RU2751430C1 - Marine wave energy generator - Google Patents

Abstract

FIELD: electrical engineering.SUBSTANCE: invention relates to the provision of electric power for marine vessels. The marine wave energy generator contains a case, which includes moving mass, mechanically connected to electric generator 3, base 7, and racks 6 fixed on base 7. The mass is made in the form of cylinder 1 rotating on axes 2 of generators 3 and rolling on the surface of base 7. In racks 6 of base 7, vertical slots are made with rods 4 located in them, along which generators 3 slide. The case is mounted on a disk rotating on the bearings of the plate, on which the spring-loaded electromagnetic locks of its rotation are diametrically mounted.EFFECT: invention is aimed at ensuring operation in any direction of vessel movement relatively to sea waves.2 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к обеспечению электроэнергией морских средств передвижения.The invention relates to the provision of electricity to marine vehicles.

Известна волноэнергетическая установка, содержащая электрический линейный генератор, имеющий транслятор со структурой постоянных магнитов, с возможностью возвратно-поступательных перемещений в плоскости качки и выработки электричества в статоре. (Патент на полезную модель RU 151384 U1). Известная установка имеет малую энергетическую мощность и способна работать только при бортовой качке.Known wave power plant containing an electric linear generator having a translator with a structure of permanent magnets, with the possibility of reciprocating movements in the plane of rolling and generating electricity in the stator. (Patent for utility model RU 151384 U1). The known installation has a low power output and is capable of operating only during rolling.

Известно судно, использующее энергию качки корпуса, на котором размещен генератор волновой энергии, содержащий основание, установленные на нем перемещающуюся массу, механически связанную с электрическим генератором и стойки, закрепленные на основании (Патент RU 2742669 С1, 20/01/2013, В63Н 19/02). Описанный генератор также способен работать в одном направлении качки и имеет сложную конструкцию.Known is a vessel using the energy of the hull rocking, on which a wave energy generator is located, containing a base, a moving mass installed on it, mechanically connected to an electric generator and racks fixed on the base (Patent RU 2742669 C1, 20/01/2013, B63H 19 / 02). The described generator is also capable of operating in one direction of roll and has a complex design.

Изобретение направлено на устранение недостатков известных устройств, а, именно, способность работать при любом направлении перемещения судна относительно морского волнения.The invention is aimed at eliminating the disadvantages of the known devices, namely, the ability to operate in any direction of movement of the vessel relative to sea waves.

Технический результат достигается тем, что в судовом генераторе волновой энергии, содержащим корпус, размещенные в нем перемещающуюся массу, механически связанную с электрическим генератором, основание, стойки, закрепленные на основании, согласно изобретению, масса выполнена в виде цилиндра, вращающегося на осях электрических генераторов, и катающегося по поверхности основания, в стойках основания выполнены вертикальные прорези с расположенными в них стержнями, по которым скользят электрические генераторы, при этом корпус установлен на диске, вращающемся на подшипниках плиты, на которой диаметрально установлены подпружиненные электромагнитные фиксаторы его вращения. The technical result is achieved by the fact that in a ship wave energy generator containing a body, placed in it a moving mass, mechanically connected to an electric generator, a base, racks fixed on the base, according to the invention, the mass is made in the form of a cylinder rotating on the axes of electric generators, and rolling on the surface of the base, vertical slots are made in the base racks with rods located in them, along which electric generators slide, while the body is mounted on a disk rotating on the bearings of the plate, on which spring-loaded electromagnetic latches of its rotation are diametrically installed.

Кроме того, электрические генераторы соединены последовательно и подключены к регулятору тока заряда, который соединен с фиксатором перемещения массы, задатчиком программы заряда и концевыми индикаторами касания массы, закрепленными на стойках.In addition, electric generators are connected in series and connected to a charge current regulator, which is connected to a mass movement lock, a charge program setter and end indicators of touching the mass fixed on the racks.

Возможность практической реализации.Possibility of practical implementation.

На фиг.1 изображены элементы судового генератора волновой энергии.Figure 1 shows the elements of the ship's wave energy generator.

На фиг.2 изображен разрез А-А на фиг.1.Figure 2 shows a section a-a in figure 1.

На фиг.3 изображен вид справа.Figure 3 is a right side view.

На фиг.4 показана установка волнового динамо на диске.Figure 4 shows the installation of a wave dynamo on a disk.

На фиг.5 изображена система ориентации волнового динамо на волне.Figure 5 shows the orientation system of the wave dynamo on the wave.

Элементами судового генератора волновой энергии являются рабочая масса в виде цилиндра 1, оси 2 электрических генераторов 3, электрический генератор 3, направляющие стержни 4, прорези в стойках 5, стойки 6, основание 7, концевые индикаторы (8L-левый, 8Р-правый), корпус 9, диск 10, подшипники 11, плита 12, электромагнитные фиксаторы 13, стержни фиксаторов 14, задатчик программы фиксации 15, регулятор тока заряда 16, фиксатор перемещения 17 массы, аккумулятор 18.The elements of the ship's wave energy generator are the working mass in the form of a cylinder 1, axles 2 of electric generators 3, electric generator 3, guide rods 4, slots in posts 5, posts 6, base 7, end indicators (8L-left, 8P-right), housing 9, disc 10, bearings 11, plate 12, electromagnetic clamps 13, clamp rods 14, fixing program adjuster 15, charge current regulator 16, mass movement clamp 17, battery 18.

Устройство содержит рабочую массу большого веса, выполненную в виде цилиндра 1, которая закреплена и вращается на осях 2 электрических генераторов 3. Генераторы 3 со скольжением перемещаются по направляющим стержням 4, стержни 4 имеют вертикальное перемещение в прорезях 5 стоек 6, закрепленных на основании 7.The device contains a working mass of large weight, made in the form of a cylinder 1, which is fixed and rotates on the axes 2 of electric generators 3. The generators 3 slide along the guide rods 4, the rods 4 have vertical movement in the slots 5 of the posts 6, fixed on the base 7.

Масса за счет качения горизонтально перемещается по поверхности основания 7, чтобы исключить скольжение, их поверхности покрыты специальным составом. На обеих стойках 6 установлены концевые индикаторы 8. Вся описанная конструкция накрыта корпусом 9, назовем его «Волновое динамо» (фиг.4, 5). В качестве основания используется диск 10, вращающийся на подшипниках 11 на плите 12, которая закрепляется на палубе. По краям диска 10 имеются электромагнитные фиксаторы 13, в соленоидах которых подпружиненные стержни 14 всегда прижаты к краям диска 10 и надежно его фиксируют. Фиксаторы 13 соединены с задатчиком программы фиксации 15, которая устанавливается вручную. Задатчик 15 соединен с регулятором тока заряда 16, в котором находится аккумулятор. Электрические генераторы 3 через регулятор 16 последовательно подключены к аккумулятору. Регулятор тока заряда 16 имеет командный выход, соединенный с фиксатором 17 перемещения массы (на фиг. 1 не показан, и может иметь различное исполнение). Аккумулятор имеет клеммы потребителя 18.Due to rolling, the mass moves horizontally along the surface of the base 7 in order to exclude sliding, their surfaces are coated with a special compound. End indicators 8 are installed on both posts 6. The entire structure described is covered with a housing 9, let's call it "Wave dynamo" (Figs. 4, 5). A disc 10 is used as a base, rotating on bearings 11 on a plate 12, which is fixed to the deck. Along the edges of the disc 10 there are electromagnetic clamps 13, in the solenoids of which the spring-loaded rods 14 are always pressed against the edges of the disc 10 and securely fix it. The latches 13 are connected to the setter of the fixing program 15, which is set manually. The adjuster 15 is connected to the charge current regulator 16, in which the battery is located. Electric generators 3 are connected in series to a battery through a regulator 16. The charge current regulator 16 has a command output connected to the clamp 17 for moving the mass (not shown in Fig. 1, and may have a different design). The battery has consumer terminals 18.

Работа генератора волновой энергии. Итак, представим себе, что фиксатор 17 перемещения массы, и фиксаторы 13 диска 10 разблокированы и не препятствуют свободному качению массы по основанию 7 (диску 10), и вращению диска 10 на плите 12. В этом случае масса (фиг. 1, 2) в корпусе 9 (фиг. 4, 5) на диске 10 займет нижнюю точку на палубе судна в гравитационном поле Земли при волнении океана. Эта нижняя точка вызовет срабатывание концевого 8Р (правого), или 8L (левого) индикатора. Задатчик программ 15 снимает напряжение с обмоток фиксаторов 13 и стержни 14 фиксируют волновое динамо в вертикальной плоскости волнения в точке, где в данный момент находится судно. При приходе вершины волны масса перекатится к противоположному концевому индикатору, и задатчик программ 15 снимает фиксацию диска 10 на 0,1-0.21- времени перемещения массы от правой стойки 6 к левой. Это время t равно половине периода волнения в заданной точке, а кратковременное снятие фиксации диска позволяет более точно привязать его положение на втором минимуме волны. Параметры волнения могут меняться как от погодных условий, так и от перемены курса. Именно поэтому задатчик программ фиксаций имеет их ручную установку.Wave energy generator operation. So, let us imagine that the clamp 17 for moving the mass, and the clamps 13 of the disc 10 are unlocked and do not prevent the free rolling of the mass on the base 7 (disc 10), and the rotation of the disc 10 on the plate 12. In this case, the mass (Fig. 1, 2) in the hull 9 (Fig. 4, 5) on the disk 10 will occupy the lowest point on the deck of the ship in the gravitational field of the Earth when the ocean is rough. This low point will trigger the 8P (right) or 8L (left) limit indicator. The program selector 15 removes the voltage from the windings of the clips 13 and the rods 14 fix the wave dynamo in the vertical plane of the sea at the point where the ship is currently located. When the top of the wave arrives, the mass will roll to the opposite end indicator, and the program selector 15 removes the fixation of the disk 10 by 0.1-0.21 - the time for moving the mass from the right rack 6 to the left. This time t is equal to half of the wave period at a given point, and a short-term release of the disk fixation makes it possible to more accurately tie its position at the second minimum of the wave. Wave parameters can change both from weather conditions and from a change in course. That is why the fixation program setter has their manual setting.

После фиксации диска 10 судовой генератор переходит в стационарный режим работы при котором нагрузка генераторов 3 увеличивается до величины не позволяющей касаться массы концевых индикаторов 8. Находится момент прекращения этого касания. Тем самым обеспечивается максимальный отбор энергии при сложившихся условиях качки судна. При достижении полного заряда аккумулятора (в условиях максимального отбора его энергии!) срабатывают: фиксатор 17 перемещения массы по направляющим стержням 4 и фиксаторы вращения 13 диска 10. Генератор волновой энергии, в целях его минимального износа переходит в режим ожидания.After fixing the disk 10, the ship's generator goes into a stationary mode of operation in which the load of the generators 3 increases to a value that does not allow touching the mass of the end indicators 8. The moment of termination of this contact is found. This ensures the maximum energy consumption under the prevailing conditions of the ship's pitching. When the battery is fully charged (under conditions of maximum take-off of its energy!), The following are triggered: the clamp 17 for moving the mass along the guide rods 4 and the rotation clamps 13 of the disc 10. The generator of wave energy, in order to minimize wear, goes into standby mode.

Claims (2)

1. Судовой генератор волновой энергии, содержащий корпус, размещенные в нем перемещающуюся массу, механически связанную с электрическим генератором, основание, стойки, закрепленные на основании, отличающийся тем, что масса выполнена в виде цилиндра, вращающегося на осях электрических генераторов, и катающегося по поверхности основания, в стойках основания выполнены вертикальные прорези с расположенными в них стержнями, по которым скользят электрические генераторы, при этом корпус установлен на диске, вращающемся на подшипниках плиты, на которой диаметрально установлены подпружиненные электромагнитные фиксаторы его вращения. 1. Marine wave energy generator, containing a housing, placed in it a moving mass, mechanically connected to an electric generator, a base, struts fixed on the base, characterized in that the mass is made in the form of a cylinder rotating on the axes of electric generators and rolling on the surface base, vertical slots are made in the base racks with rods located in them, along which electric generators slide, while the body is mounted on a disk rotating on the bearings of the plate, on which spring-loaded electromagnetic latches of its rotation are diametrically installed. 2. Генератор по п. 1, отличающийся тем, что электрические генераторы соединены последовательно и подключены к регулятору тока заряда, который соединен с фиксатором перемещения массы, задатчиком программы заряда и концевыми индикаторами касания массы, закрепленными на стойках.2. The generator according to claim. 1, characterized in that the electric generators are connected in series and connected to the charge current regulator, which is connected to the mass movement lock, the charge program adjuster and the end indicators of the mass touch, fixed on the racks.

Images