity of the channel-pipe, the device for supplying and increasing the air velocity is made in the form of a camera, coaxial located on around the conduit-pipe, which is provided with holes for air passage, the rotor is designed as a hollow helical pipe of rectangular cross-section with a horizontal shaft, which torque is transmitted to the multiplier, which increases the speed of the power generator.
Кроме того, заявляемое техническое решение имеет факультативные признаки, характеризующие его частный случай, а именно:In addition, the claimed technical solution has optional features characterizing its particular case, namely:
- выходное колено размещено в направлении дна моря;- the output bend is placed in the direction of the bottom of the sea;
- ротор имеет прямоугольное поперечное сечение, а стенки-лопасти ротора имеют двойной заход и закручены вдоль центрального продольного вала от 0° до 180° с проходом вращающейся водовоздушной смеси к выходному колену;- the rotor has a rectangular cross section, and the wall-blades of the rotor have a double approach and are twisted along the central longitudinal shaft from 0 ° to 180 ° with the passage of the rotating air-water mixture to the output bend;
- модуль-понтон размещен с заглублением продольной оси ротора под средний уровень воды в море.- the pontoon module is placed with a deepening of the longitudinal axis of the rotor under the average water level in the sea.
Отличительными признаками предлагаемого устройства от указанного выше, наиболее близкого к нему, являются: привод снабжен модулем-понтоном, который включает в себя по меньшей мере четыре газоводометных привода, каждый из которых содержит входную решетку, выходное колено, мультипликатор, электрогенератор и ротор, который размещен в полости канала-трубы, устройство подачи и повышения скорости воздуха выполнено в виде камеры, коаксиально размещенной вокруг канала-трубы, в которой выполнены отверстия для прохода атмосферного воздуха, ротор выполнен в виде полой винтовой трубы прямоугольного поперечного сечение с горизонтальным валом, от которого вращающий момент передается к мультипликатору, увеличивающему частоту вращения электрогенератора.Distinctive features of the proposed device from the above, closest to it, are: the drive is equipped with a pontoon module, which includes at least four gas-jet drives, each of which contains an input grate, an output bend, a multiplier, an electric generator and a rotor, which is placed in the cavity of the channel-pipe, the device for supplying and increasing the air velocity is made in the form of a camera coaxially placed around the channel-pipe, in which openings are made for the passage of atmospheric air, roto p is made in the form of a hollow screw pipe of rectangular cross-section with a horizontal shaft, from which the torque is transmitted to the multiplier, which increases the frequency of rotation of the generator.
Благодаря наличию этих признаков применение этого устройства позволит увеличить выработку электроэнергии из возобновляемого источника энергии - морских волн и сохранить жизнеспособность гидробионтов, которые без травм проходят по каналу-трубе при работе ротора.Due to the presence of these signs, the use of this device will increase the generation of electricity from a renewable energy source - sea waves and preserve the viability of hydrobionts, which without injuries pass through the pipe-channel during operation of the rotor.
Предлагаемое устройство - газоводометный привод волновой электростанции, иллюстрируется чертежами, представленными на фиг. 1, 2, 3 и 4.The proposed device is a gas-gas drive of a wave power plant, illustrated by the drawings shown in FIG. 1, 2, 3 and 4.
На фиг. 1 показан план волновой электростанции плавучего завода СПГ, на фиг. 2 - продольный разрез А-А волновой электростанции плавучего завода СПГ, на фиг. 3 - модуль-понтон, на фиг. 4 - продольный разрез Б-Б газоводометного привода.In FIG. 1 shows a plan of a wave power plant of an LNG floating plant; FIG. 2 is a longitudinal section AA of a wave power plant of an LNG floating plant; FIG. 3 - pontoon module, in FIG. 4 is a longitudinal section B-B of a gas-jet drive.
Газоводометный привод волновой электростанции включает: плавучий завод СПГ 1; модуль-понтон 2, который при помощи тросов 3 крепится к якорям 4 на дне моря 5; продольные тросы 6; электрические кабели 7 и электрическую станцию 8, размещенную на судне 1 завода СПГ. Стрелкой показано направление распространения волны (фиг. 1 и 2). Изменение формы волновой поверхности таково, что наблюдается поступательное движение, хотя сама волна не перемещается в направлении распространения волны. Это кажущееся перемещение есть результат наблюдения фаз смещения последовательного расположения частиц жидкости; как только одна частица в гребне опускается, другая занимает ее место, обеспечивая сохранение формы гребня и распространения волнового движения вперед. Мощность Р, переносимая волнами, на единицу ширины волнового фронта в чисто синусоидальной волне на глубокой воде прямо пропорциональна квадрату амплитуды h и периоду Т:The gas-water drive of a wave power plant includes:
P=ρg2h2T/8π, где ρ - плотность морской воды; g=9.81; π=3.14. Для Атлантики: длина волны 100 м, h=1.5 м, Р=73 кВт/м (Дж. Твайделл, А. Уэйр. Возобновляемые источники энергии. Энергоатомиздат, М., 1990, с. 307). В натуре, как правило, морские волны не синусоидальные, поэтому извлекаемая мощность будет меньше. На фиг. 2 приняты обозначения: h - амплитуда волны; ω - угловая скорость кругового движения частиц жидкости. Модуль-понтон 2 включает: решетку 9; входной конфузор 10; входной подшипниковый узел 11; канал-трубу 12; газоподводящую трубу 13; камеру 14; отверстия 15; ротор 16 имеет прямоугольное поперечное сечение, а стенки-лопасти имеют двойной заход, закручены вдоль продольной оси от 0° до 180°; электрогенератор 17; мультипликатор 18; выходной подшипниковый узел 19; горизонтальный вал 20; выходное колено 21 (стрелка указывает направление водовоздушной смеси) (фиг. 3 и 4).P = ρg 2 h 2 T / 8π, where ρ is the density of sea water; g = 9.81; π = 3.14. For the Atlantic: wavelength 100 m, h = 1.5 m, P = 73 kW / m (J. Twidell, A. Weir. Renewable energy sources. Energoatomizdat, M., 1990, p. 307). In nature, as a rule, sea waves are not sinusoidal, so the extracted power will be less. In FIG. 2 designations are accepted: h - wave amplitude; ω is the angular velocity of the circular motion of fluid particles. The
Работа газоводометного привода волновой электростанции плавучего завода СПГ осуществляется следующим образом. Максимальное значение мощности Р имеет место, когда волна перекрывает входное отверстие конфузора 10. Далее морская вода проходит сквозь решетку 9 и ускоряется в конфузоре 10, омывает входной подшипниковый узел 11 и входит в канал-трубу 12 и давит на поверхность ротора 16, горизонтальный вал 20 которого начинает вращаться в входном 11 и выходном 19 подшипниковых узлах. Закрученная морская вода продвигается вдоль ротора 16, омывает выходной подшипниковый узел 19 и через выходное колено 21 выходит вниз в направлении дна 5 моря. Крутящий момент с горизонтального вала 20 предается на мультипликатор 18, который увеличивает частоту вращения электрогенератора 17. Увеличение частоты вращения ротора 16 обеспечивает камера 14, из которой при работе ротора 16 происходит подсос (эжектирование) атмосферного воздуха, который по газоподводящей трубе 13 и отверстиям 15 поступает в полость канала-трубы 12. Смешиваясь с водой, воздух расширяется и ускоряет полученную смесь, которая выталкивается через выходное колено 21 в море. В процессе выхода водовоздушной смеси через выходное колено 21 образуется реактивная сила, которая поднимает корму модуля-понтона 2 и заглубляет нос модуля-понтона 2 ниже среднего уровня воды моря. Это положение благоприятно сказывается на эксплуатации модуля-понтона 2. Такие смещения модуля-понтона 2 возможны, поскольку он посредством тросов 3 крепится к якорям 4 и плавучему заводу СПГ 1, а смежные модули-понтоны 2 крепятся продольными тросами 6. Выработанная электроэнергия от электрогенераторов 17 передается по электрическим кабелям 7 на электрическую станцию 8.The operation of the gas-jet drive of the wave power plant of the LNG floating plant is as follows. The maximum value of power P occurs when the wave blocks the inlet of the confuser 10. Next, sea water passes through the
Внедрение газоводометного привода волновой электростанции плавучего завода СПГ позволит вырабатывать электрическую энергию из возобновляемого источника энергии - морских волн и сохранять жизнеспособность гидробионтов, которые могут без травм проходить через канал-трубу при работе ротора.The introduction of a gas-jet drive of a wave power plant of an LNG floating plant will allow generating electric energy from a renewable energy source - sea waves and maintaining the viability of hydrobionts, which can pass through a pipe-channel without injuries when the rotor is operating.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015153003A RU2619670C1 (en) | 2015-12-09 | 2015-12-09 | Gas-waterjet drive of wave power plant |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015153003A RU2619670C1 (en) | 2015-12-09 | 2015-12-09 | Gas-waterjet drive of wave power plant |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2619670C1 true RU2619670C1 (en) | 2017-05-17 |
Family
ID=58716161
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015153003A RU2619670C1 (en) | 2015-12-09 | 2015-12-09 | Gas-waterjet drive of wave power plant |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2619670C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU199473U1 (en) * | 2020-06-09 | 2020-09-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева" (ФГБОУ ВО РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева) | Hydraulic turbine |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2024780C1 (en) * | 1990-10-24 | 1994-12-15 | Василий Фотеевич Маркелов | Power extracting plant of water jet type |
RU2285636C2 (en) * | 2004-12-22 | 2006-10-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова | Gas and water ramjet propeller |
WO2007079973A1 (en) * | 2005-12-29 | 2007-07-19 | Georg Hamann | Device and system for producing regenerative and renewable hydraulic energy |
US7525207B2 (en) * | 2007-02-26 | 2009-04-28 | Google Inc. | Water-based data center |
WO2011074926A2 (en) * | 2009-12-18 | 2011-06-23 | 에스티엑스조선해양 주식회사 | Twin-hulled lng floater |
-
2015
- 2015-12-09 RU RU2015153003A patent/RU2619670C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2024780C1 (en) * | 1990-10-24 | 1994-12-15 | Василий Фотеевич Маркелов | Power extracting plant of water jet type |
RU2285636C2 (en) * | 2004-12-22 | 2006-10-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова | Gas and water ramjet propeller |
WO2007079973A1 (en) * | 2005-12-29 | 2007-07-19 | Georg Hamann | Device and system for producing regenerative and renewable hydraulic energy |
US7525207B2 (en) * | 2007-02-26 | 2009-04-28 | Google Inc. | Water-based data center |
WO2011074926A2 (en) * | 2009-12-18 | 2011-06-23 | 에스티엑스조선해양 주식회사 | Twin-hulled lng floater |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU199473U1 (en) * | 2020-06-09 | 2020-09-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева" (ФГБОУ ВО РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева) | Hydraulic turbine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7768145B2 (en) | Power generator and turbine unit | |
US8042200B2 (en) | Wave generating apparatus | |
US20190368464A1 (en) | Submerged Water Column Power Generation System | |
AU2002334099A1 (en) | Power generator and turbine unit | |
CA2478859C (en) | Extracting power from a fluid flow | |
GB2408294A (en) | Power generator and turbine unit | |
CN104043382A (en) | Hydrodynamic cavitation generating device | |
RU2619670C1 (en) | Gas-waterjet drive of wave power plant | |
JP6049749B2 (en) | Turbine equipment | |
JP2016517923A (en) | Submersible hydroelectric generator device and method for draining water from such device | |
CN109028549B (en) | heat energy pump | |
CN110962991A (en) | Method and device for reducing wave-making resistance and friction force of ship during navigation | |
US20060228957A1 (en) | Turbo-jet pump and water jet engine | |
JP5030007B1 (en) | Seawater pressure high-pressure jet generator | |
US1914038A (en) | Art and apparatus for impelling and maneuvering of floating vessels | |
GB2466957A (en) | Fluid drive system comprising impeller vanes mounted within a longitudinal structure | |
RU2816858C1 (en) | Method of creating torque on a shaft | |
RU123849U1 (en) | POWER PLANT FOR TRANSFORMING WATER ENERGY INTO MECHANICAL | |
Basri et al. | Water Discharge Management Based on Open and Closed Cylinders in the Gravitation Water Vortex Power Plant | |
RU93070U1 (en) | WATER JET ENGINE | |
RU2603830C2 (en) | Hydroelectric station | |
RU2419041C1 (en) | Multifunctional hydromechanical thermal power plant | |
WO2016077898A1 (en) | Arrangement in a system for generating electric power with hydraulic turbines on boats, and system operating method | |
RU2533958C1 (en) | Jet adapter of jet propeller | |
JPH0941350A (en) | Water turbine type power generating device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181210 |