волновая энергетическая установка

Формула изобретения

ВОЛНОВАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА, содержащая связанный с дном водоема корпус с установленным в нем турбогенератором, подключенным при помощи воздуховода, к по меньшей мере двум волноприемным раструбам, герметично перекрытым на концах гибкими мембранами, отличающаяся тем, что, с целью повышения КПД и надежности в работе установки, раструбы снабжены всасывающими и нагнетательными клапанами, мембраны прикреплены при помощи шайб к раструбам, а внутренние полости последних частично заполнены водой, при этом связь корпуса с дном выполнена посредством жестких опор и сам корпус закреплен с возможностью изменения углового положения с помощью подъемного механизма.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к волновой гидроэнергетике, в частности к волновым энергетическим установкам.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является волновая энергетическая установка, содержащая корпус и расположенную в нем воздушную турбину, соединенную с генератором, связанным с аккумуляторной батареей, в которой с целью повышения ресурса работы и надежности корпус выполнен в виде трубопровода с расширяющимися патрубками на концах, герметично перекрытыми эластичными мембранами, причем при выполнении установки погружного типа трубопровод заполнен сжатым газом.

Однако наличие гибкой якорной связи способствует проявлению флотационных свойств приводящих, во-первых, к потере определенной доли кинетической энергии набегающих волн на осуществление флотации и, во-вторых, к неполному погружению в воду расширяющихся патрубков. В результате снижается надежность и эффективность работы установки.

Периодическая смена направления движения воздуха в трубопроводе - в случае приливной волны воздух движется слева направо, в случае отливной волны - справа налево, вызывает соответствующие перемены направления вращения турбины и ротора генератора, между которыми будут отмечаться моментные (между двумя противоположно направленными вращениями) их остановки. Это также снижает надежность и эффективность функционирования известного устройства.

Цель изобретения - повышение КПД и надежности работы установки.

Это достигается тем, что в волновой энергетической установке, содержащей связанный с дном водоема корпус с установленным внутри турбогенератором, подключенным при помощи воздуховода по меньшей мере к двум волноприемным раструбам, герметично перекрытым на концах гибкими мембранами, раструбы снабжены всасывающими и нагнетательными клапанами, мембраны прикреплены при помощи шайб к раструбам, а внутренние полости последних частично заполнены водой, при этом связь корпуса с дном выполнена посредством жестких опор, а сам корпус закреплен с возможностью изменения углового положения с помощью подъемного механизма.

Такое выполнение волновой энергетической установки позволяет благодаря использованию жестких опор избежать нежелательной флотации всей установки в целом. Применение подъемного механизма позволяет регулировать угол ориентирования установки в вертикальной плоскости; с помощью системы нагнетательных и всасывающих клапанов можно контролировать процесс нагнетания воздуха вне зависимости от характера (приливного или отливного) действующих волн; применение жидкого балласта улучшает функционирование гибких мембран.

На чертеже изображена волновая энергетическая установка, продольный разрез.

Она содержит волноприемные раструбы 1, снабженные всасывающими 2 и нагнетательными 3 клапанами, гибкие мембраны 4, прикрепленные при помощи шайб 5 к раструбам 1, внутренние полости 6 последних частично заполнены водой 7, при этом связь корпуса-коллектора 8 с дном водоема 9 выполнена посредством жестких опор 10, а сам корпус 8 закреплен с возможностью изменения углового () положения с помощью подъемного механизма 11. Волноприемные раструбы 1 сообщены с корпусом-коллектором 8 при помощи воздушных патрубков 12, внутри которого размещена турбина 13, а выше ее выполнены сбросные отверстия 14. Турбина 13 задействована преобразователем числа оборота 15 с генератором 16.

Волновая энергетическая установка работает следующим образом.

Волны при набегании воздействуют на гибкие мембраны 4, которые, прогибаясь вверх при закрытых всасывающих клапанах 2 и уменьшая тем самым объем внутренней полости 6 волноприемного раструба 1, сжимают воздух в полостях 6 раструбов 1, который, воздействуя на нагнетательные клапаны 3, открывает их. Сжатый воздух по воздушным патрубкам 12 поступает в корпус-коллектор 8 и приводит во вращение турбину 13, кинематически задействованную посредством преобразователя числа оборотов 15 с электрогенератором 16.

Благодаря расположению волноприемных раструбов 1 последовательно по расчетной дистанции и по направлению движения волн в одной из внутренних полостей 6 происходит сжатие воздуха, а в предыдущей или последующей полостях 6 их рабочий объем заполняется воздухом через всасывающие клапаны 2. В случае изменения отдельных характеристик волн по мере необходимости предусмотрено регулирование угла при помощи подъемного механизма 11 относительно жестких опор 10, закрепленных на дне водоема 9. Вода 7, заполняющая некоторую часть объема полостей 6, постоянно находящаяся в них и являющаяся жидким балластом, способствует возврату гибких мембран 4 в нижнее положение, обеспечивая надежную работу установки.

Экономическая эффективность волновой энергетической установки обусловлена повышением эксплуатационной надежности за счет повышения степени герметичности внутренних полостей волноприемных раструбов, т.е. повышения степени сжатия воздуха, и за счет использования гидробалласта в полостях раструбов, способствующего возвращению гибких мембран в исходное положение; повышением КПД за счет использования жестких опор, ликвидирующих флотацию установки и способствующих повышению доли энергии, затрачиваемой на формоизменение гибких мембран, и за счет применения в комплексе двух и более раструбов для обеспечения подачи сжатого воздуха на турбину.

Кроме того, в случае значительного изменения направления волн в данной акватории повышение КПД установки достигается подключением к корпусу-коллектору нескольких рабочих линий, разнесенных в плане на определенные угловые расстояния. Тогда при очередной смене направления движения волн вступает в действие соответствующая рабочая линия установки, которая на данный момент времени фронтально ориентирована этому направлению волн; такой поочередной (эстафетный) режим работы обеспечивает непрерывность функционирования волновой энергетической установки.