Энергетическая система на базе поплавкового насоса - RU2007123535A

Реферат

1. Способ вырабатывания электричества, включающий

преобразование движения волн в механическую энергию;

подачу первой рабочей текучей среды под действием механической энергии в первый резервуар;

подачу второй рабочей текучей среды под действием механической энергии во второй резервуар;

вытекание рабочей текучей среды из по меньшей мере одного из первого и второго резервуаров; и

преобразование по меньшей мере части кинетической энергии вытекающей рабочей текучей среды в электрическую энергию.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что первый и второй резервуары установлены на берегу.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что первый резервуар установлен на меньшей высоте, чем второй резервуар.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что первая рабочая текучая среда является той же, что и вторая рабочая текучая среда.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что первой и второй рабочей текучей средой является вода.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что первой и второй рабочей текучей средой является воздух.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что упомянутое преобразование движения волн в механическую энергию включает перемещение поршня в первом направлении и втором направлении в соответствии с движением волн.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что упомянутое перемещение первой и второй рабочей текучей среды дополнительно включает

всасывание рабочей текучей среды в соответствии с движением волн путем перемещения поршня во втором направлении; а также

откачивание рабочей текучей среды в соответствии с движением волн путем перемещения поршня в первом направлении.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что

первая рабочая текучая среда подается в соответствии с движением волн с первыми размерами; а

вторая рабочая текучая среда подается в соответствии с движением волн со вторыми размерами.

10. Способ по п.1, отличающийся тем, что

первый резервуар установлен на меньшей высоте, чем второй резервуар;

первая рабочая текучая среда подается в первый резервуар в соответствии с движением волн с первыми размерами;

вторая рабочая текучая среда подается во второй резервуар в соответствии с движением волн со вторыми размерами; при этом

вторые размеры больше первых размеров.

11. Способ по п.10, отличающийся тем, что первый и второй резервуары установлены на берегу.

12. Способ по п.1, отличающийся тем, что упомянутое вытекание рабочей текучей среды включает перемещение рабочей текучей среды под действием силы тяжести для преобразования кинетической энергии рабочей текучей среды в электрическую энергию.

13. Способ по п.1, отличающийся тем, что упомянутое вытекание рабочих текучих сред включает использование давления для перемещения рабочих текучих сред для упомянутого преобразования кинетической энергии рабочих текучих сред в электрическую энергию.

14. Способ по п.1, отличающийся тем, что преобразование энергии рабочей текучей среды включает приведение в действие турбины с использованием вытекания рабочей текучей среды.

15. Способ по п.1, дополнительно содержащий подачу электрической энергии в энергетическую сеть.

16. Система для вырабатывания электричества, содержащая

насос, расположенный в водном пространстве и выполненный с возможностью преобразования движения волн в водном пространстве в механическую энергию, причем насос имеет входное отверстие и выходное отверстие и выполнен с возможностью поступления рабочей текучей среды через входное отверстие и выталкивания рабочей текучей среды через упомянутое выпускное отверстие;

первую выпускную линию, находящуюся в гидравлической связи с выходным отверстием насоса, причем первая выпускная линия выполнена с возможностью пропускания рабочей текучей среды, выталкиваемой через выходное отверстие;

вторую выпускную линию, находящуюся в гидравлической связи с выходным отверстием насоса, причем вторая выпускная линия выполнена с возможностью пропускания рабочей текучей среды, выталкиваемой через выходное отверстие;

первый резервуар, находящийся в гидравлической связи с первой выпускной линией; и

второй резервуар, находящийся в гидравлической связи со второй выпускной линией.

17. Система по п.16, отличающаяся тем, что насос дополнительно содержит

поплавковый блок, выполненный с возможностью перемещения в соответствии с движением волн и с возможностью перемещения рабочей текучей среды.

18. Система по п.16, отличающаяся тем, что насос дополнительно содержит

поплавковый блок, выполненный с возможностью перемещения в первом направлении и втором направлении в соответствии с движением волн; и

поршень, присоединенный к поплавковому блоку и расположенный внутри поршневой камеры, причем поплавковый блок поступательно перемещает поршень при движении поплавкового блока в первом направлении и втором направлении, а поршень перемещается внутри поршневой камеры, вызывая поступление рабочей текучей среды при движении поплавкового блока во втором направлении и вызывая выталкивание рабочей текучей среды при движении поплавкового блока в первом направлении.

19. Система по п.18, отличающаяся тем, что первым направлением является вверх, а вторым направлением является вниз.

20. Система по п.16, отличающаяся тем, что поплавковый блок выполнен с возможностью регулирования объема с обеспечением первого максимального выталкивающего усилия тогда, когда поплавковый блок имеет первый объем, и второго максимального выталкивающего усилия тогда, когда поплавковый блок имеет второй объем.

21. Система по п.20, отличающаяся тем, что поплавковый блок является регулируемым в осевом направлении.

22. Система по п.21, отличающаяся тем, что поплавковый блок является регулируемым телескопически.

23. Система по п.20, отличающаяся тем, что поплавковый блок является регулируемым в радиальном направлении.

24. Система по п.20, отличающаяся тем, что

первый объем меньше, чем второй объем; и

первое максимальное выталкивающее усилие меньше, чем второе максимальное выталкивающее усилие.

25. Система по п.20, отличающаяся тем, что поплавковый блок регулируют на первый или второй объем на основании средней высоты волны.

26. Система по п.20, отличающаяся тем, что

поплавковый блок регулируют на первый объем тогда, когда насос подвергается воздействию волн первой средней высоты волны; и

поплавковый блок регулируют на второй объем тогда, когда насос подвергается воздействию волн второй средней высоты волны.

27. Система по п.26, отличающаяся тем, что

первая средняя высота волны меньше, чем вторая средняя высота волны;

первый объем меньше, чем второй объем; и

первое максимальное выталкивающее усилие меньше, чем второе максимальное выталкивающее усилие.

28. Система по п.16, отличающаяся тем, что первый резервуар установлен на меньшей высоте, чем второй резервуар.

29. Система по п.26, отличающаяся тем, что

первая средняя высота волны меньше, чем вторая средняя высота волны;

первый объем меньше, чем второй объем;

первое максимальное выталкивающее усилие меньше, чем второе максимальное выталкивающее усилие; и

первый резервуар установлен на меньшей высоте, чем второй резервуар.

30. Система по п.29, отличающаяся тем, что

рабочую текучую среду направляют по первой выпускной линии и в первый резервуар тогда, когда поплавковый блок имеет первый объем; и

рабочую текучую среду направляют по второй выпускной линии и во второй резервуар тогда, когда поплавковый блок имеет второй объем.

31. Система по п.16, отличающаяся тем, что по меньшей мере один из резервуаров установлен на насосе.

32. Система по п.16, отличающаяся тем, что

рабочая текучая среда содержит первую рабочую текучую среду и вторую рабочую текучую среду, которая отличается от первой рабочей текучей среды;

первую рабочую текучую среду перекачивают в первый резервуар; и вторую рабочую текучую среду перекачивают во второй резервуар.

33. Система по п.32, отличающаяся тем, что первой рабочей текучей средой является вода, а второй рабочей текучей средой является воздух.

34. Система по п.16, отличающаяся тем, что насос дополнительно содержит

поплавковый блок, выполненный с возможностью перемещения в соответствии с движением волн и с возможностью перемещения рабочей текучей среды; а также

разгрузочное отверстие на поплавковом блоке, позволяющее заполнение поплавкового блока.

35. Система по п.34, отличающаяся тем, что заполнение поплавкового блока происходит тогда, когда выталкивающее усилие, создаваемое поплавковым блоком, превышает предварительно заданный предел.

36. Система по п.34, отличающаяся тем, что заполнение поплавкового блока происходит тогда, когда поплавковый блок превышает предварительно заданную глубину ниже поверхности водного пространства.

37. Система по п.34, отличающаяся тем, что заполнение поплавкового блока происходит тогда, когда на поплавковый блок приходит волна, высота которой превышает предварительно заданный предел.

38. Система по п.34, отличающаяся тем, что

рабочая текучая среда содержит первую рабочую текучую среду, которой является вода, и вторую рабочую текучую среду, которой является воздух;

первую рабочую текучую среду перекачивают в первый резервуар; и

вторую рабочую текучую среду перекачивают во второй резервуар.

39. Система по п.38, отличающаяся тем, что второй резервуар представляет собой воздушный резервуар, установленный на насосе и используемый для хранения сжатого воздуха.

40. Система по п.39, отличающаяся тем, что воздушный резервуар находится в гидравлической связи с поплавковым блоком для подачи воздуха из воздушного резервуара в поплавковый блок для обеспечения всплывания поплавкового блока после его заполнения.

41. Система по п.34, отличающаяся тем, что источник сжатого газа находится в гидравлической связи с поплавковым блоком для обеспечения всплывания поплавкового блока после его заполнения.

42. Система по п.16, отличающаяся тем, что первый и второй резервуары установлены на берегу.

43. Поплавковый насос, предназначенный для использования в водном пространстве и содержащий

поплавковый блок, перемещающийся в соответствии с движением волн в водном пространстве и выполненный с возможностью перемещения рабочей текучей среды при поступательном перемещении в первом направлении и втором направлении в соответствии с подъемом и опусканием волн в водном пространстве; и

разгрузочное отверстие на поплавковом блоке, позволяющее заполнение поплавкового блока.

44. Поплавковый насос по п.43, дополнительно содержащий

поплавковую раму, определяющую внутри поплавковую камеру, через которую могут проходить волны, причем поплавковый блок расположен в поплавковой камере с возможностью возвратного перемещения внутри поплавковой камеры под воздействием волн;

поршневой цилиндр, соединенный с поплавковой рамой;

по меньшей мере один клапан, расположенный в поршневом цилиндре и работающий как впускное устройство во время перемещения поплавкового блока во втором направлении и как выпускное устройство во время перемещения поплавкового блока в первом направлении; и

поршень, размещенный с возможностью скольжения внутри поршневого цилиндра и присоединенный к поплавковому блоку с возможностью перемещения в первом и втором направлениях вместе с поплавковым блоком во втором направлении, когда осуществляется всасывание рабочей текучей среды в поршневой цилиндр через по меньшей мере один клапан, а при перемещении поплавкового блока в первом направлении осуществляется вытеснение рабочей текучей среды через по меньшей мере один клапан.

45. Поплавковый насос по п.44, отличающийся тем, что заполнение поплавкового блока происходит тогда, когда выталкивающее усилие, создаваемое поплавковым блоком, превышает предварительно заданный предел.

46. Поплавковый насос по п.44, отличающийся тем, что заполнение поплавкового блока происходит тогда, когда поплавковый блок превышает предварительно заданную глубину ниже поверхности водного пространства.

47. Поплавковый насос по п.44, отличающийся тем, что заполнение поплавкового блока происходит тогда, когда на поплавковый блок приходит волна, высота которой превышает предварительно заданный предел.

48. Поплавковый насос по п.44, отличающийся тем, что среда, образующая волны, и рабочая текучая среда представляют собой один и тот же вид текучей среды.

49. Поплавковый насос по п.44, отличающийся тем, что вода из водного пространства используется для заполнения поплавкового блока.

50. Поплавковый насос по п.44, дополнительно содержащий

пробку, установленную в разгрузочном отверстии для перекрывания разгрузочного отверстия, когда поплавковый блок не заполнен; и

привязь, соединенную с пробкой таким образом, что перемещение в первом направлении, превышающее предварительно заданный предел, приводит к извлечению пробки из разгрузочного отверстия, тем самым вызывая заполнение поплавкового блока.

51. Поплавковый насос по п.44, дополнительно содержащий

разгрузочный клапан, установленный на разгрузочном отверстии;

контроллер, соединенный с разгрузочным клапаном и осуществляющий выборочное открывание и закрывание разгрузочного клапана; а также

датчик давления, соединенный с контроллером и осуществляющий контроль давления рабочей жидкости.

52. Поплавковый насос по п.51, отличающийся тем, что разгрузочный клапан открывается тогда, когда давление рабочей жидкости превышает предварительно заданный предел.

53. Поплавковый насос по п.44, дополнительно содержащий

разгрузочный клапан, установленный на разгрузочном отверстии;

контроллер, соединенный с разгрузочным клапаном и осуществляющий выборочное открывание и закрывание разгрузочного клапана; и

датчик, соединенный с контроллером и осуществляющий контроль высоты волн вблизи поплавкового блока.

54. Поплавковый насос по п.53, отличающийся тем, что разгрузочный клапан открывается тогда, когда высота по меньшей мере одной из волн превышает предварительно заданный предел.

55. Поплавковый насос по п.44, дополнительно содержащий

разгрузочный клапан, установленный на разгрузочном отверстии; и

контроллер, соединенный с разгрузочным клапаном и осуществляющий выборочное открывание и закрывание разгрузочного клапана.

56. Поплавковый насос по п.55, отличающийся тем, что контроллером управляют на расстоянии.

57. Поплавковый насос по п.44, дополнительно содержащий источник сжатого газа, который находится в гидравлической связи с поплавковым блоком для продувки поплавкового блока после его заполнения.

58. Поплавковый насос по п.57, отличающийся тем, что источник сжатого газа установлен на насосе.

59. Поплавковый насос, предназначенный для использования в водном пространстве и содержащий

поплавковую раму, имеющую множество расположенных на некотором расстоянии друг от друга свайных оснований, определяющих между ними поплавковую камеру;

поплавковый блок, расположенный внутри поплавковой камеры и выполненный с возможностью перемещения рабочей текучей среды при поступательном перемещении в первом направлении и втором направлении в соответствии с подъемом и опусканием волн в водном пространстве; и

по меньшей мере одну опору скольжения, расположенную на внешней поверхности поплавкового блока и содержащую направляющее отверстие, расположенное так, что сквозь него проходит одно из свайных оснований, направляя поплавковый блок при его поступательном движении внутри поплавковой камеры.

60. Поплавковый насос по п.59, дополнительно содержащий поршень, присоединенный к поплавковому блоку и расположенный внутри поршневой камеры, причем поплавковый блок поступательно перемещает поршень при движении поплавкового блока в первом направлении и втором направлении, а поршень перемещается внутри поршневой камеры, вызывая поступление рабочей текучей среды при движении поплавкового блока во втором направлении и вызывая выталкивание рабочей текучей среды при движении поплавкового блока в первом направлении.

61. Поплавковый насос по п.59, отличающийся тем, что поплавковая камера является по существу цилиндрической.

62. Поплавковый насос по п.59, отличающийся тем, что свайные опоры прикреплены к грунту дна водного пространства.

63. Поплавковый насос по п.59, отличающийся тем, что поплавковый блок дополнительно содержит

по существу цилиндрическую сужающуюся в осевом направлении верхнюю часть; и

по существу цилиндрическую нижнюю часть.

64. Поплавковый насос по п.63, отличающийся тем, что опора скольжения расположена на нижней части поплавкового блока.

65. Поплавковый насос по п.59, дополнительно содержащий

поршневой цилиндр, соединенный с поплавковой рамой;

по меньшей мере один клапан, расположенный в поршневом цилиндре и работающий как впускное устройство во время перемещения поплавкового блока во втором направлении и как выпускное устройство во время перемещения поплавкового блока в первом направлении; и

поршень, размещенный с возможностью скольжения внутри поршневого цилиндра и присоединенный к поплавковому блоку с возможностью перемещения в первом и втором направлениях вместе с поплавковым блоком во втором направлении, когда осуществляется всасывание рабочей текучей среды в поршневой цилиндр через по меньшей мере один клапан, а при перемещении поплавкового блока в первом направлении осуществляется вытеснение рабочей текучей среды через по меньшей мере один клапан.

66. Поплавковый насос, содержащий поплавковый блок, выполненный с возможностью перемещения рабочей текучей среды при поступательном перемещении в первом направлении и втором направлении в соответствии с подъемом и опусканием волн в водном пространстве, причем поплавковый блок имеет диаметр, больший или равный приблизительно 1/6 средней длины волны в том месте водного пространства, где установлен поплавковый насос.

67. Поплавковый насос по п.66, отличающийся тем, что диаметр поплавкового блока больше или равен приблизительно 1/2 средней длины волны.

68. Поплавковый насос по п.66, отличающийся тем, что диаметр поплавкового блока меньше или равен средней длине волны.

69. Поплавковый насос по п.66, отличающийся тем, что диаметр поплавкового блока больше или равен приблизительно 1/2 средней длины волны и меньше или равен средней длине волны.

70. Поплавковый насос по п.66, отличающийся тем, что поплавковый блок дополнительно содержит

по существу цилиндрическую сужающуюся в осевом направлении верхнюю часть; и

по существу цилиндрическую нижнюю часть.

71. Поплавковый насос по п.70, отличающийся тем, что сужающаяся верхняя часть заканчивается у верхней поверхности, по существу параллельной верхней поверхности водного пространства.

72. Поплавковый насос по п.70, отличающийся тем, что высота сужающейся верхней части по существу равна высоте нижней части.

73. Поплавковый насос по п.70, отличающийся тем, что сужение верхней части приблизительно соответствует крутизне стандартной волны.

74. Поплавковый насос по п.73, отличающийся тем, что крутизна стандартной волны составляет приблизительно 1:7 (подъем:накат).

75. Поплавковый насос по п.66, отличающийся тем, что поплавковый блок выполнен таким образом, что по меньшей мере приблизительно 1/3 объема поплавкового блока остается над поверхностью водного пространства тогда, когда поплавковый блок достигает максимальной высоты при подъеме на волне.

76. Поплавковый насос, предназначенный для использования в водном пространстве и содержащий

поплавковый блок, перемещающийся в соответствии с движением волн в водном пространстве и выполненный с возможностью приведения в действие рабочей текучей среды при поступательном перемещении в первом направлении и втором направлении в соответствии с подъемом и опусканием волн в водном пространстве;

первый поршневой цилиндр, расположенный ниже поплавкового блока;

второй поршневой цилиндр, расположенный выше поплавкового блока;

трубопровод, гидравлически связывающий первый поршневой цилиндр и второй поршневой цилиндр;

первый поршень, присоединенный к поплавковому блоку и с возможностью скольжения расположенный в первом поршневом цилиндре, причем первый поршень выполнен с возможностью перекачивания рабочей текучей среды в первый поршневой цилиндр при перемещении поплавкового блока в первом направлении, а также первый поршень выполнен с возможностью перекачивания рабочей текучей среды из первого поршневого цилиндра в трубопровод при перемещении поплавкового блока во втором направлении; и

второй поршень, присоединенный к поплавковому блоку и с возможностью скольжения расположенный во втором поршневом цилиндре, причем второй поршень выполнен с возможностью приема рабочей текучей среды из трубопровода при перемещении поплавкового блока во втором направлении и перекачивания рабочей текучей среды из второго поршневого цилиндра при перемещении поплавкового блока в первом направлении.

77. Поплавковый насос по п.76, дополнительно содержащий

поплавковую раму, имеющую поплавковую камеру, в которой с возможностью скольжения расположен поплавковый блок.

78. Поплавковый насос, предназначенный для использования в водном пространстве и содержащий

поплавковый блок, перемещающийся в соответствии с движением волн в водном пространстве и выполненный с возможностью приведения в действие рабочей текучей среды при поступательном перемещении в первом направлении и втором направлении в соответствии с подъемом и опусканием волн в водном пространстве;

шток поршня, присоединенный к поплавковому блоку, причем шток поршня содержит множество расположенных внутри друг друга трубок, и

поршень, присоединенный к штоку поршня и с возможностью скольжения расположенный в поршневом цилиндре, причем поршень выполнен с возможностью перекачивания рабочей текучей среды в поршневой цилиндр при перемещении поплавкового блока во втором направлении, а также поршень выполнен с возможностью перекачивания рабочей текучей среды из поршневого цилиндра при перемещении поплавка в первом направлении.

79. Поплавковый насос по п.78, в котором шток поршня шарнирно присоединен по меньшей мере к поплавковому блоку или поршню при помощи шарового шарнира.