RU2128784C1

RU2128784C1 - Wave energy plant

Info

Publication number: RU2128784C1
Application number: RU97101949A
Authority: RU
Inventors: Л.А. Каргаев; А.И. Тизяков
Original assignee: Каргаев Леонид Александрович; Тизяков Александр Иванович
Priority date: 1997-02-11
Filing date: 1997-02-11
Publication date: 1999-04-10

Abstract

FIELD: electric power generation by using wave energy. SUBSTANCE: plant has floating frame holding electric generator and floats mounted on horizontal shaft. Parallel trestles with shaft supports are mounted crosswise on pontoons which are spaced apart. Each shaft carries floats in the form of hollow half- cylinders mounted with minimal clearances and provided with additional weight and three-dimensional projection. Closest parallel shafts are intercoupled through gear transmission. Shafts arranged along same line either side of pontoon and carrying generator driving mechanisms are also intercoupled and have common gear transmission, reduction unit, and generator. EFFECT: improved power capacity. 5 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к энергетике, в частности для выработки электроэнергии путем использования энергии морских волн за счет образующихся вертикальных подъемов и спадов волн. The invention relates to energy, in particular for generating electricity by using the energy of sea waves due to the resulting vertical rises and decays of waves.

Известна волновая электростанция, а.с. N 1373855 F 03 B 13/12, содержащая плавучий корпус с электрогенератором, воздушной турбиной к волноприемным камерам с поплавками. Камеры выполнены в виде стаканов, открытый торец которых погружен под уровень воды. При этом для увеличения КПД каждая камера снабжена дополнительной воздушной турбиной и гидронасосом, связанными с поплавком при помощи бесконечной цепной передачи. Known wave power plant, and.with. N 1373855 F 03 B 13/12, containing a floating casing with an electric generator, an air turbine to wave receiving chambers with floats. The cameras are made in the form of glasses, the open end of which is submerged under the water level. Moreover, to increase the efficiency, each chamber is equipped with an additional air turbine and a hydraulic pump connected to the float by means of an endless chain transmission.

Основным недостатком указанной установки является ограниченная мощность, связанная с медленным подъемом поплавка, равной подъему волны, и с тем, что на цепь действует ограниченная выталкивающая сила от поплавка, равная половине объема поплавка, так как удельный вес поплавка равен 0,5 г/см³. Большое количество механизмов и передаточных устройств усложняет установку и ведет к значительным потерям мощности, уменьшающих эффект от использования поплавка. Известна волновая электростанция (патент РФ N 2049925, кл. 6 F 03 B 13/12, 6 F 03 B 13/22 от 06.02.1992 г.), содержащая плавучий корпус с электрогенератором, воздушной турбиной и волноприемными камерами в виде погруженных в воду открытым концом стаканов, снабженных внутри поплавками Г-образной формы, установленных на горизонтальном валу с возможностью одностороннего вращения, при этом один из выступов поплавка длиннее или тяжелее другого, все валы соединены между собой, повышающий редуктор связан с последними и валом воздушной турбины при помощи обгонных муфт, а вал турбины подключен к электрогенератору.The main disadvantage of this installation is the limited power associated with the slow rise of the float, equal to the wave, and with the fact that the chain acts with a limited buoyant force from the float, equal to half the volume of the float, since the specific gravity of the float is 0.5 g / cm ³ . A large number of mechanisms and transmission devices complicates the installation and leads to significant power losses, reducing the effect of using the float. Known wave power plant (RF patent N 2049925, CL 6 F 03 B 13/12, 6 F 03 B 13/22 from 02/06/1992), containing a floating casing with an electric generator, an air turbine and wave receiving chambers in the form of immersed in water the open end of the cups, equipped with L-shaped floats inside, mounted on a horizontal shaft with the possibility of one-sided rotation, with one of the protrusions of the float is longer or heavier than the other, all shafts are interconnected, the boost gearbox is connected to the latter and the shaft of the air turbine using overruns couplings and the turbine shaft is connected to an electric generator.

Основным недостатком указанной волновой электростанции является также низкий КПД и сложность конструкции. Это связано с тем, что ввиду кратковременности воздействия волны на сжатый воздух в камерах не удается передать весь сжимаемый в камере воздух в воздушную турбину, а при увеличении проходного сечения воздуховодов и самой турбины уменьшится давление воздуха в камере и соответственно снимаемая мощность с турбины. Г-образная форма поплавка не позволяет эффективно использовать пространство в части увеличения выталкивающей силы и создает еще большее гидравлическое сопротивление при вращении его выступов. The main disadvantage of this wave power plant is also low efficiency and design complexity. This is due to the fact that due to the short-term effect of the wave on the compressed air in the chambers, it is not possible to transfer all the air compressed in the chamber to the air turbine, and with an increase in the cross section of the ducts and the turbine itself, the air pressure in the chamber and, accordingly, the removed power from the turbine will decrease. The L-shaped form of the float does not allow efficient use of space in terms of increasing the buoyancy force and creates even greater hydraulic resistance during the rotation of its protrusions.

Кроме того, конструкция волновой электростанции с использованием энергии сжатого воздуха очень сложна в изготовлении и в эксплуатации и требует больших капитальных затрат на изготовление турбины. In addition, the design of a wave power plant using compressed air energy is very difficult to manufacture and operate and requires large capital costs for the manufacture of a turbine.

Волновая электростанция по патенту РФ N 2049925 принята за прототип. The wave power plant according to the patent of the Russian Federation N 2049925 adopted as a prototype.

Задачей изобретения является упрощение конструкции и повышение мощности волновой электростанции. Это достигается тем, что в волновой электростанции, содержащей плавучий корпус с электрогенератором, расположенные на горизонтальном валу с возможностью одностороннего вращения поплавки, занимающие в воде положение неустойчивого равновесия, переходящего в неуравновешенное состояние и ускоренное вращательное движение в момент полного погружения поплавка, повышающий редуктор, соединяющий вал с электрогенератором, плавучий корпус выполнен в виде соединенных не менее чем двух узких понтонов, разнесенных по ширине и снабженных сверху поперечно расположенными параллельными друг другу эстакадами, вдоль каждой эстакады снизу установлены соосно кронштейны с опорами под вал, поплавки расположенных между всеми опорами последовательно с минимальными торцевыми зазорами, исключающими заклинивание поплавков при их относительном вращении, на выходных концах валов установлено зубчатое колесо, связанное непосредственно с зубчатым колесом на входном валу редуктора или через повышающую зубчатую передачу, поплавок выполнен в виде полого герметичного полуцилиндра и снабжен дополнительным грузом и расположенным с противоположной ему от оси стороны объемным выступом в виде дополнительного поплавка, при этом момент, создаваемый весом объемного выступа, больше (примерно на 5-10%) момента, создаваемого дополнительным грузом, а момент, создаваемый выталкивающей силой при погружении в воду одного объемного выступа больше момента, создаваемого весом объемного выступа, неуравновешенными воздействиями на поплавок водных и воздушных потоков и силами трения в момент начала вращения поплавка. The objective of the invention is to simplify the design and increase the power of the wave power plant. This is achieved by the fact that in a wave power plant containing a floating body with an electric generator, floats located on a horizontal shaft with the possibility of one-sided rotation, occupying an unstable equilibrium in water, which becomes an unbalanced state and accelerated rotational motion at the moment the float is completely immersed, increases the gearbox connecting a shaft with an electric generator, a floating body made in the form of connected at least two narrow pontoons spaced in width and provided with a top transverse racks parallel to each other, along the bottom of the flyover, coaxially mounted brackets with supports under the shaft, floats located between all supports in series with minimal end clearances, eliminating jamming of the floats during their relative rotation, a gear wheel is installed at the output ends of the shafts connected directly with the gear a wheel on the input shaft of the gearbox or through an overdrive gear, the float is made in the form of a hollow sealed half-cylinder and is equipped with an additional an additional load and a volumetric protrusion located on the opposite side of the axis from the side of the axis in the form of an additional float, while the moment created by the weight of the volumetric protrusion is more (about 5-10%) the moment created by the additional load, and the moment created by the buoyancy force when immersed in the water of one volumetric protrusion is greater than the moment created by the weight of the volumetric protrusion, unbalanced effects on the float of water and air flows and the frictional forces at the moment the float begins to rotate.

При этом выходные концы рядом расположенных валов эстакад попарно или более соединены между собой путем зацепления зубчатых колес и установки общего редуктора и электрогенератора, а поплавки на связанных между собой валах расположены симметрично, выходные концы соосно расположенных валов эстакад, размещенных в одну линию, соединены между собой и снабжены общей зубчатой передачей, редуктором и электрогенератором, объемный выступ поплавков выполнен заодно с полуцилиндром путем удлинения окружности полуцилиндра, передняя по ходу вращения поплавка поверхность объемного выступа выполнена в виде сужающего клина. In this case, the output ends of adjacent flyover shafts are paired or more interconnected by gearing gears and the installation of a common gearbox and electric generator, and the floats on symmetrical shafts are interconnected, the output ends of coaxially located flyover shafts placed in one line are interconnected and equipped with a common gear transmission, gearbox and electric generator, the volumetric protrusion of the floats is made integral with the half-cylinder by lengthening the circumference of the half-cylinder, the front in the direction of rotation Ia volume floater surface protrusion is designed as a narrowing wedge.

На фиг. 1 изображен общий вид волновой электростанции, на фиг. 2 показан вид сверху, на фиг. 3 изображен отдельно поплавок, а на фиг. 4 его поверхность. In FIG. 1 shows a general view of a wave power plant; FIG. 2 shows a top view, FIG. 3 shows a float separately, and in FIG. 4 its surface.

При этом обозначено φ - угол поворота поплавка в текущее положение, Q_о - выталкивающая сила, действующая на поплавок в исходном положении, P - вес поплавка, h_п - плечо от силы веса поплавка, C_в - точка центра массы воды в объеме погруженной части поплавка, Q - выталкивающая сила в текущем положении, h_в - плечо выталкивающей силы, P_ов - вес объемного выступа, P_д - вес дополнительного груза, Y_св - расстояние от оси О до центра массы воды в объеме погруженной части поплавка (для сектора с углом

Y_сп - расстояние от оси О до центра масс поплавка, h_ов - плечо от силы веса объемного выступа, h_д - плечо от силы веса дополнительного груза, l - длина поплавка, R - наружный радиус поплавка.In this case, φ is the angle of rotation of the float to the current position, Q _о is the buoyant force acting on the float in the initial position, P is the weight of the float, h _p is the shoulder of the weight of the float, C _in is the point of the center of mass of water in the volume of the immersed part float, Q - buoyant force in the current position, h _in - shoulder buoyancy force, P _s - the weight of the bulge, P _d - the weight of the additional load, Y _St - the distance from the axis O to the center of mass of water in the volume of the submerged part of the float (for sector with angle

Y _sp is the distance from the O axis to the center of mass of the float, h _s is the shoulder of the weight force of the bulge, h _d is the shoulder of the weight of the additional load, l is the length of the float, R is the outer radius of the float.

Волновая электростанция состоит из плавучего корпуса, выполненного в виде разнесенных по ширине друг от друга не менее чем двух узких понтонов (на фиг. 1 показано 3 понтона - 1, 2 и 3), соединенных между собой балками 4 и 5. Понтоны 1 и 3 выполнены в виде полой герметичной трубы, а средний понтон 2 имеет коробчатую форму для размещения в нем механизмов привода. На понтонах установлены поперек им и параллельно друг другу эстакады 6, опирающими своими концами на понтоны. Вдоль каждой эстакады 6 установлены снизу соосно кронштейн 7 с опорами под вал 8. Между всеми опорами кронштейнов 6 установлены на валу поплавки 9 с возможностью одностороннего вращения (за счет применения обгонных муфт или храповых механизмов). The wave power plant consists of a floating hull made in the form of at least two narrow pontoons spaced apart from each other in width (Fig. 1 shows 3 pontoons - 1, 2 and 3), interconnected by beams 4 and 5. Pontoons 1 and 3 made in the form of a hollow sealed pipe, and the middle pontoon 2 has a box shape to accommodate the drive mechanisms. On the pontoons installed across them and parallel to each other flyovers 6, resting their ends on the pontoons. Along each flyover 6, a bracket 7 is mounted coaxially from the bottom with supports under the shaft 8. Between all the supports of the brackets 6, floats 9 are mounted on the shaft with the possibility of one-way rotation (due to the use of overrunning couplings or ratchet mechanisms).

Поплавки 9 располагаются последовательно на валу с минимальными торцевыми зазорами, исключающими заклинивание поплавков при их относительном вращении от температурных и силовых деформаций. На выходных концах валов 8 устанавливаются зубчатые колеса 10, которые находятся в зацеплении непосредственно с зубчатыми колесами (на фиг. не показано) на входном валу повышающих редукторов 11 или через дополнительную повышающую зубчатую передачу (на фиг. не показано). Зубчатое колесо 10 выполняет одновременно роль маховика. Выходной вал каждого редуктора 11 связан с валом электрогенератора 12 (редуктор 11 устанавливают при необходимости, возможна передача на генератор без редуктора). The floats 9 are arranged sequentially on the shaft with minimal end gaps, eliminating the jamming of the floats during their relative rotation from temperature and force deformations. At the output ends of the shafts 8, gears 10 are installed, which are engaged directly with gears (not shown in FIG.) On the input shaft of the reduction gears 11 or through an additional boost gear (not shown in FIG.). The gear wheel 10 simultaneously performs the role of a flywheel. The output shaft of each gearbox 11 is connected to the shaft of the generator 12 (gearbox 11 is installed if necessary, transmission to the generator without gearbox is possible).

Поплавки 9 (см. фиг. 3) выполнены в виде полых герметичных полуцилиндров. При этом они снабжены объемным выступом 13 (над осью ОХ), выполненным в виде отдельного элемента или заодно с полуцилиндром, как это изображено на фиг. 3 (объемный выступ выполнен путем удлинения окружности полуцилиндра на угол α от оси ОХ) и образования дополнительного сектора. На противоположной стороне внутри поплавка устанавливается дополнительный груз 14 с таким расчетом, чтобы момент, создаваемый весом объемного выступа 13, был равен или больше (примерно на 5-10%) момента, создаваемого дополнительным грузом 14, а выталкивающая сила, действующая на один объемный выступ 13 при погружении его в воду, должна создавать крутящий момент, больший момента, создаваемого весом объемного выступа, хаотичным и неуравновешенным воздействием на поплавок водных и воздушных потоков и силами трения, действующих в момент начала вращения поплавка. Объемный выступ 13 является инициирующим элементом, выводящим поплавок из состояния неустойчивого равновесия в неуравновешенное состояние с ускоренным поворотом поплавка (кувырком) при полном погружении поплавка в воду. The floats 9 (see Fig. 3) are made in the form of hollow sealed half-cylinders. Moreover, they are equipped with a volumetric protrusion 13 (above the axis OX), made in the form of a separate element or at the same time with the half-cylinder, as shown in FIG. 3 (the volumetric protrusion is made by lengthening the circumference of the half-cylinder by an angle α from the axis OX) and the formation of an additional sector. An additional load 14 is installed on the opposite side inside the float so that the moment created by the weight of the volumetric protrusion 13 is equal to or greater (by about 5-10%) of the moment created by the additional weight 14, and the buoyancy force acting on one volumetric protrusion 13 when immersed in water, it must create a torque greater than the moment created by the weight of the volumetric protrusion, the chaotic and unbalanced impact on the float of water and air flows and the friction forces acting at the time of the float. The volumetric protrusion 13 is the initiating element that displays the float from an unstable equilibrium to an unbalanced state with an accelerated rotation of the float (somersault) when the float is completely immersed in water.

Размеры волновой электростанции, количество понтонов и эстакад с поплавками зависят от планируемого съема мощности. При этом для обеспечения большей равномерности вращения генератора, а также уменьшения количества используемых механизмов приводов (зубчатых передач, редукторов, муфт и т.д.) выходные концы рядом расположенных валов эстакад попарно или более соединены между собой путем зацепления зубчатых колес на выходных концах валов между собой с установкой общего редуктора, электрогенератора и повышающей зубчатой передачи, а поплавки на связанных кинематически между собой валах расположены симметрично относительно плоскости, проходящей по середине расстояния между валами. В этом случае объемные выступы поплавков на одном валу будут располагаться на противоположной стороне по отношению к расположению объемных выступов поплавков на другом валу. Такое расположение поплавков обеспечивает вращение кинематически связанных валов в разные стороны. При количестве понтонов свыше двух для обеспечения большей равномерности вращения электрогенераторов и уменьшения количества используемых механизмов приводов и электрогенераторов эстакады и валы на смежных понтонах располагают в одну линию. В этом случае выходные концы эстакады на смежных понтонах соединяют между собой (при помощи муфты) с использованием одного общего зубчатого колеса на выходном конце одного из этих валов, общей повышающей зубчатой передачи, общего редуктора и электрогенератора (как это изображено на фиг. 1). The dimensions of the wave power plant, the number of pontoons and flyovers with floats depend on the planned power take-off. Moreover, to ensure greater uniformity of rotation of the generator, as well as reduce the number of used drive mechanisms (gears, gearboxes, couplings, etc.), the output ends of adjacent racks shafts are paired or more interconnected by gearing gears at the output ends of the shafts between with the installation of a common gearbox, an electric generator and a step-up gear train, and the floats on the kinematically connected shafts are arranged symmetrically relative to the plane passing in the middle no distance between the shafts. In this case, the volumetric protrusions of the floats on one shaft will be located on the opposite side with respect to the location of the volumetric protrusions of the floats on the other shaft. This arrangement of the floats provides the rotation of kinematically connected shafts in different directions. When the number of pontoons is more than two, to ensure greater uniformity of rotation of the electric generators and reduce the number of used mechanisms of drives and electric generators, overpasses and shafts on adjacent pontoons are placed in one line. In this case, the output ends of the flyover on adjacent pontoons are connected to each other (using a coupling) using one common gear at the output end of one of these shafts, a common overdrive gear, a common gearbox and an electric generator (as shown in Fig. 1).

Для уменьшения сопротивления воды при погружении поплавка в воду в момент, когда он совершает вращательное движение из крайнего верхнего положения (после кувырка) передняя по ходу вращения поплавка поверхность 15 выполнена в виде сужающего клина (фиг. 4). Поплавки 8 устанавливаются на валу с зазором и передают крутящий момент на вал при помощи обгонной муфты, состоящей из клиновидно-криволинейного пространства 16 (образованного криволинейной поверхностью 17 выемки вала и цилиндрической поверхностью отверстия поплавка) и подпружиненных пальцев 18, установленных внутри клиновидно-криволинейного пространства 16. Возможно сопряжение поплавков с валом с использованием храпового механизма, состоящего из храпового колеса, жестко закрепляемого на валу, и собачки, устанавливаемой на поплавке (на фиг. не показаны). При этом для уменьшения длины валов храповое колесо и собачка целесообразно располагать внутри проточки поплавка, выполненной соосно с отверстиями поплавка со стороны одного или двух торцев поплавка. To reduce the resistance of water when the float is immersed in water at the moment when it makes a rotational movement from the extreme upper position (after somersault), the front surface 15 in the direction of rotation of the float is made in the form of a narrowing wedge (Fig. 4). The floats 8 are mounted on the shaft with a clearance and transmit torque to the shaft using an overrunning clutch consisting of a wedge-shaped curved space 16 (formed by a curved surface 17 of the recess of the shaft and the cylindrical surface of the bore of the float) and spring-loaded fingers 18 installed inside the wedge-curved space 16 It is possible to pair the floats with the shaft using a ratchet mechanism consisting of a ratchet wheel fixed to the shaft and a dog mounted on the float (on ig. not shown). To reduce the length of the shafts, it is advisable to place the ratchet wheel and the dog inside the groove of the float, made coaxially with the holes of the float on the side of one or two ends of the float.

Для обеспечения гарантированного удержания поплавков в момент набегания волны от поворота до их полного затопления и тем самым создания максимальной потенциальной энергии погруженного поплавка, а также расширения технологических возможностей в части исключения необходимости очень точного изготовления поплавков, целесообразно обеспечить условие, чтобы момент, создаваемый весом объемного элемента, заведомо превосходил момент, создаваемый весом дополнительного груза. В этом случае для удержания поплавков от поворота в обратную сторону под действием этой разницы в моментах на уровне задней поверхности 19 поплавков 9 устанавливаются с небольшим перекрытием задней поверхности поплавка подпружиненные подвижные упоры 20, шарнирно закрепленные на неподвижных штангах 21, связанных с эстакадами. Сверху над подвижными упорами 20 закреплены на штангах неподвижные упоры 22, расположенные вне зоны вращения поплавка и удерживающие подвижные упоры 20 от подъема вверх. Поскольку при погружении поплавка в воду до начала затопления объемного выступа неуравновешенный момент, действующий в обратную сторону на поплавок, незначительный, то и сила воздействия поплавка снизу на подвижный упор 20 незначительна. To ensure guaranteed retention of the floats at the time of the wave from the turn until they are completely flooded and thereby create the maximum potential energy of the submerged float, as well as expanding technological capabilities in terms of eliminating the need for very accurate manufacturing of floats, it is advisable to ensure that the moment created by the weight of the volume element , obviously exceeded the moment created by the weight of the additional load. In this case, to keep the floats from turning in the opposite direction under the influence of this difference in moments at the level of the rear surface 19 of the floats 9, spring-loaded movable stops 20 are mounted with a small overlap of the rear surface of the float, pivotally mounted on fixed rods 21 connected to the racks. Above the movable stops 20, fixed stops 22 are mounted on the rods, located outside the rotation zone of the float and holding the movable stops 20 from rising upwards. Since when the float is immersed in water before the flooding of the volumetric protrusion, the unbalanced moment acting in the opposite direction on the float is insignificant, the force of the float acting from below on the movable stop 20 is insignificant.

Это позволяет выполнить упоры 20 небольшими по массе и объему и использовать пружину с небольшим усилием сжатия. Поэтому при рабочем вращении поплавка и воздействия его на подвижные упоры 20, уже сверху, они легко поворачиваются, погружаясь в воду, и не оказывают большого сопротивления поплавкам. Неподвижные упоры 22 могут быть выполнены непосредственно в самих шарнирах подвижных упоров 20 в виде известных конструкций ограничителей поворота. При равенстве моментов, создаваемых объемным выступом и дополнительным грузом, можно исключить применение подвижного упора 20 и неподвижного упора 22. Но для этого необходимо обеспечить постепенное увеличение объема правой части поплавка от оси OY, например, за счет плавного увеличения длины поплавка. При погружении в воду правой части поплавка будет действовать большая выталкивающая сила, чем в левой, которая обеспечит гарантированный поворот поплавка в сторону объемного выступа. Но в этом случае невозможно обеспечить максимальный запас потенциальной энергии поплавка, а его поворот будет адекватным подъему уровня воды в волне. This allows the stops 20 to be made small in weight and volume and to use a spring with a small compression force. Therefore, with the working rotation of the float and its impact on the movable stops 20, already from above, they easily rotate, immersed in water, and do not have much resistance to the floats. The fixed stops 22 can be made directly in the hinges of the movable stops 20 in the form of known designs of limiters. If the moments created by the volumetric protrusion and the additional load are equal, the use of the movable stop 20 and the fixed stop 22 can be excluded. But for this it is necessary to ensure a gradual increase in the volume of the right part of the float from the OY axis, for example, due to a smooth increase in the length of the float. When immersed in water on the right side of the float, a greater buoyancy force will act than on the left, which will ensure a guaranteed rotation of the float towards the volumetric protrusion. But in this case, it is impossible to ensure the maximum supply of potential energy of the float, and its rotation will be adequate to raise the water level in the wave.

Плавучий корпус снабжен растяжками 23 с возможностью изменения их длины (например, с помощью лебедки). Это позволяет изменять положение корпуса относительно направления волн с целью обеспечения более плавного нагружения валов крутящим моментом от поплавков, расположенных под углом к фронту волн. Возможны другие варианты изменения углового положения корпуса, например, с помощью воздушного или водного киля. Для регулирования положения поплавков относительно уровня воды при монтаже электростанции используются домкраты и прокладки у опор эстакад. При этом целесообразно монтаж производить с обеспечением максимального расположения поплавков относительно уровня воды, а регулировку осадки корпуса производить при помощи закачки или откачки в понтонах. The floating body is equipped with extensions 23 with the possibility of changing their length (for example, using a winch). This allows you to change the position of the housing relative to the direction of the waves in order to provide a smoother loading of the shafts with torque from the floats located at an angle to the front of the waves. There are other options for changing the angular position of the body, for example, using an air or water keel. To adjust the position of the floats relative to the water level during the installation of the power plant, jacks and gaskets are used at the supports of the flyovers. In this case, it is advisable to install to ensure the maximum location of the floats relative to the water level, and adjust the housing draft by pumping or pumping in pontoons.

Возможен вариант использования для этого дополнительных понтонов путем подъема или опускания их в воду на определенную глубину. Для укрытия оборудования от атмосферных осадков и создания нормальных климатических условий в работе обслуживающего персонала предусматривается крытое помещение 24. Коробчатый понтон 2 закрывается сверху люками (на фиг. не обозначены). Работа волновой электростанции выполняется следующим образом. В исходном положении, когда отсутствуют волны, все поплавки 9 занимают крайнее нижнее положение согласно фиг. 3, при этом они могут касаться и не касаться воды и даже могут быть чуть погруженными в воду (до уровня воды, при котором в процессе работы свободно падающий с крайнего верхнего положения поплавок создает неуравновешенный момент даже при погружении части поплавка в воду до этого уровня, и поплавок свободно возвращается в исходное положение, будучи частично затопленным. It is possible to use additional pontoons for this by raising or lowering them into water at a certain depth. To shelter the equipment from atmospheric precipitation and create normal climatic conditions, a covered room is provided in the work of the staff. The box-shaped pontoon 2 is closed with hatches from above (not indicated in Fig.). The operation of the wave power station is as follows. In the initial position, when there are no waves, all floats 9 occupy the lowest position according to FIG. 3, while they may or may not touch the water and may even be slightly submerged in water (to the water level at which, during operation, the float freely falling from the extreme upper position creates an unbalanced moment even when part of the float is immersed in water to this level, and the float freely returns to its original position, being partially flooded.

Разница в моментах ΔM от веса объемного выступа 13 и дополнительного груза 14 прижимает поплавок 9 к подвижному упору 20, а тот в свою очередь прижимается к неподвижному упору 22. При образовании волн, "набегающих" под острым углом к оси валов, поплавки поочередно погружаются в воду (затапливаются волной). При этом возникает выталкивающая сила Q, равная весу воды в объеме погруженного поплавка (по закону Архимеда). The difference in moments ΔM from the weight of the volumetric protrusion 13 and the additional load 14 presses the float 9 against the movable stop 20, which in turn is pressed against the fixed stop 22. When waves form, “running” at an acute angle to the axis of the shafts, the floats alternately immerse in water (flooded by the wave). In this case, a buoyant force Q is created equal to the weight of water in the volume of the submerged float (according to the Archimedes law).

Так как выталкивающие силы, действующие по обе стороны от оси OY, равны, то результирующая выталкивающая сила Q проходит вертикально вверх через ось вращения поплавка и не создает крутящего момента при погружении поплавка до самой оси OX. Since the buoyant forces acting on both sides of the OY axis are equal, the resulting buoyant force Q passes vertically upward through the axis of rotation of the float and does not create torque when the float is immersed to the axis OX.

Сила веса поплавка P также проходит через ось OX, только вниз, и не создает крутящего момента, за исключением вышеуказанного момента M, создаваемого разницей моментов от веса объемного выступа 13, и веса дополнительного груза, который уровновешивается реакцией R_уп опоры от упоров 20 и 21.The weight force of the float P also extends through the OX axis, only down, and does not create a torque, except for the above points M, generated by the difference of moments by weight surround the protrusion 13 and the weight of the additional load which urovnoveshivaetsya reacting R _yn support of stops 20 and 21 .

При погружении поплавка выше оси OX затапливается объемный выступ 13, вследствие чего возникает дополнительный крутящий момент, который превосходит разницу ΔM в моментах от веса объемного выступа и дополнительного груза. When the float dives above the OX axis, the volumetric protrusion 13 is flooded, resulting in an additional torque that exceeds the difference ΔM in moments from the weight of the volumetric protrusion and the additional load.

В результате этого поплавок начинает поворачиваться, перескакивает положение неустойчивого равновесия и стремится совершить кувырок и выскочить с ускорением из воды. As a result of this, the float begins to turn, jumps to a position of unstable equilibrium and tends to flip and jump out of the water with acceleration.

Выталкивающая сила, действующая по левую сторону от оси OY, будет стремительно уменьшаться, а с правой стороны действует на протяжении всего поворота поплавка от исходного положения до угла О=90^o максимальная выталкивающая сила, равная весу вытесненной воды в объеме половины сечения поплавка. При повороте на угол О=90^o выталкивающая сила с левой стороны становится равной 0, а начиная с угла φ = 90^o, уменьшается выталкивающая сила с правой стороны и становится = 0, когда задняя поверхность 19 не достигнет оси OX с обратной стороны от оси OY. Все это происходит мгновенно, с ускорением, поплавок выныривает полностью из воды с разгоном. Такой эффект создается благодаря форме поплавка. В процессе поворота левая часть поплавка постоянно пересекает положение неустойчивого равновесия и как бы "накачивает собой" объем в правой части, компенсируя полностью выход из воды поплавка в течение всего поворота на угол 90^o, а значит и сохраняя величину выталкивающей силы в правой части. Из механики известно, что когда на тело постоянно действует сила - оно двигается с ускорением. Но такому резкому повороту поплавка на первых порах мешает сила инерции и сопротивление системы приводов вала, зубчатых колес, редуктора и электрогенератора, которые только начинают сначала медленное вращение. Благодаря одновременному воздействию нескольких поплавков создается достаточный момент для вращения вала. Вначале скорость вращения валов меньше скорости вращения поплавков, которую они имели бы при кувырке. Поплавки воздействуют на вал и вращаются со скоростью вала. При этом они не успевают полностью выйти из воды, как уровень волны начинает падать, и поплавки возвращаются обратно в исходное положение. Валы же продолжают вращение по инерции и от того, что на них действуют другие поплавки, и не препятствуют возврату предыдущих поплавков в исходное положение за счет наличия обгонных муфт или храпового механизма.The buoyant force acting on the left side of the OY axis will rapidly decrease, and on the right side, the maximum buoyant force equal to the weight of the displaced water in the volume of half the cross-section of the float acts throughout the entire rotation of the float from the initial position to the angle O = 90 ^o . When turning through the angle O = 90 ^{o, the} buoyant force on the left side becomes equal to 0, and starting from the angle φ = 90 ^o , the buoyant force on the right side decreases and becomes = 0 when the rear surface 19 does not reach the axis OX from the back side of the axis OY. All this happens instantly, with acceleration, the float emerges completely from the water with acceleration. This effect is created due to the shape of the float. During the rotation, the left part of the float constantly crosses the position of unstable equilibrium and, as it were, “pumps up” the volume in the right part, completely compensating for the outlet from the water of the float during the entire rotation by an angle of 90 ^o , and therefore preserving the amount of buoyancy force in the right part. It is known from mechanics that when a force constantly acts on a body, it moves with acceleration. But such a sharp turn of the float at first is hindered by the inertia force and resistance of the shaft drive system, gears, gearbox and electric generator, which only begin to slow rotation first. Due to the simultaneous action of several floats, sufficient moment is created for the rotation of the shaft. Initially, the speed of rotation of the shafts is less than the speed of rotation of the floats, which they would have had a somersault. The floats act on the shaft and rotate at the speed of the shaft. However, they do not have time to completely get out of the water, as the wave level begins to fall, and the floats return back to their original position. The shafts continue to rotate by inertia and from the fact that other floats act on them, and do not prevent the previous floats from returning to their original position due to the presence of overrunning clutches or a ratchet mechanism.

В то время когда одни поплавки совершают холостой ход на валу, другие поплавки в это время совершают активный рабочий ход, а еще другие поплавки находятся в промежуточном состоянии. По мере нарастания оборотов вала поплавки увеличивают скорость поворота валов. При этом поплавки с каждым оборотом все больше и больше выныривают из воды, а скорость валов приближается к скорости кувырка поплавков в свободном от вала состоянии. Поплавки уже успевают полностью вынырнуть из воды до начала падения уровня волны и занять крайнее верхнее положение. В этот момент передняя поверхность 15 поплавков воздействует на подвижный упор 20, отжимает его вниз и погружается в воду. При падении уровня волны поплавки продолжают вращение к исходному положению адекватно спаду волны. While some floats are idling on the shaft, other floats are making an active stroke at this time, while other floats are in an intermediate state. As the shaft revolutions increase, the floats increase the shaft rotation speed. At the same time, the floats with each revolution more and more emerge from the water, and the speed of the shafts approaches the speed of the somersault of the floats in a state free from the shaft. The floats already have time to fully emerge from the water before the wave level begins to fall and occupy the highest position. At this moment, the front surface 15 of the floats acts on the movable stop 20, squeezes it down and immersed in water. When the wave level drops, the floats continue to rotate to their original position adequately to the wave decline.

Этому способствует разность моментов ΔM от веса объемного выступа и веса дополнительного груза. Валы вращаются уже с большей скоростью, чем поплавки, поворачивающиеся в сторону исходного положения. При этом за счет инерции движения поплавки проскакивают исходное положение и освобождают подвижный упор 20, который возвращается под действием пружины в исходное положение. В это время поплавки из-за разности моментов ΔM совершают колебательное движение обратно к исходному положению и, упираясь в подвижный упор 20, взаимодействующий с неподвижным упором 22, останавливаются в исходном положении. Далее процесс повторяется для каждого поплавка с периодичностью набегания волны, зависящей от амплитуды волны: чем выше волны, тем больше период. This is facilitated by the difference in the moments ΔM from the weight of the bulge and the weight of the additional load. The shafts are already rotating at a faster speed than the floats turning towards the starting position. In this case, due to the inertia of movement, the floats skip to their original position and release the movable stop 20, which returns under the action of the spring to its original position. At this time, because of the difference in moments ΔM, the floats oscillate back to their original position and abut against the movable stop 20 interacting with the fixed stop 22 and stop in the initial position. Next, the process is repeated for each float with a frequency of wave incidence, depending on the wave amplitude: the higher the wave, the longer the period.

При вращении валов зубчатые колеса 10, закрепленные на выходном конце валов, передают крутящий момент непосредственно зубчатому колесу на входном валу редуктора 11 (или через дополнительную повышающую зубчатую передачу). От редуктора 11 крутящий момент передается электрогенератору. Во вращении каждого вала в волновой электростанции наступает такой момент, когда от воздействия какой-то последней группы поплавков вал разгоняется до такой степени, что его скорость вращения становится равной средней скорости вращения поплавков при кувырке. Поплавки перестают воздействовать на вал на какой-то миг, и вал снова начинает терять скорость. Поплавки снова начинают воздействовать на вал и добавлять ему крутящий момент. Вал опять разгоняется, затем снова замедляется; таким образом поддерживается скорость вращения валов, близкая к скорости вращения поплавка при свободном кувырке. When the shafts rotate, the gears 10, mounted on the output end of the shafts, transmit torque directly to the gear on the input shaft of the gearbox 11 (or through an additional overdrive gear). From the gearbox 11, the torque is transmitted to the generator. In the rotation of each shaft in the wave power plant, there comes a moment when, from the influence of some last group of floats, the shaft accelerates to such an extent that its rotation speed becomes equal to the average speed of rotation of the floats during a somersault. The floats cease to act on the shaft for a moment, and the shaft again begins to lose speed. The floats again begin to act on the shaft and add torque to it. The shaft accelerates again, then decelerates again; Thus, the shaft rotation speed is maintained close to the speed of rotation of the float with a free somersault.

Для расчета мощности N_с волновой электростанции необходимо произвести сначала расчет крутящего момента, создаваемого одним поплавком. Для упрощения расчетов принимаем, что воздушное пространство внутри поплавка начинается от оси вращения, т.е. не учитываем наличие ступицы и отверстия поплавка (при этом очень незначительное увеличение крутящего момента от выталкивающей силы скомпенсируем тем, что в расчетах не будет учитываться крутящий момент, создаваемый выталкивающей силой, действующий на объемный выступ при затоплении его волной).To calculate the power N _{from a} wave power plant, it is first necessary to calculate the torque generated by a single float. To simplify the calculations, we assume that the air space inside the float starts from the axis of rotation, i.e. we do not take into account the presence of a hub and a hole in the float (at the same time, we compensate for a very slight increase in the torque from the buoyant force by the fact that the calculations will not take into account the torque created by the buoyant force acting on the bulge when it is flooded with a wave).

Рассмотрим текущее положение поплавка (фиг. 3), при котором он уже совершил поворот от исходного положения на некоторый угол φ. В этом случае затопленная часть поплавка - полуцилиндра представляет сектор с углом 180^o-φ (объемный выступ не учитываем). Центр масс этой части сектора будет располагаться в точке C_в на радиусе, делящем сектор пополам, т.е. на угле

сектора. От оси OY это составляет угол

На поплавок действует еще сила веса P, центр тяжести C_п которого расположен на радиусе, проходящем по оси симметрии поплавка (180^o : 2 = 90^o) в исходном положении. От оси OY в текущем положении это составляет угол φ. Из механики известна формула, связывающая кинетическую энергию вращательного движения (T - T_o) на угол от φ = 0 до φ работой A, выполняемой за этот же поворот от 0 до φ :(T - T_o)=A, где

где ω - скорость вращательного движения;
M - крутящий момент;
I_o - момент инерции.Consider the current position of the float (Fig. 3), in which he has already made a rotation from the initial position by some angle φ. In this case, the flooded part of the float - half cylinder represents a sector with an angle of 180 ^o -φ (we do not take into account the volumetric protrusion). The center of mass of this part of the sector will be located at point C _in a radius dividing the sector in half, i.e. on coal

sectors. From the OY axis this makes an angle

The float is also affected by the force of weight P, the center of gravity C _{p of} which is located at a radius passing along the axis of symmetry of the float (180 ^o : 2 = 90 ^o ) in the initial position. From the OY axis in the current position, this makes an angle φ. A formula is known from mechanics that relates the kinetic energy of rotational motion (T - T _o ) at an angle from φ = 0 to φ by the work A performed during the same rotation from 0 to φ: (T - T _o ) = A, where

where ω is the speed of rotational motion;
M is the torque;
I _o - moment of inertia.

Для определения работы составим сначала уравнение для крутящего момента. To determine the work, we first compose the equation for torque.

Уравнение момента, действующего на поплавок в текущем положении (при повороте на некоторый угол φ)
M_т = Qh_в - Ph_п - P_ов • h_ов + P_д • h_д = M_трен.
Для упрощения моменты, создаваемые весом объемного выступа и весом дополнительного груза в расчете не учитываем, ввиду их малости. Также не учитываем моменты от сил трения, которые на порядок меньше, чем момент от выталкивающей силы. Для сектора на угле 180^o-φ:

где γ - удельный вес воды,

Отсюда:

Тогда работа A, создаваемая действием выталкивающей силы Q и весом поплавка P на угле поворота от φ = 0 (исходное положение) до φ = 180^o (до выхода поплавка из воды), составит

После преобразования получаем

После решения получаем

Для определения мощности A/t определим время поворота поплавка на угол φ от 0^o до 180^o. Из уравнения T-T_o=A после подстановки получаем

так как при φ₀ = 0 ω₀ = 0, , а

то после подстановки получим равенство

отсюда

Так как φ = π, то уравнение мощностей будет

Рассмотрим пример расчета мощности волновой электростанции, выполненной согласно фиг. 1, 2, и 3: 3 понтона с 20 эстакадами и валами. На каждом валу 20 поплавков из алюминиевого сплава Д16Т (γ = 2,7) . Размеры поплавков: R = 1 м; l = 1 м
При толщине листа 5 мм вес поплавка P = mg = 70 кг. Сначала произведем расчет мощности для одного поплавка. При этом примем удельную плотность морской воды равной 1025 кг/м³ (исходя из средней условной плотности σ_T = 25). Исходя из уравнения (2), получим

При этом

а

При темпе волнообразования в среднем 5,5 с мощность поплавка равна
N = 60,66:5,5 = 11 кВт.The equation of the moment acting on the float in the current position (when turning through a certain angle φ)
M _t = Qh _in - Ph _p - P _s • h _s + P _d • h _d = M _tren.
To simplify, the moments created by the weight of the bulge and the weight of the additional load are not taken into account in the calculation, due to their smallness. Also, we do not take into account the moments from the friction forces, which are an order of magnitude smaller than the moment from the buoyancy force. For the sector at an angle of 180 ^o -φ:

where γ is the specific gravity of water,

From here:

Then the work A, created by the action of the buoyancy force Q and the weight of the float P at an angle of rotation from φ = 0 (initial position) to φ = 180 ^o (before the float leaves the water), will be

After the conversion, we get

After the solution we get

To determine the power A / t, we determine the time of rotation of the float at an angle φ from 0 ^o to 180 ^o . From the equation TT _o = A after substitution we obtain

since for φ ₀ = 0 ω ₀ = 0,, and

then after substitution we get the equality

from here

Since φ = π, the power equation will be

Let us consider an example of calculating the power of a wave power station made according to FIG. 1, 2, and 3: 3 pontoons with 20 overpasses and shafts. On each shaft there are 20 floats made of aluminum alloy D16T (γ = 2.7). Sizes of floats: R = 1 m; l = 1 m
With a sheet thickness of 5 mm, the weight of the float P = mg = 70 kg. First, we calculate the power for one float. In this case, we take the specific gravity of sea water equal to 1025 kg / m ³ (based on the average conditional density σ _T = 25). Based on equation (2), we obtain

Wherein

a

With an average wave formation rate of 5.5 s, the float power is
N = 60.66: 5.5 = 11 kW.

Примем итоговый КПД волновой электростанции с учетом КПД приводов и всех сил трения, в т.ч. воды, равным 0,6, тогда мощность волновой электростанции из 400 поплавков составит
N_с = 11 • 400 • 0,6=2640 кВт,
При этом волновая электростанция будет занимать площадь 53×15 ≅ 800 м². Съем мощности с 1 м² составит 2640:800=3,3 кВт/м² (сравните со съемом мощности в прототипе в 1,39 кВт или с волновыми электростанциями при использовании только воздушных турбин, где съем мощности равен 1 кВт/м²).We take the final efficiency of the wave power plant, taking into account the efficiency of the drives and all the friction forces, including water equal to 0.6, then the power of the wave power plant of 400 floats will be
N _s = 11 • 400 • 0.6 = 2640 kW,
In this case, the wave power station will occupy an area of 53 × 15 ≅ 800 m ² . The power take-off from 1 m ² will be 2640: 800 = 3.3 kW / m ² (compare with the power take-off in the prototype of 1.39 kW or with wave power plants using only air turbines, where the power take-off is 1 kW / m ² ) .

При этом следует отметить, что при большей высоте волны (свыше оси X) увеличивается выталкивающая сила и достигает суммарно максимального значения, когда поплавок будет затоплен от исходного нижнего положения на высоту 2R. В этом случае на поплавок воздействует выталкивающая сила в течение поворота поплавка не на 180^o, а на угол 270^o.It should be noted that at a higher wave height (above the X axis) the buoyancy force increases and reaches a total maximum value when the float is flooded from the initial lower position to a height of 2R. In this case, a buoyant force acts on the float during the rotation of the float, not by 180 ^° , but by an angle of 270 ^° .

При этом с момента поворота поплавка на угол 90^o (от исходного положения) на поплавок будет воздействовать неуравновешанная выталкивающая сила, равная весу воды, вытесненной в объеме всего поплавка (т.е. в 2 раза больше). Соответственно и создаваемая мощность волновой электростанции будет значительно выше приведенной в расчетах. Годовая выработка W электроэнергии, при условии работы волновой электростанции, например, 2/3 от годового фонда времени (в остальное время затишье или отсутствие волн необходимой высоты) и без учета волн большей высоты, чем высота затопляемой части поплавка на величину объемного выступа (данные о времени работы волновой электростанции необходимо взять конкретно из статистических данных метеонаблюдений для конкретной местности) составит 15417600 кВт/час = (2/3 • 2640•24•365) При цене 1 кВт/часа 100 руб. доход от электростанции будет равен 1541,76 млн. руб. в год. При среднем потреблении 30 кВт•час в месяц на одного жителя волновая электростанция обеспечит энергопотребление населенного пункта с количеством жителей 15417600: (30•12)= 42826 чел., т.е. целого городка (не считая промышленное потребление).In this case, from the moment the float rotates through an angle of 90 ^o (from the initial position), an unbalanced buoyant force equal to the weight of the water displaced in the entire float volume (i.e. 2 times more) will act on the float. Accordingly, the generated power of the wave power plant will be significantly higher than that given in the calculations. The annual generation of electricity W, provided that the wave power plant is operating, for example, 2/3 of the annual time stock (during the rest of the time there is lull or no waves of the required height) and without taking into account waves of a greater height than the height of the flooded part of the float by the value of the volume overhang (data on the operating time of the wave power station must be taken specifically from the statistical data of meteorological observations for a particular area) will be 15417600 kW / h = (2/3 • 2640 • 24 • 365) At a price of 1 kW / hour 100 rubles. income from the power plant will be equal to 1,541.76 million rubles. in year. With an average consumption of 30 kW • hour per month per inhabitant, a wave power plant will provide energy consumption for a settlement with a population of 15417600: (30 • 12) = 42826 people, i.e. the whole town (not counting industrial consumption).

Связанные в единую энергетическую сеть волновые электростанции позволят существенно сократить выработку электроэнергии, осуществляемую за счет сжигания топливных ресурсов. Исходя из данных многолетних метеонаблюдений за прибрежными волнами конкретных местностей могут быть построены волновые электростанции с различными по размерам и количеству поплавками. Wave power stations connected to a single energy network will significantly reduce the generation of electricity from the burning of fuel resources. Based on the data of long-term meteorological observations of the coastal waves of specific areas, wave power plants with floats of various sizes and numbers can be built.

При этом должна быть проведена унификация и установлен оптимальный размерный ряд электростанций (что позволяет уменьшить затраты на их изготовлении). Станции могут быть установлены на разных расстояниях от побережья. At the same time, unification should be carried out and the optimal size range of power plants should be established (which allows to reduce the cost of their manufacture). Stations can be installed at different distances from the coast.

Учитывая простоту волновой электростанции, затраты на создание их окупятся в течение года. Так, например, представленная волновая электростанция будет иметь такую укрупненную калькуляцию работ на изготовление (в ценах начала 1997 года);
3 понтона диаметром 3м, длиной 15-18 м 10 млн х 3 = 30 млн.,
20 эстакад с опорами под вал - 5 млн х 20 = 100 млн.,
20 валов - 5,5 х 20 = 110 млн.,
400 поплавков из алюм. сплава (суммарный вес 30 т) с обгонными муфтами - 0,25 х 400 = 100 млн.,
5 редукторов - 25х5 = 125 млн.,
5 генераторов - 30х5 = 150 млн.,
5 зубчатых передач 5х5 = 25 млн.,
Электрооборудование (шкафы, провода и т.д.) - 20 млн.,
Монтаж станции - 150 млн.,
Итого: 810 млн. рублей.Given the simplicity of a wave power plant, the cost of creating them will pay off within a year. So, for example, the presented wave power plant will have such an enlarged calculation of manufacturing work (at prices beginning in 1997);
3 pontoons with a diameter of 3 m, a length of 15-18 m 10 million x 3 = 30 million,
20 overpasses with supports under the shaft - 5 million x 20 = 100 million,
20 shafts - 5.5 x 20 = 110 million,
400 floats from alum. alloy (total weight 30 tons) with freewheels - 0.25 x 400 = 100 million,
5 gearboxes - 25x5 = 125 million,
5 generators - 30x5 = 150 million,
5 gears 5x5 = 25 million,
Electrical equipment (cabinets, wires, etc.) - 20 million,
Installation of the station - 150 million,
Total: 810 million rubles.

Сравнивая с годовым доходом 1541,76 млн. рублей, можно уверенно сказать, что при данной калькуляции затрат станция окупит капитальные затраты в течение года. Comparing with an annual income of 1,541.76 million rubles, we can confidently say that with this costing, the station will recoup the capital costs during the year.

Таким образом, предлагаемая волновая электростанция позволяет более эффективно превращать кинетическую энергию поднимающейся волны в потенциальную энергию выталкивающей силы, действующей на поплавки, за счет удержания поплавков в крайней нижнем положении до их полного погружения в воду и мгновенного полного преобразования этой потенциальной энергии в кинематическую энергию, причем непосредственно во вращательное движение поплавков. Съем мощности с 1 м² воды увеличивается в 2-3 раза, упрощается конструкция волновой электростанции за счет использования кинематически простых элементов, не требующих высокой точности, и применения обычных, освоенных в машиностроении деталей и покупных изделий (зубчатых передач, валов, обгонных и соединительных муфт, редукторов, генераторов).Thus, the proposed wave power plant makes it possible to more efficiently convert the kinetic energy of the rising wave into the potential energy of the buoyancy force acting on the floats by holding the floats in their lowest position until they are completely immersed in water and instantly completely convert this potential energy into kinematic energy, directly into the rotational movement of the floats. The removal of power from 1 m ^{2 of} water increases by 2-3 times, the design of the wave power plant is simplified through the use of kinematically simple elements that do not require high precision, and the use of conventional parts mastered in mechanical engineering and purchased products (gears, shafts, overruns and connecting couplings, gearboxes, generators).

Огромные морские просторы обеспечивают возможность строительства большого количества таких волновых электростанций и сократить количество теплоэлектростанций, сжигающих топливные ресурсы. Huge sea open spaces provide the opportunity to build a large number of such wave power plants and reduce the number of thermal power plants burning fuel resources.

Улучшается экологическое состояние в местах выработки электроэнергии окружающей среды. Improving the environmental situation in places of generation of environmental electricity.

Высокая окупаемость капитальных затрат (в течение 1-2 лет) делает эффективным использование финансовых ресурсов при строительстве предлагаемой волновой электростанции. High return on capital costs (within 1-2 years) makes efficient use of financial resources in the construction of the proposed wave power plant.

Claims

1. A wave power plant containing a floating housing with an electric generator, located on a horizontal shaft with the possibility of one-sided rotation of the floats, when immersed in water, they occupy an unstable equilibrium state that becomes unbalanced and accelerates rotational motion at the moment of complete immersion of the float, raising the gearbox connecting the shaft to an electric generator, characterized in that the floating body is made in the form of connected at least two narrow pontoons spaced in width and equipped with parallel to each other, overhead rails parallel to each other, coaxially mounted brackets with supports under the shaft, floats are located between the supports in series with minimum end clearances, which exclude jamming of the floats during their relative rotation, a gear wheel is installed at the output ends of the shafts connected directly with the gear a wheel on the input shaft of the gearbox or through an overdrive gear, the float is made in the form of a hollow sealed half-cylinder and is equipped with with an additional load and a volumetric protrusion located on the opposite side of the axis from the side of the axis in the form of an additional float, while the moment created by the weight of the volumetric protrusion is greater (about 5 - 10%) of the moment created by the additional load, and the moment created by buoyancy when immersed in water of one volumetric protrusion, more than the moment created by the weight of the volumetric protrusion, unbalanced effects on the float of water and air flows and friction forces at the moment the float begins to rotate.

2. The wave power plant according to claim 1, characterized in that the output ends of the adjacent racks shafts are paired or more interconnected by gearing gears with the installation of a common gearbox and electric generator, and the floats on the shafts connected to each other are located symmetrically.

3. The wave power plant according to claims 1 and 2, characterized in that the output ends of the coaxially arranged overpass shafts placed in one line are interconnected and equipped with a common gear transmission, gearbox and electric generator.

4. Wave power plant according to claims 1 to 3, characterized in that the volumetric protrusion of the floats is made integral with the half-cylinder by lengthening the circumference of the half-cylinder.

5. Wave power plant according to claims 1 to 4, characterized in that the front surface of the volumetric protrusion along the rotation of the float is made in the form of a tapering wedge.