1. РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН
(19) KZ (13) A4 (11) 29992
(51) F03B 13/12 (2006.01)
МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ
(21) 2014/0154.1
(22) 11.02.2014
(45) 15.06.2015, бюл. №6
(76) Майлибаев Марат Муратович
(56) Патент США №3818704, 1974
(54) МОРСКОЙ ВОЛНОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ
(57) Морской волновой двигатель состоит из двух
спиральных полуцилиндров, смещенных в среднем
на две трети радиуса ротора, который обладает
плавучестью за счет пустых или наполненных
пенопластом полостей в спиральных
полуцилиндрах. Погружая и осушая ротор, волна
создает в полуцилиндрах струю воды, которая
обеспечивает вращение ротора за счет разности
давления между внутренней полостью
полуцилиндров и внешней поверхностью ротора -
по закону Бернулли.
(19)KZ(13)A4(11)29992

2. 29992
2
Изобретение относится к гидроэнергетическим
устройствам, работающим от волн на крупных
водных бассейнах, где волновой двигатель
размещается на поверхности акватории в
полупогруженном, но плавающем положении.
Задачей предлагаемого изобретения является
простота изготовления, увеличение коэффициента
извлечения энергии из морских и океанских волн, а
также экологическая надежность работы в любой
части акватории не зависимо от амплитуды, длины
волны и направления движения их.
Известно изобретение «Способ и установка для
использования энергии волн», Великобритания
№2110763 кл. F1S 1983 г. На полом
цилиндрическом роторе продольно размещены
отсеки, которые захватывают воду с волны на одной
стороне ротора и выливают ее на другой стороне
при вращении ротора. Отсеки, разнесенные по
длине ротора, заполняются водой и захваченным
воздухом, что обеспечивает вращение ротора
силами Ньютона (гравитацией) и Архимеда
(выталкивание отсеков, заполненным воздухом).
Ось ротора на одном конце соединена с
электрогенератором. Недостатком этого устройства
является высокое сопротивление вращению ротора,
которое связано с большим количеством отсеков на
цилиндрической поверхности его, что сильно
снижает КПД при использовании энергии волн.
Известно изобретение под названием «Аппарат
использования энергии океанской волны» патент
США №3818704, 25.06.74. Кл. 60504. Аппарат
состоит из горизонтально расположенной
плавающей спиральной трубы- ротора, соединенной
с электрогенератором на одном отцентрированном
конце трубы. Шаг спирали обязательно совпадает с
длиной и амплитудой волны, а диаметр полой трубы
обеспечивает плавучесть аппарата. Взаимодействие
витков спирали к всплытию их вызывает вращение
этого ротора. Недостатком аппарата является
обязательное совмещение спиральных витков
ротора с длиной и амплитудой океанской волны.
Отсюда и ограничение использования аппарата на
других диапазонах волн, т.к. часть витков ротора
отрывается от поверхности волны или погружается
в нее, затрудняя вращение аппарата.
В предлагаемом морском волновом двигателе
указанные в прототипе недостатки устранены путем
смещения двух, спиральных полуцилиндров в
среднем на две трети радиуса ротора, который
обладает плавучестью за счет пустых или
наполненных пенопластом камер в спиральных
полуцилиндрах. Погружая и поднимая ротор в воду,
волна создает в полуцилиндрах струю воды, которая
обеспечивает вращение ротора за счет разности
давления между внутренней полостью
полуцилиндров и внешней поверхностью ротора -
по закону Бернулли. В разрезе ротор представляет
системы Савониуса, которые использовались как
гирляндные двигатели на речных потоках.
На фиг.1 показан внешний вид спирального
ротора двигателя, где заштрихованы внутренние
полости ротора. На фиг.2 - поперечный разрез
ротора по сечению А-А (система Савониуса).
Морской волновой двигатель состоит из ротора 1
(фиг.1), состоящего из спиральных полуцилиндров 2
(внутренняя полость заштрихована) и вала 3 на
торце 4 ротора 1. Полуцилиндры 2, связанные с
валом 3 через полости 5 распорками 6. Вогнутая
герметичная полость 5 заполнена воздухом или
пенопластом для удержания ротора 1 на плаву
(фиг.2). Короткая стрелка показывает направления
передачи перепада давления dP, которое
непрерывно создает однонаправленные силы
момента вращения. Радиус полуцилиндра 2
составляет примерно третью часть радиуса ротора 1,
а последний по диаметру близок к средней
амплитуде волны морского бассейна, где в
соответствие с требованиями используется этот
двигатель.
Работает морской волновой двигатель
эффективно в основном на волнах с амплитудой не
менее радиуса ротора 1 и длины волны не более
длины ротора 1, лучше при длине ротора 1 в 2-5 раз
длиннее волны. Такое соотношение позволяет
всегда оставаться на плаву морской двигатель в
горизонтальном положении. Плавучесть двигателя
возможна благодаря полости 5 в каждом
спиральном полуцилиндре 2. Переменно ротор 1
частично погружается в набегающую волну, что
вызывает движение воды внутри ротора 1 и
круговое обтекание полуцилиндров 2. При
погружении ротора 1 в массу волны происходит
заполнение водой пространства между
полуцилиндрами 2 (поток показан стрелкой на
фиг.2). При прогибе волны происходит обратное
течение воды между полуцилиндрами 2 (поток
показан на фиг.2 извилистой стрелкой). Жесткость
ротора на волне обеспечивают распорки 6. Таким
образом, субрадиальное течение воды в извилистом
пространстве ротора 1 создает перепад давления dP,
которое вызывает вращение ротора 1, включая и
центробежные силы. Отсюда, момент силы
вращения ротора 1 складывается из перепада dP
давлений (Бернули) и центробежных сил во
внутренних вогнутых цилиндрических
поверхностях и наружных поверхностей
полуцилиндров 2 ротора 1. Все детали ротора 1 не
способны травмировать морской органический мир,
но частично уменьшают волнение акватории в
местах размещения морского волнового двигателя.
Изготовление двигателя производится путем
проката листового металла или пластика до
получения полуцилиндрической поверхности,
которая одновременно закручена в спираль. Две
соответствующие полуцилиндрические 2 спирали
свариваются для создания полости 5, которая
заполнена воздухом или пенопластом и способна
держать двигатель на плаву. Сваренные
полуцилиндрические 2 спирали вставляются одна в
другую, образуя ротор 1 благодаря креплению на
торце 4 и распоркам 6 на валу 3 с шагом,
расположенным через половину витка (фиг.1).

3. 29992
3
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Морской волновой двигатель состоящий из
горизонтально расположенной плавающей
спиральной трубы-ротора, соединенной с
электрогенератором на одном конце трубы, шаг
спирали которой обязательно совпадает с длиной и
амплитудой волны, а диаметр трубы обеспечивает
плавучесть, что при взаимодействии витков спирали
с волной вызывает вращение этого ротора,
отличающийся тем, что два спиральных
полуцилиндра смещены в среднем на две трети
радиуса ротора, который обладает плавучестью за
счет пустых или наполненных пенопластом
полостей в спиральных полуцилиндрах.

4. 29992
4
Верстка Н.Киселева
Корректор К.Нгметжанова