[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2810864C1 - Device for converting kinetic energy of underwater sea currents into electricity - Google Patents

Device for converting kinetic energy of underwater sea currents into electricity Download PDF

Info

Publication number
RU2810864C1
RU2810864C1 RU2023108923A RU2023108923A RU2810864C1 RU 2810864 C1 RU2810864 C1 RU 2810864C1 RU 2023108923 A RU2023108923 A RU 2023108923A RU 2023108923 A RU2023108923 A RU 2023108923A RU 2810864 C1 RU2810864 C1 RU 2810864C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cable
rim
parachute
sails
wheels
Prior art date
Application number
RU2023108923A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ануар Райханович Кулмагамбетов
Original Assignee
Ануар Райханович Кулмагамбетов
Filing date
Publication date
Application filed by Ануар Райханович Кулмагамбетов filed Critical Ануар Райханович Кулмагамбетов
Application granted granted Critical
Publication of RU2810864C1 publication Critical patent/RU2810864C1/en

Links

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: devices for converting the kinetic energy of underwater sea currents into electricity. The device contains an electrical energy generator, with which, through a transmission device, parachute sails inserted into the flow in the direction of its movement are connected, main and auxiliary wheels, between which a cable passing through the parachute sails is stretched. The cable has clamps rigidly attached to it at equal distances, to which parachute sails are attached on one side in the direction of the current and ensuring movement of the cable. The wheels are made in the form of a rim with a longitudinal slot designed for temporary retraction, rotation inside the rim and exit of the parachute sail from the rim. The wheels are installed at a distance that allows the parachute sails to deploy, pull and roll-up. Each parachute sail contains an opening degree limiter. The longitudinal slot of the rim is made to extend along its entire outer circumference. The auxiliary wheel contains stabilizers for its position. The wheels are designed to be immersed in a water current with a rim depth of at least three times the diameter of the folded domes. The transmission device is made in the form of a trunk or flexible transmission.
EFFECT: simplifying the design of the device, increasing its mobility and durability.
11 cl, 18 dwg

Description

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в гидроэнергетических установках для выработки электроэнергии. The invention relates to the field of energy and can be used in hydropower plants to generate electricity.

Получение энергии из возобновляемых источников энергии по мере увеличения ее потребления человечеством становится все более актуальным направлением исследований последних десятилетий. Быстрое развитие ветровой и солнечной энергетики позволило нарастить генерирующие электроэнергию мощности, но ее катастрофическая зависимость от погодных условий делает ее неустойчивой. В данной работе предлагается для получения электроэнергии использовать морские течения, поскольку они:Obtaining energy from renewable energy sources as its consumption by mankind increases is becoming an increasingly relevant area of research in recent decades. The rapid development of wind and solar energy has made it possible to increase electricity generating capacity, but its catastrophic dependence on weather conditions makes it unsustainable. In this work, it is proposed to use sea currents to generate electricity, since they:

- Не задействованы в мировом энергообороте.- Not involved in global energy circulation.

- Отличаются хорошей устойчивостью.- They have good stability.

- Высокой энергоемкостью, т.к. переносят огромные объемы воды.- High energy intensity, because carry huge volumes of water.

- Присутствуют во всех частях света и морях.- Present in all parts of the world and seas.

В настоящее время наблюдаются попытки использования морских течений и морских приливов в получении электрической энергии.Currently, there are attempts to use sea currents and sea tides to generate electrical energy.

Известно устройство (1) рекуперации энергии для получения электрической энергии имеет профилированное крыло (2), расположенное вдоль потока жидкости (15), например, воздуха или воды. Упругий возвратный узел, то есть пружина (6), упруго возвращает элерон (4) в положение, в котором элерон выступает из продолжения крыла. Опорные и направляющие узлы, например, опора (7) и направляющий подшипник (9), поддерживают и направляют крыло в поступательном направлении для создания поперечного колебательного движения крыла в направлении циркуляции жидкости. Узел поддержки крыла соединен с блоком преобразования энергии, который представляет собой шатун (10) и коленчатый вал (12) (FR 2964160 А1, F03B17/00, 02.03.2012).The known energy recovery device (1) for generating electrical energy has a profiled wing (2) located along the flow of liquid (15), for example, air or water. The elastic return unit, that is, the spring (6), elastically returns the aileron (4) to the position in which the aileron protrudes from the extension of the wing. Support and guide units, for example, support (7) and guide bearing (9), support and guide the wing in the forward direction to create a transverse oscillatory movement of the wing in the direction of fluid circulation. The wing support unit is connected to an energy conversion unit, which consists of a connecting rod (10) and a crankshaft (12) (FR 2964160 A1, F03B17/00, 03/02/2012).

Указанное устройство может рассматриваться для работы с морскими течениями только в перевернутом виде – крыло в потоке течения, а вал на поверхности баржи.The specified device can be considered for working with sea currents only in an inverted form - the wing is in the current flow, and the shaft is on the surface of the barge.

Недостатками данного технического решения являются:The disadvantages of this technical solution are:

- Водный поток значительно более медленный и более мощный (при той же рабочей поверхности крыла) в сравнении с воздушным потоком. Поэтому вызвать колебательные движения крыла будет крайне сложно.- The water flow is much slower and more powerful (with the same wing surface) compared to the air flow. Therefore, it will be extremely difficult to cause oscillatory movements of the wing.

- Опора (7) в перевернутом виде станет штангой, которая должна вращать колесо (12). Однако сама штанга при таких глубинах морского течения будет весить около 400 кг, поэтому крыло должно развивать большую мощность для формирования постоянного вертикального подъема и спуска штанги. Стабильное колебание большой мощности в не стабильном потоке практически невозможно. Значительную часть в нестабильность потока вносит движение самой баржи на поверхности воды, т.к. это движение разрушает предполагаемые периодические колебания крыла.- The support (7), when turned upside down, will become a bar that should rotate the wheel (12). However, the rod itself at such depths of the sea current will weigh about 400 kg, so the wing must develop greater power to form a constant vertical rise and descent of the rod. Stable oscillation of high power in an unstable flow is practically impossible. A significant part of the instability of the flow comes from the movement of the barge itself on the surface of the water, because this movement destroys the supposed periodic oscillations of the wing.

Известна гидроэлектростанция морского течения, содержащая надводные платформы, горизонтальные и вертикальные силовые тросы с буями, закрепленные на платформах, грузы, установленные на дне и прикрепленные к буям, блоки генераторов, закрепленные на тросах, преобразователи электроэнергии, разложители воды на водород и кислород и систему управления, при этом блоки генераторов включают герметизированные генераторы электроэнергии, лопастные элементы и стабилизаторы, на тросах блоки генераторов выполнены разделенными, к горизонтальным силовым тросам прикреплены вертикальные тросы, причем преобразователь электроэнергии подключен выходами к потребителям электроэнергии, а выходы разложителя воды подключены к устройству сжижения водорода и кислорода, которые подключены к трубопроводу и потребителям водорода и кислорода, например резервуарам транспортного корабля, отличающаяся тем, что герметизированный генератор электроэнергии прикреплен к переднему обтекателю, прикрепленному к стабилизатору, лопастной элемент, выполненный спиральным, закреплен на валу генератора электроэнергии и прикреплен к заднему обтекателю, причем обтекатель и спиральный элемент выполнены с полостями, обеспечивающими заданную плавучесть, на тросах блоки генераторов разделены силовыми цилиндрами, вертикальные тросы обеспечивают движение ремонтных лифтов, причем блок генераторов подключен к информационным выпрямителям и к силовым выпрямителям, выходы которых объединены и подключены к преобразователю электроэнергии и к разложителю воды на водород и кислород, при этом блок преобразования электроэнергии в водород и кислород установлен на дне, или на надводной платформе, или на земле, причем система управления содержит цифровой процессор, устройство ввода-вывода данных и подключена к информационным датчикам и приводам системы, а также к приводам тормозов блоков генераторов (RU2405965 C1, F03B 13/10, 10.12.2010 г.).A sea current hydroelectric power station is known, containing surface platforms, horizontal and vertical power cables with buoys attached to the platforms, loads installed on the bottom and attached to the buoys, generator units attached to the cables, electricity converters, water decomposers into hydrogen and oxygen, and a control system , wherein the generator blocks include sealed electricity generators, blade elements and stabilizers, the generator blocks are made separated on the cables, vertical cables are attached to the horizontal power cables, and the electricity converter is connected with its outputs to electricity consumers, and the water decomposer outputs are connected to a hydrogen and oxygen liquefaction device which are connected to the pipeline and consumers of hydrogen and oxygen, for example the tanks of a transport ship, characterized in that the sealed electricity generator is attached to the front fairing attached to the stabilizer, the blade element, made of a spiral, is attached to the shaft of the electricity generator and attached to the rear fairing, and the fairing and the spiral element are made with cavities that provide a given buoyancy, on the cables the generator blocks are separated by power cylinders, the vertical cables ensure the movement of repair elevators, and the generator block is connected to information rectifiers and to power rectifiers, the outputs of which are combined and connected to an electricity converter and a decomposer water into hydrogen and oxygen, while the unit for converting electricity into hydrogen and oxygen is installed at the bottom, or on a surface platform, or on the ground, and the control system contains a digital processor, a data input/output device and is connected to information sensors and drives of the system, and also for brake drives of generator units (RU2405965 C1, F03B 13/10, 12/10/2010).

Недостатками указанного технического решения являются: Средняя глубина морских течений 250-300 метров. Обычная ширина – несколько десятком километров. Отсюда следствие – высокое давление воды с наличием микрокристаллов солей будет препятствовать и блокировать работу всех вращающихся частей турбин. Герметизировать генератор с вращающимся валом при таком высоком давлении крайне сложно и дорого. Тем более использование лифтов с людьми для ремонта установок практически невозможно. Водолазу погрузиться на 80 метров необходима серьезная специальная подготовка со специальным оборудованием доступная как правило военным. 300 метров это до недавнего времени предел работы подводных лодок, а не лифтов. Ремонт установки крайне сложен. Разложение воды на водород и кислород, сжижение, транспортировка пока остаются крайне сложными технологически для реализации.The disadvantages of this technical solution are: The average depth of sea currents is 250-300 meters. The usual width is several tens of kilometers. Hence the consequence is that high water pressure with the presence of salt microcrystals will interfere with and block the operation of all rotating parts of the turbines. It is extremely difficult and expensive to seal a generator with a rotating shaft at such high pressure. Moreover, using elevators with people to repair installations is almost impossible. A diver needs serious special training with special equipment to dive to 80 meters, usually available to the military. Until recently, 300 meters was the operating limit of submarines, not elevators. Repairing the installation is extremely difficult. The decomposition of water into hydrogen and oxygen, liquefaction, and transportation still remain extremely difficult technologically to implement.

Известна система (1) для выработки электроэнергии в основном за счет использования морских течений, которая содержит тело (4) вращения, имеющее переднюю входную сторону (2) и заднюю выходную сторону (3), по меньшей мере, один элемент (6) передачи, соединяющий входную сторону (2) с генератором (5) и проходящий в направлении входной стороны от по существу цилиндрического узкого участка (7), по меньшей мере, один участок (8, 9), сужающийся в виде конуса и/или луковицы, при этом узкий участок имеет расположенные с промежутками друг от друга по окружности турбинные лопатки (10), которые выполнены с возможностью обеспечения вращения тела вращения, свободный передний конец которого прикреплен к элементу передачи (6) и служит для передачи движения вращения на генератор (5), а внутренняя поверхность внешней стенки (17) тела вращения имеет лопатки (18), расположенные по окружности и предназначенные для устранения трения, создаваемого находящейся внутри тела вращения жидкостью (19) (RU2287717 С2, F03B 13/00, 20.11.2006 г.).A known system (1) for generating electricity mainly through the use of sea currents, which contains a body (4) of rotation having a front input side (2) and a rear output side (3), at least one transmission element (6), connecting the input side (2) with the generator (5) and extending in the direction of the input side from the essentially cylindrical narrow section (7), at least one section (8, 9) tapering in the form of a cone and/or bulb, wherein the narrow section has turbine blades (10) located at intervals from each other along the circumference, which are configured to provide rotation of the rotating body, the free front end of which is attached to the transmission element (6) and serves to transmit rotational motion to the generator (5), and the inner surface of the outer wall (17) of the rotation body has blades (18) located around the circumference and designed to eliminate friction created by the liquid (19) located inside the rotation body (RU2287717 C2, F03B 13/00, 11/20/2006).

Предлагаемая система интересна, для поверхностных течений, но для обычных морских течений, которые имеют среднюю глубину 250-300 метров, имеет ряд недостатков:The proposed system is interesting for surface currents, but for ordinary sea currents, which have an average depth of 250-300 meters, it has a number of disadvantages:

- При поверхностном течении (глубина до 40 метров) все отверстия между лопатками будут забиты водорослями и морским мусором.- In a surface current (depth up to 40 meters), all holes between the blades will be clogged with algae and marine debris.

- Для глубин 350 метров штанга 6 для получения большого вращающего момента должна быть прочной, а, следовательно, металлической. Такой же прочной должна быть и все вращающееся тело конструкции 4. По аналогии с буровой установкой при передаче энергии вращения от установки на вращающийся бур прочность ствола должна выдерживать заданный вращающийся момент с запасом и не скручиваться и деформироваться. При такой глубине 350 метров, диаметре штанги 6 порядка 80 мм и мощности 100 кВт (м) вес конструкции будет около 1000 кг, и она займет вертикальное положение и перестанет вращаться. Средняя скорость морского течения порядка 0,5м/ сек. Для увеличения ее подъемной силы необходимо увеличивать площадь, а это автоматически увеличивает ее вес и вес штанги 6. - For depths of 350 meters, rod 6 must be strong, and therefore metal, to obtain high torque. The entire rotating body of structure 4 must be just as strong. By analogy with a drilling rig, when transferring rotational energy from the installation to a rotating drill, the strength of the barrel must withstand a given rotating moment with a margin and not twist or deform. With such a depth of 350 meters, a diameter of rod 6 of about 80 mm and a power of 100 kW (m), the weight of the structure will be about 1000 kg, and it will take a vertical position and stop rotating. The average speed of the sea current is about 0.5 m/sec. To increase its lifting force, it is necessary to increase the area, and this automatically increases its weight and the weight of the bar 6.

- Подводное расположение генератора и аккумулятора энергии при глубине ниже течения приведет к значительным затратам – частое и проблемное поднятие всей конструкции для технического обслуживания. Давление более 30 атм. Делает крайне сложным строительство и обслуживание сопутствующих придонных устройств, а глубины будут еще большие, т.к. все строится ниже течения.- The underwater location of the generator and energy accumulator at a depth below the current will lead to significant costs - frequent and problematic lifting of the entire structure for maintenance. Pressure more than 30 atm. Makes it extremely difficult to construct and maintain associated bottom devices, and the depths will be even greater, because everything is built downstream.

Известно устройство получения электроэнергии от подводных морских течений , содержащее приемный неметаллический трубопровод, магниты, расположенные на трубопроводе металлические электроды, расположенные в трубопроводе, отличающееся тем, что устройство снабжено электромагнитами, установленными на трубопроводе, магниты выполнены подковообразными, при этом приемный трубопровод разделен на две ветви, в которых установлены металлические электроды, а изолированные электроды выведены на сушу и подключены к инвертору (RU 2735039 С1, F03B 13/00, 27.10.2020 г.).A device for generating electricity from underwater sea currents is known, containing a receiving non-metallic pipeline, magnets, metal electrodes located on the pipeline, located in the pipeline, characterized in that the device is equipped with electromagnets installed on the pipeline, the magnets are horseshoe-shaped, while the receiving pipeline is divided into two branches , in which metal electrodes are installed, and the insulated electrodes are brought to land and connected to the inverter (RU 2735039 C1, F03B 13/00, 10/27/2020).

Способ интересен, но имеет свои недостатки и это, прежде всего, малая мощность. Потенциал, накапливаемый на электродах, в результате разделения ионов снимается через токопроводящий провод и подается на поверхность. Для получения большей энергии, достаточной хотя бы для бытовых нужд нескольких домов, потребуется строительство сети трубопроводов с установкой мощных магнитов. А мощное магнитное поле можно получить с помощью электроэнергии. Применение неодимовых магнитов (самых мощных не потребляющих энергию) недостаточно.The method is interesting, but it has its drawbacks and, first of all, it is low power. The potential accumulated on the electrodes, as a result of ion separation, is removed through a conductive wire and supplied to the surface. To obtain more energy, sufficient for at least the domestic needs of several houses, it will be necessary to build a network of pipelines with the installation of powerful magnets. A powerful magnetic field can be obtained using electricity. The use of neodymium magnets (the most powerful and do not consume energy) is not enough.

Известна энергоустановка для преобразования энергии течения воздушных или водных потоков, содержащая вал отбора мощности, с которым через подвижную ось кинематически связано введенное в поток по направлению его движения крыло или аэродинамический профиль, отличающаяся тем, что вал отбора мощности выполнен в виде коленвала, причем крыло или аэродинамический профиль связано с этим коленвалом стропой, а непосредственно у крыла стропа имеет вспомогательные заднюю и переднюю стропы (уздечки) с функцией ограничения угла атаки, также содержит устройство управления углом атаки от минимального до максимального уровня, выполненное с возможностью перемещать подпружиненную ось относительно центра приложения аэродинамических сил в зависимости от направления движения коленвала и как следствие от напора воздушной или водной среды (RU 2492355 С1, F03D 5/06, 10.09.2013г.).A power plant for converting the energy of air or water flows is known, containing a power take-off shaft, with which a wing or aerodynamic profile inserted into the flow in the direction of its movement is kinematically connected through a moving axis, characterized in that the power take-off shaft is made in the form of a crankshaft, and the wing or the airfoil is connected to this crankshaft by a sling, and directly at the wing the sling has auxiliary rear and front slings (bridles) with the function of limiting the angle of attack, and also contains a device for controlling the angle of attack from the minimum to the maximum level, made with the ability to move the spring-loaded axis relative to the center of application of the aerodynamic forces depending on the direction of movement of the crankshaft and, as a consequence, on the pressure of the air or water medium (RU 2492355 C1, F03D 5/06, 09/10/2013).

Недостатками указанного технического решения являются:The disadvantages of this technical solution are:

- Устройство будет работать в стабильном ламинарном потоке, которого в природе практически нет. Он может возникнуть кратковременно. При турбулентном потоке все будет закручено потоком и упадет на землю.- The device will operate in a stable laminar flow, which practically does not exist in nature. It may occur briefly. In a turbulent flow, everything will be swirled by the flow and fall to the ground.

- В водной среде поток более стабилен, но течение протекает глубоко, а не как на чертеже – поверхностное. При глубоком течении возникает по сути 2 потока: стоячий (медленный) верхний и более быстрый – само морское течение. В более быстром течении возмущения в потоке периодически возникают из-за неравномерности структуры дна (подводные горы, ущелья и т.д.); пересечения и смешивания с другими, более слабыми потоками; движения стай рыб. Крыло очень чувствительное к направлению и силе потока, легко может потерять натяжение троса и «свалиться в штопор», натяжение троса всегда должно быть стабильным.- In the aquatic environment, the flow is more stable, but the current flows deep, and not, as in the drawing, superficial. With a deep current, essentially 2 flows arise: a standing (slow) upper one and a faster one - the sea current itself. In faster flows, disturbances in the flow periodically arise due to the unevenness of the bottom structure (seamounts, gorges, etc.); intersections and mixing with other, weaker flows; movements of schools of fish. The wing is very sensitive to the direction and strength of the flow; it can easily lose cable tension and “fall into a tailspin.” The cable tension must always be stable.

- Колебания самой баржи и буя на водной поверхности внесет возмущения, достаточные для полной дестабилизации работы устройства.- Vibrations of the barge itself and the buoy on the water surface will introduce disturbances sufficient to completely destabilize the operation of the device.

- Дополнительная потеря энергии на второй половине оборота коленвала, что ухудшает энергетические характеристики устройства.- Additional energy loss in the second half of the crankshaft revolution, which worsens the energy characteristics of the device.

Наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению является устройство для преобразования кинетической энергии воздушных и водных потоков. Изобретение относится к устройству, которое производит электрическую энергию с помощью возвратно-поступательной парашютной системы. Содержит рычаг, на каждом конце которого расположены по два лопастных колеса, по концу которых проходит натянутый трос. Когда трос находится в действии, он придает колесам вращательное движение. К этому тросу прикреплено несколько парашютов. Эти парашюты надуваются, затем приводят в движение трос, который, в свою очередь, приводит в движение колеса, затем они совершают вращательное движение, которое передается с помощью зубчатого ремня на генераторы высокого напряжения, которые должны производить энергию. (FR 2736101 A1, 03.01.1997, F03D3/02)The closest analogue to the claimed invention is a device for converting the kinetic energy of air and water flows. The invention relates to a device that produces electrical energy using a reciprocating parachute system. It contains a lever, at each end of which there are two bladed wheels, along the end of which a tensioned cable passes. When the cable is in action, it gives the wheels a rotating motion. Several parachutes are attached to this cable. These parachutes are inflated, then driven by a cable, which in turn drives the wheels, then they perform a rotational motion, which is transmitted via a timing belt to the high voltage generators that must produce the power. (FR 2736101 A1, 01/03/1997, F03D3/02)

Основными недостатками данного изобретения являются:The main disadvantages of this invention are:

Парашют, который не будет двигаться в «надутом состоянии» так, как нарисовал его автор. Парашют закрутит в трубочку, сам купол и стропы поскольку:A parachute that will not move in the “inflated state” the way the author drew it. The parachute will twist into a tube, the canopy itself and the lines because:

- В водном потоке всегда присутствует турбулентность, а мягкая ткань купола (без жестких направляющих) под воздействием небольших потоков воды легко сомнется, т.к. вес воды значительно превышает вес купола;- There is always turbulence in the water flow, and the soft fabric of the dome (without hard guides) under the influence of small flows of water will easily wrinkle, because the weight of the water significantly exceeds the weight of the dome;

- В центре купола отсутствует отверстие, которое должно пропускать поток воды и стабилизировать положение купола. Внутри купола будет повышенное давление воды, и она будет «перетекать» через край купола и именно через тот край, который окажется немного короче (как из наполненной чашки в поезде) и этот поток вытекающего из купола потока и закрутит его. - There is no hole in the center of the dome, which should allow water flow and stabilize the position of the dome. Inside the dome there will be increased water pressure, and it will “flow” over the edge of the dome and precisely through the edge that turns out to be a little shorter (like from a filled cup on a train) and this flow of flow flowing out of the dome will spin it.

- Эти факторы будут одновременно действовать на все парашюты и не дадут им развернуться.- These factors will simultaneously act on all parachutes and will not allow them to deploy.

Прохождение комка купола (и сложенного тоже) через прорезь крестовины невозможно, т.к. прорезь зацепит либо сам купол, либо его стропы. Выступающие острые края крестовины фиг. 5 зацепят и в лучшем случае как спица «навяжут» дополнительные узлы. А попадание водорослей в центр купола полностью застопорит движение троса. The passage of a lump of a dome (and a folded one too) through the slot of the crosspiece is impossible, because the slot will hook either the canopy itself or its lines. The protruding sharp edges of the crosspiece fig. 5 will hook and, at best, like a knitting needle, they will “tie” additional knots. And if algae gets into the center of the dome, it will completely stop the movement of the cable.

Крестовины расположены на жестком основании и держат трос в натянутом состоянии. Сила, с которой он будет натянут, будет довольно высокой, поскольку хаотичные поперечные колебательные движения наполненных водой парусов будут приводить к резким поперечным рывкам, что неминуемо приведет к соскакиванию троса с крестовины. Кроме того, поперечные колебания натянутого троса быстро его перетрут за счет его колебаний в разъеме крестовины фиг. 5.The crosspieces are located on a rigid base and keep the cable taut. The force with which it will be pulled will be quite high, since the chaotic transverse oscillatory movements of the sails filled with water will lead to sharp transverse jerks, which will inevitably lead to the cable jumping off the crosspiece. In addition, the transverse vibrations of the tensioned cable will quickly fray it due to its vibrations in the connector of the crosspiece Fig. 5.

Количество парусов ограничено, поскольку сила F = m x a поперечного рывка пропорциональна массе (m) и ускорению (a) и даже для одного парашюта радиусом R, например, 2 метра масса полусферы парашюта составит – The number of sails is limited, since the force F = m x a of the transverse jerk is proportional to the mass (m) and acceleration (a) and even for one parachute with a radius R, for example, 2 meters, the mass of the parachute hemisphere will be -

m = g x V = g х (2/3x (3,14 x R3) = m = gx V = g x (2/3x (3.14 x R 3 ) =

= 1000 х 0,66 х 3,14 х 23 = 16,6 тонн= 1000 x 0.66 x 3.14 x 2 3 = 16.6 tons

где g – плотность воды равна 1000 кг/м3.,where g is the density of water equal to 1000 kg/m3.,

х – знак умножения, x – multiplication sign,

а – ускорение (возникает при любой турбулентности и увеличивает силу F). a – acceleration (occurs during any turbulence and increases force F).

Одновременное движение нескольких парашютов способно не только легко сорвать трос с вилки крестовины, перетереть трос, но и согнуть валы трансмиссии и сами лопасти крестовин.The simultaneous movement of several parachutes can not only easily tear the cable from the crosspiece fork, fray the cable, but also bend the transmission shafts and the crosspiece blades themselves.

Размещение под водой электрогенератора и трансмиссий, увеличивающих передаточное число для подачи вращающего момента на генератор, значительно усложняют, ведет к удорожанию обслуживания и сокращению срока эксплуатации устройства, поскольку морская вода – агрессивная среда.Placing an electric generator and transmissions underwater that increase the gear ratio to supply torque to the generator is significantly more complicated, leads to higher maintenance costs and a shorter service life of the device, since sea water is an aggressive environment.

Технической проблемой, на решение которой направлено заявленное изобретение, является создание устройства для преобразования кинетической энергии подводных морских течений в электроэнергию, в котором все сложные технические элементы, такие как генератор, подшипники, коробки передач, замкнутые полости с трущимися частями, электрические разъемы, были вынесены за пределы агрессивной водной среды и который не имеет указанных выше недостатков.The technical problem to which the claimed invention is aimed is the creation of a device for converting the kinetic energy of underwater sea currents into electricity, in which all complex technical elements, such as a generator, bearings, gearboxes, closed cavities with rubbing parts, electrical connectors, were removed outside the aggressive aquatic environment and which does not have the above disadvantages.

Техническим результатом заявленного изобретения является упрощение конструкции устройства для преобразования кинетической энергии подводных морских течений в электроэнергию и повышение его мобильности и долговечности за счет исключения коррозии в его основных элементах, особенно с трущимися поверхностями. The technical result of the claimed invention is to simplify the design of a device for converting the kinetic energy of underwater sea currents into electricity and increase its mobility and durability by eliminating corrosion in its main elements, especially with rubbing surfaces.

Технический результат заявленного изобретения достигается тем, что устройство для преобразования кинетической энергии подводных морских течений в электроэнергию, содержащее генератор электрической энергии, с которым посредством передаточного устройства связаны введенные в поток по направлению его движения аэродинамические профили, два колеса: основное и вспомогательное, между которыми натянут трос, на котором на равном расстоянии установлены жестко закрепленные к нему фиксаторы, проходящий через аэродинамические профили, выполненные в виде парусов-парашютов, прикрепленных к упомянутым фиксаторам с одной стороны в направлении морского течения и обеспечивающих перемещение троса, колеса выполнены в виде обода с продольной щелью, предназначенной для временного втягивания, прокручивания внутри обода и выхода из обода паруса-парашюта, при этом основное и вспомогательное колеса установлены на расстоянии, позволяющем парусам-парашютам осуществлять движение, включающее: разворачивание, тягу и сворачивание, согласно изобретению каждый парус-парашют содержит ограничитель степени раскрытия при движении потока, при этом продольная щель обода выполнена проходящей по всей его внешней окружности, вспомогательное колесо содержит стабилизаторы его положения в процессе движения, причем упомянутые колеса выполнены с возможностью их погружения в водное течение при глубине обода не менее трех диаметров сложенных куполов, а передаточное устройство выполнено в виде ствола или гибкой передачи.The technical result of the claimed invention is achieved by the fact that a device for converting the kinetic energy of underwater sea currents into electricity, containing an electrical energy generator, with which, through a transmission device, aerodynamic profiles introduced into the flow in the direction of its movement are connected, two wheels: the main and auxiliary, between which a cable on which clamps rigidly attached to it are installed at equal distances, passing through aerodynamic profiles made in the form of parachute sails attached to the said clamps on one side in the direction of the sea current and ensuring movement of the cable, the wheels are made in the form of a rim with a longitudinal slot , designed for temporary retraction, scrolling inside the rim and exiting the rim of the parachute sail, while the main and auxiliary wheels are installed at a distance allowing the parachute sails to carry out movement, including: deployment, traction and folding, according to the invention, each parachute sail contains a limiter the degree of opening when the flow moves, while the longitudinal slot of the rim is made to extend along its entire outer circumference, the auxiliary wheel contains stabilizers of its position during movement, and the mentioned wheels are made with the ability to be immersed in the water flow with a rim depth of at least three times the diameter of the folded domes, and the transmission device is made in the form of a barrel or flexible transmission.

Кроме того, трос выполнен с двусторонними зубьями или с круговыми зубьями. In addition, the cable is made with double-sided teeth or circular teeth.

Кроме того, каждый парус-парашют выполнен из цельного полотна прочной ткани с вшитыми гибкими продольными направляющими и прикреплен к упомянутым фиксаторам стропами.In addition, each parachute sail is made of a single piece of durable fabric with sewn-in flexible longitudinal guides and is attached to the mentioned clamps with slings.

Кроме того, на внутренней поверхности щели обода сделаны выпуклые металлические неровности для улучшения сцепление троса с ободом. In addition, convex metal bumps are made on the inner surface of the rim slot to improve the grip of the cable on the rim.

Кроме того, каждый парус-парашют выполнен из металлических или пластиковых лепестков, имеющих продольный изгиб и расположенных со смещение внутрь через один.In addition, each parachute sail is made of metal or plastic petals that have a longitudinal bend and are offset inward, one at a time.

Кроме того, в верхней части каждого паруса-парашюта выполнено сквозное отверстие для стабилизации его положения относительно троса с возможностью его перекрытия решеткой, причем внутри каждого паруса-парашюта расположено конусное кольцо.In addition, in the upper part of each parachute sail there is a through hole to stabilize its position relative to the cable with the possibility of covering it with a lattice, and a conical ring is located inside each parachute sail.

Кроме того, ограничители степени раскрытия выполнены в виде эластичных колец или строп из прочного эластичного материала.In addition, the degree of opening limiters are made in the form of elastic rings or slings made of durable elastic material.

Кроме того, на тросе установлен по меньшей мере один аварийный шарик, выполненный с возможностью подъема троса на поверхность.In addition, at least one emergency ball is installed on the cable, configured to lift the cable to the surface.

Кроме того, стабилизаторы выполнены по горизонтали в виде шара с газовым наполнением и/или паруса-парашюта.In addition, the stabilizers are made horizontally in the form of a gas-filled ball and/or a parachute sail.

Кроме того, стабилизаторы выполнены по вертикали в виде буя.In addition, the stabilizers are made vertically in the form of a buoy.

Кроме того, гибкая передача представляет собой зубчатый ремень или цепную передачу.In addition, the flexible transmission is a timing belt or chain transmission.

Изобретение поясняется чертежами, где:The invention is illustrated by drawings, where:

На фиг. 1 показана общая схема устройства преобразования кинетической энергии подводных морских течений в электроэнергию.In fig. Figure 1 shows a general diagram of a device for converting the kinetic energy of underwater sea currents into electricity.

На фиг. 2 показан срез профиля обода колеса.In fig. Figure 2 shows a section of the wheel rim profile.

На фиг. 3 показан конус «Паруса».In fig. Figure 3 shows the “Sails” cone.

На фиг. 4 показана схема передачи крутящего момента на вертикальный ствол.In fig. Figure 4 shows a diagram of the transmission of torque to a vertical shaft.

На фиг. 5 показана баржа с генератором с двойной тягой ствола. In fig. Figure 5 shows a barge with a generator with a double shaft thrust.

На фиг. 6 схема варианта размещения стабилизатора 23.In fig. 6 diagram of the placement option for stabilizer 23.

На фиг. 7 показан вертикальный стабилизатор для вертикального и горизонтального расположения вспомогательного колеса, вид поперек течения.In fig. Figure 7 shows a vertical stabilizer for vertical and horizontal placement of the auxiliary wheel, viewed across the stream.

На фиг. 8 показаны варианты передачи крутящего момента.In fig. 8 shows torque transmission options.

На фиг. 9 показан фрагмент карты с течением. In fig. Figure 9 shows a fragment of a map with a current.

На фиг. 10 показан фрагмент троса 3 и круговые зубья 28.In fig. 10 shows a fragment of cable 3 and circular teeth 28.

На фиг. 11 показан фрагмент троса 3 и с двусторонними зубьями 27.In fig. Figure 11 shows a fragment of cable 3 with double-sided teeth 27.

На фиг. 12 показан конус «Лепесток», сдвиг лепестков при сборе и примеры лепестков.In fig. Figure 12 shows the “Petal” cone, the shift of the petals during collection and examples of petals.

На фиг. 13-14 показаны примеры лепестков.In fig. 13-14 show examples of petals.

На фиг. 15 показан конус «Лепесток», вид сбоку.In fig. Figure 15 shows the “Petal” cone, side view.

На фиг. 16 показан ограничитель, вид с точки А.In fig. Figure 16 shows the limiter, view from point A.

На фиг. 17 показан конус «Лепесток» со стропами с носовым фиксатором на тросе.In fig. 17 shows the “Petal” cone with slings with a bow clamp on a cable.

На фиг.18 показан конус «Лепесток» с ограничителем и носовым фиксатором.Figure 18 shows the “Petal” cone with a limiter and a nose clip.

На фиг. 1 показана общая схема предлагаемого подводного устройства. Оно включает два колеса - основное 1 и вспомогательное 2. Между колесами натянут трос с круговыми зубьями 28 или зубчатый трос 27 с двусторонними зубьями фиг. 11, в дальнейшем будем называть тросом. Это зависит от нагрузок, размеров конструкции, мощности и глубины течения и т.д. На тросе 3 на равном расстоянии между собой установлены фиксаторы 4, жестко закрепленные к тросу. Трос 3 проходит через тканевый «парус-парашют» 5, выполненный из цельного полотна прочной ткани, например, парашютная ткань армированная кевларовой или углеродно-волоконной нитью, синтетические ткани, полиакрил, полиэстр, в дальнейшем будем говорить «Парус», который стропами 7 крепится к фиксаторам 4. Все «Паруса» крепятся с одной стороны от фиксаторов – в направлении течения 11. В верхней части «Паруса», как в обычном парашюте, сделано сквозное отверстие 6, которое стабилизирует положение «Паруса» относительно троса за счет направления части потока воды через это отверстие 6. При слабом течении «Паруса» работают без сквозного отверстия. В «Паруса» вшиваются гибкие продольные направляющие как у зонта различной длины. На фиг. 15, 17-18 показаны примеры «Парусов», состоящие из лепестков (по аналогии с цветком Ромашкой), которые могут изготавливаться из различных легких и прочных материалов, таких как алюминий, углепластик и др. прочные синтетические соединения. Лепестки имеют продольный изгиб для прочности и как показано на фиг. 12 (на примере 6-ти лепестков) три из них, через один немного сдвинуты внутрь и имеют небольшие боковые усики (не показаны). Это сделано для того, чтобы внутренние лепестки всегда уходили при складывании под внешние лепестки. Могут быть 4-х, 8-ми и более лепестковые конструкции «Паруса». На фиг. 15, 17-18 показаны носовые фиксаторы 29 «Паруса» к тросу, к ним же крепятся раскрывающиеся лепестки. В качестве ограничителя степени раскрытия лепестков (упор) при движении потока воды выступают эластичные кольца 30 или стропы из прочного эластичного материала, например, синтетические ткани, полиакрил, полиэстр. Кольца 30 изготавливаются из гибкого и прочного материала, например, из такого как углеродное волокно. При полном раскрытии лепестков между ними могут быть щели, через которые вода будет проходить, создавая турбулентный поток, это не помешает работе устройства. При движении в обратном направлении – от вспомогательного кольца к основному лепестки легко складываются под напором встречного водного течения.In fig. Figure 1 shows a general diagram of the proposed underwater device. It includes two wheels - the main 1 and the auxiliary 2. A cable with circular teeth 28 or a gear cable 27 with double-sided teeth is stretched between the wheels, Fig. 11, in what follows we will call it a cable. It depends on the loads, the size of the structure, the power and depth of the flow, etc. On the cable 3, clamps 4 are installed at an equal distance from each other, rigidly attached to the cable. The cable 3 passes through a fabric “parachute sail” 5, made of a single piece of durable fabric, for example, parachute fabric reinforced with Kevlar or carbon fiber thread, synthetic fabrics, polyacrylic, polyester, in the future we will say “Sail”, which is attached with slings 7 to the clamps 4. All “Sails” are attached on one side of the clamps - in the direction of the flow 11. In the upper part of the “Sails”, as in a conventional parachute, a through hole 6 is made, which stabilizes the position of the “Sails” relative to the cable by directing part of the flow water through this hole 6. In weak currents, “Sails” operate without a through hole. Flexible longitudinal guides, like those of an umbrella, of varying lengths are sewn into “Sails”. In fig. 15, 17-18 show examples of “Sails”, consisting of petals (by analogy with the Chamomile flower), which can be made from various light and durable materials, such as aluminum, carbon fiber and other durable synthetic compounds. The petals have a longitudinal bend for strength and, as shown in Fig. 12 (for the example of 6 petals), three of them, after one, are slightly shifted inward and have small lateral antennae (not shown). This is done so that the inner petals always go under the outer petals. There may be 4, 8 or more petal “Sail” designs. In fig. 15, 17-18 show the bow clamps 29 “Sails” to the cable, and the drop-down petals are attached to them. Elastic rings 30 or slings made of durable elastic material, for example, synthetic fabrics, polyacrylic, polyester, act as a limiter on the degree of opening of the petals (stop) during the movement of water flow. The rings 30 are made from a flexible and durable material such as carbon fiber. When the petals are fully opened, there may be gaps between them through which water will pass, creating a turbulent flow, but this will not interfere with the operation of the device. When moving in the opposite direction - from the auxiliary ring to the main one, the petals easily fold under the pressure of the oncoming water current.

Для простоты назовем «Кольцом» всю представленную на фиг. 1 замкнутую схема движения «Парусов». Колеса 1 и 2 напоминают велосипедный обод фиг. 2, в который, складываясь, входит «Парус» 12 и выходит уже сложенный «Парус» 13. Расстояние между колесами можно разделить на 3 не равные части, соответствующих этапам движения «Парусов»: разворачивания 8, тяги 9, сворачивание 10. Внутри «Паруса» см. фиг. 3 располагается конусное кольцо 16, а отверстие 6 перекрыто решеткой 17 свободно пропускающее воду, но задерживающее фиксатор 4. For simplicity, we will call the entire system presented in Fig. “Ring”. 1 closed circuit of the “Sails” movement. Wheels 1 and 2 resemble the bicycle rim of Fig. 2, into which, when folded, “Sail” 12 enters and the already folded “Sail” 13 comes out. The distance between the wheels can be divided into 3 unequal parts, corresponding to the stages of movement of the “Sails”: unfolding 8, thrust 9, folding 10. Inside “ Sails" see fig. 3 there is a conical ring 16, and the hole 6 is blocked by a grid 17 that allows water to pass freely, but retains the retainer 4.

В разрезе обода фиг. 2 показан примерный размер сечения обода колеса и сложенного «Паруса» 5. Показана продольная щель 15, проходящая по всей внешней окружности обода колеса и предназначенная для временного втягивания «Паруса», прокручивания внутри обода и выхода «Паруса» из обода. Показан трос 3 и глубина d обода. Внутренняя сторона обода имеет выступы, соответствующие кольцевым зубьям ремня – троса, которые ограничивают проскальзывание троса в ободе. In the section of the rim Fig. Figure 2 shows the approximate size of the cross-section of the wheel rim and the folded “Sail” 5. A longitudinal slot 15 is shown, running along the entire outer circumference of the wheel rim and intended for temporarily retracting the “Sail”, scrolling inside the rim and exiting the “Sail” from the rim. Cable 3 and rim depth d are shown. The inner side of the rim has protrusions corresponding to the annular teeth of the belt - cable, which limit the slipping of the cable in the rim.

Увеличенная глубина обода d обеспечивает запас хода троса 3 внутри обода вспомогательного колеса 2, необходимый при спуске «Кольца» под воду, когда течение еще не увлекает его за собой. Поскольку спуск «Кольца» начинается со спуска утяжеленного вспомогательного колеса 2, то его сила тяжести обеспечивает необходимое натяжение и не позволяет тросу выскочить из обода. The increased depth of the rim d provides the power reserve of the cable 3 inside the rim of the auxiliary wheel 2, which is necessary when lowering the “Ring” under water, when the current does not yet carry it along with it. Since the descent of the “Ring” begins with the descent of the weighted auxiliary wheel 2, its gravity provides the necessary tension and does not allow the cable to jump out of the rim.

В процессе погружения «Кольца» все купола «Парусов» собраны и плотно привязаны к тросу 3 водорастворимой веревкой, например, бумажной. На тросе внутри обода обоих колец в точках входа и выхода троса устанавливаются водорастворимый шары, которые временно фиксируют трос внутри обода и не дают ему выскочить из зацепления при погружении устройства в воду. Водорастворимые шары могут изготавливаться, например, из водорастворимого клея и мелко нарезанной бумаги. Время распада такой смеси зависит от пропорций клея и бумаги (опилок) и размера кусочков бумаги (опилок). Время растворения временных креплений рассчитывается исходя из времени доставки «Кольца» на заданную глубину в течение. Далее вода начнет растворять эти крепления и ослабит их, а давление воды течения развернет «Паруса» и освободит «Кольцо» из зацепления и устройство заработает. During the immersion of the “Ring”, all the domes of the “Sails” are assembled and tightly tied to cable 3 with a water-soluble rope, for example, paper. Water-soluble balls are installed on the cable inside the rim of both rings at the entry and exit points of the cable, which temporarily fix the cable inside the rim and prevent it from jumping out of gear when the device is immersed in water. Water-soluble balls can be made, for example, from water-soluble glue and finely chopped paper. The disintegration time of such a mixture depends on the proportions of glue and paper (sawdust) and the size of the pieces of paper (sawdust). The dissolution time of temporary fastenings is calculated based on the time of delivery of the “Ring” to a given depth during. Next, the water will begin to dissolve these fasteners and weaken them, and the pressure of the water current will unfurl the “Sails” and release the “Ring” from engagement and the device will work.

Для предотвращения потери троса с «Парусами» при соскальзывании троса с колец и погружения «Кольца» на глубину, на тросе установлен небольшой аварийный шарик/шарики. Оболочка шарика 24 при достижении падающего троса заданной глубины (например, 500 метров) при увеличении давления воды лопается, включается радиомаяк, и внутренняя эластичная оболочка надувается газом, который поднимает трос с «Парусами» на поверхность (аналогия с подушкой безопасности на автомобиле). To prevent the loss of the cable with the “Sails” when the cable slips from the rings and the “Ring” sinks to depth, a small emergency ball/balls are installed on the cable. The shell of the ball 24, when the falling cable reaches a given depth (for example, 500 meters) with increasing water pressure, bursts, the radio beacon turns on, and the internal elastic shell is inflated with gas, which lifts the cable with “Sails” to the surface (analogous to an airbag on a car).

На фиг. 4 показана схема передачи крутящего момента от движения «Парусов» от основного колеса 1 через ствол 18 наверх, к барже 19. На барже фиг. 5 показана коробка передач 20 и генератор электроэнергии 21. Ствол опускается с борта баржи в расширенный проем палубы (как у катамарана). Это позволяет опускать и поднимать ствол, а также дает возможность стволу отклоняться в стороны, не причиняя вред палубе. In fig. 4 shows a diagram of the transmission of torque from the movement of the “Sails” from the main wheel 1 through the shaft 18 upward to the barge 19. On the barge of FIG. 5 shows a gearbox 20 and an electric power generator 21. The barrel is lowered from the side of the barge into an expanded deck opening (like a catamaran). This allows the barrel to be lowered and raised, and also allows the barrel to swing outward without causing damage to the deck.

На фиг. 8 представлен вариант передачи крутящего момента на баржу 19 посредством двух независимой альтернативных вариантов гибкой передачи: зубчатые ремни 27 или цепной передачи при небольшой (до 7 метров) глубине течения. Крутящий момент передается от дополнительного утяжеленного колеса - маховика 26 на вал 31, расположенный на палубе баржи 19. Маховик 26 жестко «сидит» на одном валу с основным колесом 1. Увеличенный вес маховика позволяет решать две задачи: обеспечить необходимое натяжение троса и сглаживать колебания скорости вращения основного колеса 1. На фиг. 8 показаны два аварийных шара 24, предназначенные для аварийного поднятия троса 3 с «Парусами» при его отрыве и падении вглубь моря. In fig. 8 shows an option for transmitting torque to a barge 19 through two independent alternative flexible transmission options: toothed belts 27 or a chain drive at a shallow (up to 7 meters) flow depth. Torque is transmitted from an additional weighted wheel - flywheel 26 to shaft 31, located on the deck of barge 19. Flywheel 26 sits rigidly on the same shaft with the main wheel 1. The increased weight of the flywheel allows solving two problems: providing the necessary cable tension and smoothing out speed fluctuations rotation of the main wheel 1. In Fig. Figure 8 shows two emergency balloons 24, designed for emergency lifting of cable 3 with “Sails” when it comes off and falls deep into the sea.

Система стабилизации. На фиг. 5 представлена общая схема всего устройства с передачей крутящего момента через ствол 18. В процессе движения «Кольца» вспомогательное колесо 2 в зависимости от мощности и уровня турбулентности течения может перемещаться в пространстве течения, что может дестабилизировать и нарушить работу «Кольца». Стабилизация положения вспомогательного колеса 2 в «Кольце» позволит обеспечить стабильную и равномерную работу устройства. Предлагается несколько вариантов стабилизации, которые подбираются в зависимости от глубины, мощности и размера течения, от энергетических требований по съему энергии, физических и механических характеристик проектируемого устройства. Рассмотрим их последовательно:Stabilization system. In fig. Figure 5 shows a general diagram of the entire device with the transmission of torque through the barrel 18. During the movement of the “Ring”, the auxiliary wheel 2, depending on the power and level of flow turbulence, can move in the flow space, which can destabilize and disrupt the operation of the “Ring”. Stabilizing the position of auxiliary wheel 2 in the “Ring” will ensure stable and uniform operation of the device. Several stabilization options are offered, which are selected depending on the depth, power and size of the flow, energy requirements for energy removal, physical and mechanical characteristics of the designed device. Let's consider them sequentially:

По горизонтали. На фиг. 5-6 показаны два «Кольца» с установкой стабилизаторов 23 на вспомогательном колесе 2 в первом варианте шара с газовым наполнением и во втором случае «Паруса». Стабилизаторы 23 дополнительно тянут вспомогательное колесо 2 вдоль течения.Horizontally. In fig. 5-6 show two “Rings” with the installation of stabilizers 23 on the auxiliary wheel 2 in the first version of the gas-filled ball and in the second case “Sails”. Stabilizers 23 additionally pull the auxiliary wheel 2 along the flow.

По вертикали. На фиг. 7 показана вертикальная поддержка 25 буем вертикально расположенного и горизонтально расположенного вспомогательного колеса 2. Vertically. In fig. 7 shows the vertical support 25 by the buoy of the vertically located and horizontally located auxiliary wheel 2.

Оба варианта горизонтальной и вертикальной стабилизации не являются альтернативными и могут сочетаться между собой в различных вариантах.Both options for horizontal and vertical stabilization are not alternatives and can be combined with each other in various ways.

Как это работаетHow it works

Морское течение 11 наполняет водой под давлением купола «Парусов» 5, закрепленных на тросе 3 в верхней части «Кольца» фиг.1 и перемещает их вдоль течения. «Паруса» перемещаясь тянут трос 3, а это, в свою очередь, приводит к вращению основного колеса 1. Эта тяга зависит от общей площади наполненных водой «Парусов» и скорости движения течения 11. При приближении очередного «Паруса» к вспомогательному колесу 2 его тканевый купол попадает вслед за тросом в щель 15 обода колеса фиг. 2, который с трех сторон ограничивает его размер и сжимает купол. При попадании в обод движение купола «Паруса» замедляется относительно скорости движения троса 3. Фиксатор 4 «Паруса» затягивается тросом в обод колеса, попадает в конусное кольцо 16 и останавливается у решетки 17, которая ограничивает дальнейшее движение фиксатора 4. Далее фиксатор 4, который движется вслед за тросом по ободу, тянет за собой свой сложенный «Парус» 13. При выходе из вспомогательного колеса 2 вслед за тросом 3 движется и сложенный «Парус» 13, который тянется фиксатором 4, далее показан фиксатор 4, находящийся внутри сложенного «Паруса» 13 обозначен цифрой 14. Против течения 11 «Парус» будет продвигаться в принудительно сложенном виде, т.к. течение 11 не дает тканевому куполу развернуться. При подходе сложенного «Паруса» к основному колесу 1 он входит в обод основного колеса 1 и движется по нему вслед за фиксатором 14.The sea current 11 fills with water under pressure the domes of the “Sails” 5, attached to the cable 3 in the upper part of the “Ring” of Fig. 1 and moves them along the current. The moving “Sails” pull the cable 3, and this, in turn, leads to rotation of the main wheel 1. This traction depends on the total area of the “Sails” filled with water and the speed of the current 11. When the next “Sail” approaches the auxiliary wheel 2, it The fabric dome follows the cable into the slot 15 of the wheel rim of Fig. 2, which limits its size on three sides and compresses the dome. When it hits the rim, the movement of the “Sail” dome slows down relative to the speed of movement of the cable 3. The “Sail” latch 4 is tightened by a cable into the wheel rim, enters the conical ring 16 and stops at the grid 17, which limits the further movement of the latch 4. Next is the latch 4, which moves after the cable along the rim, pulling its folded “Sail” 13 with it. When leaving the auxiliary wheel 2, the folded “Sail” 13 moves after the cable 3, which is pulled by the latch 4, then the latch 4 is shown, located inside the folded “Sail” » 13 is designated by the number 14. Against the current 11, the “Sail” will move in a forced folded form, because current 11 does not allow the fabric dome to unfold. When the folded “Sail” approaches the main wheel 1, it enters the rim of the main wheel 1 and moves along it following the latch 14.

При выходе из основного колеса 1 вода течения 11 принудительно разворачивает купол «Паруса» и толкает его вдоль троса (на фиг. 1 влево). Двигаясь по течению «Парус», через зафиксированные стропы тянет за собой трос 3. Тяга всех наполненных водой «Парусов» складываются и через трос 3 вращают основное колесо 1. When leaving the main wheel 1, the water of the current 11 forcibly unfolds the dome of the “Sail” and pushes it along the cable (to the left in Fig. 1). Moving with the flow, the “Sail” pulls cable 3 through fixed slings. The thrust of all “Sails” filled with water is added up and the main wheel 1 is rotated through cable 3.

На фиг. 4 показан общий план размещения устройства при передаче крутящего момента от основного колеса 1 на вертикальный ствол 18. При этом показан разворот плоскости движения троса 3 на 90 градусов от вертикальной плоскости вращения вспомогательного колеса 2 в горизонтальную плоскость вращения основного колеса 1. На оси вращения основного колеса 1 посажен вертикальный ствол 18, который идет от основного колеса 1 к палубе баржи фиг. 5. Это позволяет передавать крутящий момент от основного колеса 1 стволу 18 и далее через коробку передач 20 на генератор 21. Также на фиг. 5-6 показаны два варианта установки горизонтальных стабилизаторов 23 и один вертикальный стабилизатор 22 на вспомогательное колесо 2. Возможна схема с двумя горизонтальными плоскостями вращения колес – основным 1 и вспомогательным 2. При этом вспомогательное колесо должно иметь вертикальную стабилизацию фиг. 7. In fig. Figure 4 shows a general layout of the device when transmitting torque from the main wheel 1 to the vertical shaft 18. In this case, the rotation of the plane of movement of the cable 3 by 90 degrees is shown from the vertical plane of rotation of the auxiliary wheel 2 to the horizontal plane of rotation of the main wheel 1. On the axis of rotation of the main wheel 1, a vertical shaft 18 is planted, which goes from the main wheel 1 to the deck of the barge FIG. 5. This allows torque to be transmitted from the main wheel 1 to the barrel 18 and then through the gearbox 20 to the generator 21. Also in FIG. 5-6 show two options for installing horizontal stabilizers 23 and one vertical stabilizer 22 on the auxiliary wheel 2. A scheme with two horizontal planes of rotation of the wheels – main 1 and auxiliary 2 – is possible. In this case, the auxiliary wheel must have vertical stabilization Fig. 7.

На фиг. 9 показана схема расположения основных морских течений. Из нее видно, что их количество велико и они находятся во всех частях света. Во многих местах они протекают недалеко от суши, поскольку берег выступает ограничителем движения воды, что делает их использование здесь эффективным.In fig. Figure 9 shows a diagram of the location of the main sea currents. It shows that their number is large and they are located in all parts of the world. In many places they flow close to land, since the shore acts as a limiter on the movement of water, which makes their use here effective.

Таким образом, использование закрепленных на тросе парусов-парашютов (куполов), закрепленных стропами в фиксированных точках троса для создания в подводном течение тяговой силы, передающейся тросу и рабочему колесу, от которого вращающий момент передается на поверхность генератору для выработки электроэнергии; использование колес, погруженных в водное течение с полым ободом при глубине обода не менее трех диаметров сложенных куполов, с кольцевым соединением колес тросом, пропущенным внутри обода обеих колец, что позволяет втягивать купол внутрь обода, протягивать его внутри обода и на выходе выпускать сложенный купол, при этом внутренние стороны обода имеет выступы, соответствующие кольцевым зубьям ремня – троса; использование системы стабилизации положения вспомогательного колеса в пространстве течения, а также размещение в ободе временного размокающего в воде крепления троса и куполов «Паруса» для спуска устройства под воду в течение и его разворачивание; аварийное поднятие троса с «Парусами» при его отрыве и падении вглубь моря в рамках заявленного изобретения имеет следующие преимущества:Thus, the use of parachute sails (canopies) attached to a cable, secured with slings at fixed points on the cable to create a traction force in the underwater current, transmitted to the cable and the impeller, from which the torque is transmitted to the surface to the generator to generate electricity; the use of wheels immersed in a water current with a hollow rim with a rim depth of at least three times the diameter of the folded domes, with a ring connection of the wheels with a cable passed inside the rim of both rings, which allows you to pull the dome inside the rim, pull it inside the rim and release the folded dome at the exit, in this case, the inner sides of the rim have protrusions corresponding to the annular teeth of the belt-cable; the use of a system for stabilizing the position of the auxiliary wheel in the flow space, as well as placing in the rim a temporary fastening of a cable and “Sail” domes that will soak in the water for lowering the device under water in the current and its deployment; emergency lifting of a cable with “Sails” when it comes off and falls deep into the sea within the framework of the claimed invention has the following advantages:

1. Простота, мобильность и дешевизна конструкции.1. Simplicity, mobility and low cost of design.

2. Использует морские течения, которых много, и они отличаются большой мощностью.2. Uses sea currents, of which there are many, and they are very powerful.

3. Извлекаемая энергия зависит от общей суммарной площади всех «Парусов», прочности куполов и троса, глубины и мощности течения. 3. The extracted energy depends on the total area of all “Sails”, the strength of the domes and cable, the depth and power of the current.

Claims (11)

1. Устройство для преобразования кинетической энергии подводных морских течений в электроэнергию, содержащее генератор электрической энергии, с которым посредством передаточного устройства связаны введенные в поток по направлению его движения аэродинамические профили, два колеса: основное и вспомогательное, между которыми натянут трос, на котором на равном расстоянии установлены жестко закрепленные к нему фиксаторы, проходящий через аэродинамические профили, выполненные в виде парусов-парашютов, прикрепленных к упомянутым фиксаторам с одной стороны в направлении морского течения и обеспечивающих перемещение троса, колеса выполнены в виде обода с продольной щелью, предназначенной для временного втягивания, прокручивания внутри обода и выхода из обода паруса-парашюта, при этом основное и вспомогательное колеса установлены на расстоянии, позволяющем парусам-парашютам осуществлять движение, включающее: разворачивание, тягу и сворачивание, отличающееся тем, что каждый парус-парашют содержит ограничитель степени раскрытия при движении потока, при этом продольная щель обода выполнена проходящей по всей его внешней окружности, вспомогательное колесо содержит стабилизаторы его положения в процессе движения, причем упомянутые колеса выполнены с возможностью их погружения в водное течение при глубине обода не менее трех диаметров сложенных куполов, а передаточное устройство выполнено в виде ствола или гибкой передачи. 1. A device for converting the kinetic energy of underwater sea currents into electricity, containing an electrical energy generator, with which, through a transmission device, aerodynamic profiles introduced into the flow in the direction of its movement are connected, two wheels: the main and auxiliary, between which a cable is stretched, on which At a distance, clamps rigidly attached to it are installed, passing through aerodynamic profiles made in the form of parachute sails, attached to the said clamps on one side in the direction of the sea current and ensuring the movement of the cable, the wheels are made in the form of a rim with a longitudinal slot intended for temporary retraction, scrolling inside the rim and exiting the parachute sail from the rim, while the main and auxiliary wheels are installed at a distance allowing the parachute sails to move, including: deployment, traction and folding, characterized in that each parachute sail contains a limiter on the degree of opening when moving flow, while the longitudinal slot of the rim is made passing along its entire outer circumference, the auxiliary wheel contains stabilizers of its position during movement, and the mentioned wheels are made with the possibility of their immersion in the water flow with a rim depth of at least three times the diameter of the folded domes, and the transfer device is made in the form of a barrel or flexible transmission. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что трос выполнен с двусторонними зубьями или с круговыми зубьями. 2. The device according to claim 1, characterized in that the cable is made with double-sided teeth or with circular teeth. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каждый парус-парашют выполнен из цельного полотна прочной ткани с вшитыми гибкими продольными направляющими и прикреплен к упомянутым фиксаторам стропами.3. The device according to claim 1, characterized in that each parachute sail is made of a single piece of durable fabric with sewn-in flexible longitudinal guides and is attached to the mentioned clamps with slings. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что на внутренней поверхности щели обода сделаны выпуклые металлические неровности для улучшения сцепление троса с ободом. 4. The device according to claim 1, characterized in that convex metal bumps are made on the inner surface of the rim slot to improve the adhesion of the cable to the rim. 5. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что каждый парус-парашют выполнен из металлических или пластиковых лепестков, имеющих продольный изгиб и расположенных со смещением внутрь через один.5. The device according to claim 3, characterized in that each parachute sail is made of metal or plastic petals that have a longitudinal bend and are located offset inward through one. 6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в верхней части каждого паруса-парашюта выполнено сквозное отверстие для стабилизации его положения относительно троса с возможностью его перекрытия решеткой, причем внутри каждого паруса-парашюта расположено конусное кольцо.6. The device according to claim 1, characterized in that in the upper part of each parachute sail there is a through hole to stabilize its position relative to the cable with the possibility of covering it with a grid, and a conical ring is located inside each parachute sail. 7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что ограничители степени раскрытия выполнены в виде эластичных колец или строп из прочного эластичного материала.7. The device according to claim 1, characterized in that the degree of opening limiters are made in the form of elastic rings or slings made of durable elastic material. 8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что на тросе установлен по меньшей мере один аварийный шарик, выполненный с возможностью подъема троса на поверхность.8. The device according to claim 1, characterized in that at least one emergency ball is installed on the cable, configured to lift the cable to the surface. 9. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что стабилизаторы выполнены по горизонтали в виде шара с газовым наполнением и/или паруса-парашюта.9. The device according to claim 1, characterized in that the stabilizers are made horizontally in the form of a gas-filled ball and/or a parachute sail. 10. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что стабилизаторы выполнены по вертикали в виде буя.10. The device according to claim 1, characterized in that the stabilizers are made vertically in the form of a buoy. 11. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что гибкая передача представляет собой зубчатый ремень или цепную передачу.11. The device according to claim 1, characterized in that the flexible transmission is a toothed belt or chain transmission.
RU2023108923A 2023-04-10 Device for converting kinetic energy of underwater sea currents into electricity RU2810864C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2810864C1 true RU2810864C1 (en) 2023-12-28

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2827282C1 (en) * 2024-01-01 2024-09-23 Александр Александрович Миронов Rotary aerohydraulic power plant with constant power

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1295024A1 (en) * 1985-07-08 1987-03-07 В.И.Варцаба Hydraulic set
FR2736101A1 (en) * 1995-06-27 1997-01-03 Rajamahendra Shekar Parachute-driven wind or water generator producing electrical energy
GR1005213B (en) * 2005-09-14 2006-05-11 Δημητρης Σπυριδωνος Ζηκος Water current energy-generating system
WO2010129579A2 (en) * 2009-05-05 2010-11-11 Florida Renewable Energy Corporation Fluid-based power generation system
KR20100130120A (en) * 2009-06-02 2010-12-10 최인규 Apparatus of pumped storage power generation using tide energy

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1295024A1 (en) * 1985-07-08 1987-03-07 В.И.Варцаба Hydraulic set
FR2736101A1 (en) * 1995-06-27 1997-01-03 Rajamahendra Shekar Parachute-driven wind or water generator producing electrical energy
GR1005213B (en) * 2005-09-14 2006-05-11 Δημητρης Σπυριδωνος Ζηκος Water current energy-generating system
WO2010129579A2 (en) * 2009-05-05 2010-11-11 Florida Renewable Energy Corporation Fluid-based power generation system
KR20100130120A (en) * 2009-06-02 2010-12-10 최인규 Apparatus of pumped storage power generation using tide energy

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2827282C1 (en) * 2024-01-01 2024-09-23 Александр Александрович Миронов Rotary aerohydraulic power plant with constant power

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9080550B2 (en) Airborne wind energy conversion system with fast motion transfer
US10233904B2 (en) Wind turbine with anchoring assembly
EP2707276B1 (en) A flowing-water driveable turbine assembly
CN102602751B (en) Control cable machine, zither, Zheng Qu operating mechanism, zither electrical generator, wind are driven ship and method
US11242840B2 (en) Ocean water power-generator
RU2436993C2 (en) Wind-driven electric generator
US20140339832A1 (en) Wind energy conversion system over water
GB2502166A (en) A flowing-water driveable turbine assembly
KR101548039B1 (en) Methods for Installing and Maintaining of water flow power unit of soaking type
CN101786498B (en) Folding air-inflation type wind energy umbrella sail device for sailing of ship
GB2469740A (en) Extraction of energy from the wind using kites
RU2727657C2 (en) Floating platform
US8400002B2 (en) Ocean current electrical generating system
CN101139969A (en) Conical helical wave energy and ocean current energy universal electricity generating device
RU2810864C1 (en) Device for converting kinetic energy of underwater sea currents into electricity
EP2141353B1 (en) Submergible system for exploiting the energy of marine currents
WO2010087600A2 (en) Natural force-converting system
CN105545588B (en) Zither, Zheng Qu operating mechanism, zither generator and method
CN215155506U (en) Ocean typhoon prevention system for wave power generation device
CN1536221A (en) Single-arm swining sea-wave power generator
CN112591025A (en) Ocean typhoon prevention system for wave power generation device
US10710689B1 (en) Power generation method and device
CN118327893A (en) Gravity coupling buoyancy energy storage and release device and method for high-altitude wind power generation system
GB2046368A (en) Apparatus for utilization of energy from fluids