спасательная шлюпка с устройством для обеспечения ее хода и ее непрямое применение

Формула изобретения

1. Спасательная шлюпка с устройством для обеспечения ее хода, состоящим из ходового винта, приводного электродвигателя, аккумуляторной батареи и генератора электрического тока, содержащего ротор и статор с горизонтально расположенной общей продольной осью, отличающаяся тем, что статор генератора закреплен в шлюпке, а его ротор установлен свободно от других приводных устройств, с возможностью колебания вокруг своей оси от действующих на шлюпку волн воды, для чего ротор выполнен статически несбалансированным за счет эксцентричного смещения центра его массы относительно оси его вращения.

2. Спасательная шлюпка с устройством для обеспечения ее хода по п.1, отличающаяся тем, что для увеличения эксцентриситета центра массы ротора генератора на его валу подвешен груз, которым может быть батарея аккумуляторов.

3. Спасательная шлюпка с устройством для обеспечения ее хода по п.1, отличающаяся тем, что для увеличения эксцентриситета центра массы ротора генератора в одном из его секторов выполнены продольные и/или радиальные пазы и/или отверстия.

4. Спасательная шлюпка с устройством для обеспечения ее хода по п.1, отличающаяся тем, что для увеличения эксцентриситета центра массы ротора генератора в одном из его секторов выполнены пазы и/или отверстия, в которые введен материал с большим удельным весом, чем у окружающего их материала.

5. Спасательная шлюпка с устройством для обеспечения ее хода по п.1, отличающаяся тем, что для увеличения эксцентриситета центра массы ротора генератора отверстия и/или пазы выполнены с противоположных сторон относительно его оси, а в диаметрально противоположные пазы и/или отверстия введен материал с большим удельным весом, чем у окружающего их материала.

6. Спасательная шлюпка с устройством для обеспечения ее хода по п.1, отличающаяся тем, что для увеличения эксцентриситета центра массы ротора генератора одна или часть его катушек исключена.

7. Спасательная шлюпка с устройством для обеспечения ее хода по п.1, отличающаяся тем, что для увеличения эксцентриситета центра массы ротора генератора одна или часть его катушек и их сердечники исключены.

8. Спасательная шлюпка с устройством для обеспечения ее хода по п.1, отличающаяся тем, что для увеличения эксцентриситета центра массы ротора генератора его сердечники с катушками расположены асимметрично или в нечетном количестве, большем трех.

9. Спасательная шлюпка с устройством для обеспечения ее хода по п.1, отличающаяся тем, что генераторы в ней размещены соосно в ряд друг за другом, а для уменьшения их общей длины валы роторов соединены друг с другом с помощью муфт или хомутов с установкой статоров на общей плите, при этом концы валов могут быть срезаны или укорочены, или для всех этих роторов вал может быть выполнен общим, а промежуточные подшипниковые щиты и вентиляторы могут быть исключены.

10. Спасательная шлюпка с устройством для обеспечения ее хода по п.1, отличающаяся тем, что статор генератора закреплен на горизонтальной поворотной платформе, установленной в шлюпке с возможностью свободного поворота вокруг своей вертикальной оси при развороте шлюпки под любым углом к действию волн воды, при этом на платформе и прилегающих к ней поверхностях шлюпки могут быть установлены сердечники с катушками и системой их возбуждения, которые обеспечивают выработку электрического тока.

11. Спасательная шлюпка с устройством для обеспечения ее хода по п.1, отличающаяся тем, что статор генератора подвешен к горизонтальной поворотной платформе, установленной в шлюпке с возможностью свободного поворота вокруг своей вертикальной оси при развороте шлюпки под любым углом к действию волн воды, при этом на платформе и прилегающих к ней частях шлюпки могут быть установлены сердечники с катушками и системой их возбуждения, которые обеспечивают выработку электрического тока.

12. Спасательная шлюпка с устройством для обеспечения ее хода по п.1, отличающаяся тем, что статоры генераторов прикреплены сверху и снизу горизонтальной поворотной платформы, имеющей возможность свободного поворота вокруг своей вертикальной оси и установленной в шлюпке, при этом на платформе и на прилегающих к ней частях шлюпки могут быть установлены сердечники с катушками и системой их возбуждения, которые обеспечивают выработку электрического тока.

13. Спасательная шлюпка с устройством для обеспечения ее хода по п.1, отличающаяся тем, что статоры генераторов прикреплены в несколько ярусов на опорах сверху и/или снизу горизонтальной поворотной платформы, имеющей возможность свободного поворота вокруг своей вертикальной оси и установленной в шлюпке, при этом на платформе и прилегающих к ней частях шлюпки могут быть установлены сердечники с катушками и системой их возбуждения, которые обеспечивают выработку электрического тока.

14. Спасательная шлюпка с устройством для обеспечения ее хода по п.1, отличающаяся тем, что генераторы в ней размещены фронтальными рядами вдоль ее продольной оси и воспринимают качку от носа к корме и наоборот.

15. Спасательная шлюпка с устройством для обеспечения ее хода по п.1, отличающаяся тем, что генераторы в ней размещены по ее продольной оси в ряд друг за другом соосно и воспринимают бортовую качку.

16. Спасательная шлюпка с устройством для обеспечения ее хода по п.1, отличающаяся тем, что для восприятия кормовой и бортовой качки генераторы в ней установлены фронтально и соосно, в т.ч. в шахматном порядке, или фронтальными и соосными рядами в различных комбинациях, в т.ч. в шахматном порядке.

17. Спасательная шлюпка с устройством для обеспечения ее хода по п.1, отличающаяся тем, что она применена для выработки ее генераторами электрической энергии при ходе и качании на волнах судна, на котором установлена шлюпка, для чего ее генератор или питаемые им батареи аккумуляторов снабжены токоотводящими устройствами с присоединительными разъемами, защищенными от попадания в них влаги, и временно подключены к системе электроснабжения судна.

18. Спасательная шлюпка с устройством для обеспечения ее хода, состоящим из ходового винта, приводного электродвигателя, аккумуляторной батареи и генератора электрического тока, содержащего ротор и статор с горизонтально расположенной общей продольной осью, отличающаяся тем, что ротор генератора на стойках закреплен в шлюпке, а статор подвешен на его валу свободно с возможностью качания вокруг своей оси от действия на шлюпку волн воды за счет статической несбалансированности статора при эксцентричном смещении центра массы относительно оси его вращения.

19. Спасательная шлюпка с устройством для обеспечения ее хода по п.18, отличающаяся тем, что для увеличения эксцентричного смещения центра массы статора относительно продольной оси вращения размещенного в нем ротора на корпусе статора дополнительно закреплен груз, которым может быть аккумуляторная батарея.

20. Спасательная шлюпка с устройством для обеспечения ее хода по п.18, отличающаяся тем, что для увеличения эксцентричного смещения центра массы статора относительно продольной оси вращения размещенного в нем ротора в верхнем секторе статора, снаружи и/или внутри его корпуса и/или станины, выполнены продольные или радиальные пазы или отверстия.

21. Спасательная шлюпка с устройством для обеспечения ее хода по п.18, отличающаяся тем, что для увеличения эксцентричного смещения центра массы статора относительно продольной оси вращения размещенного в нем ротора в нижней части статора, снаружи и/или внутри его корпуса и/или станины, выполнены пазы и/или отверстия, в которые введен материал с удельным весом, большим, чем у окружающего их материала.

22. Спасательная шлюпка с устройством для обеспечения ее хода по п.18, отличающаяся тем, что для увеличения эксцентричного смещения центра массы статора относительно продольной оси вращения размещенного в нем ротора в верхней и нижней частях статора, снаружи и/или внутри его корпуса и/или станины выполнены пазы и/или отверстия, а в нижние пазы и/или отверстия введен материал плотности, большей, чем у окружающего их материала.

23. Спасательная шлюпка с устройством для обеспечения ее хода по п.18, отличающаяся тем, что для увеличения эксцентричного смещения центра массы статора относительно продольной оси вращения размещенного в нем ротора одна или часть воспроизводящих электрический ток обмоток статора исключена.

24. Спасательная шлюпка с устройством для обеспечения ее хода по п.18, отличающаяся тем, что для увеличения эксцентричного смещения центра массы статора относительно продольной оси вращения размещенного в нем ротора одна или часть воспроизводящих электрический ток обмоток статора исключена с их сердечниками.

25. Спасательная шлюпка с устройством для обеспечения ее хода по п.18, отличающаяся тем, что для увеличения эксцентричного смещения центра массы статора относительно продольной оси вращения размещенного в нем ротора станина для укладки воспроизводящих электрический ток обмоток статора и/или его корпус выполнена асимметричной формы.

26. Спасательная шлюпка с устройством для обеспечения ее хода по п.18, отличающаяся тем, что генераторы в ней размещены соосно в ряд друг за другом, а для уменьшения их общей длины валы роторов соединены друг с другом с помощью муфт или хомутов с установкой их на стойках на общей плите, при этом концы валов могут быть срезаны или укорочены, или для всех этих роторов вал выполнен общим, а промежуточные подшипниковые щиты и вентиляторы могут быть исключены.

27. Спасательная шлюпка с устройством для обеспечения ее хода по п.18, отличающаяся тем, что ротор генератора закреплен на опорах, которые размещены на горизонтальной поворотной платформе, установленной в шлюпке с возможностью свободного поворота вокруг своей вертикальной оси при развороте шлюпки под любым углом к действию волн воды, при этом на платформе и прилегающих к ней поверхностях шлюпки могут быть установлены сердечники с катушками и системой их возбуждения, которые обеспечивают выработку электрического тока.

28. Спасательная шлюпка с устройством для обеспечения ее хода по п.18, отличающаяся тем, что ротор генератора закреплен на опорах, которые подвешены к горизонтальной поворотной платформе, установленной в шлюпке с возможностью свободного поворота вокруг своей вертикальной оси при развороте шлюпки под любым углом к действию волн воды, при этом на платформе и прилегающих к ней поверхностях шлюпки могут быть установлены сердечники с катушками и системой их возбуждения, которые обеспечивают выработку электрического тока.

29. Спасательная шлюпка с устройством для обеспечения ее хода по п.18, отличающаяся тем, что роторы генераторов прикреплены в один или в большее количество ярусов на опорах сверху и/или снизу горизонтальной поворотной платформы, имеющей возможность свободного поворота вокруг своей вертикальной оси и установленной в шлюпке, при этом на платформе и прилегающих к ней частях шлюпки могут быть установлены сердечники с катушками и системой их возбуждения, которые обеспечивают выработку электрического тока.

30. Спасательная шлюпка с устройством для обеспечения ее хода по п.18, отличающаяся тем, что генераторы в ней размещены фронтальными рядами вдоль ее продольной оси и воспринимают качку от носа к корме и наоборот.

31. Спасательная шлюпка с устройством для обеспечения ее хода по п.18, отличающаяся тем, что генераторы в ней размещены по ее продольной оси в ряд друг за другом соосно и воспринимают бортовую качку.

32. Спасательная шлюпка с устройством для обеспечения ее хода по п.18, отличающаяся тем, что для восприятия кормовой и бортовой качки генераторы в ней установлены фронтально и соосно, в т.ч. в шахматном порядке, или фронтальными и соосными рядами в различных комбинациях, в т.ч. в шахматном порядке.

33. Спасательная шлюпка с устройством для обеспечения ее хода по п.18, отличающаяся тем, что она применена для выработки ее генераторами электрической энергии при ходе и качании на волнах судна, на котором установлена шлюпка, для чего ее генератор, или питаемые им батареи аккумуляторов снабжены токоотводящими устройствами с присоединительными разъемами, защищенными от попадания в них влаги, и временно подключены к системе электроснабжения судна.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области судостроения, в частности к плавающим спасательным средствам - шлюпкам и плотам, а также к области электрических машин, в частности к элементам конструкций их магнитной цепи; к элементам конструкции обмоток, кожухов, корпусов и опор; к устройствам для регулирования механической энергии, конструктивно сопряженными с электрическими машинами; к машинам с несколькими роторами или статорами; к асинхронным и синхронным двигателям и генераторам; к синхронным двигателям и генераторам с постоянными магнитами; к коллекторным двигателям и генераторам постоянного тока с механической коммутацией, к универсальным коллекторным двигателям, допускающим питание переменным и постоянным током; к двигателям и генераторам пульсирующего постоянного тока; к коллекторным двигателям и генераторам переменного тока с механической коммутацией; к двигателям или генераторам с бесконтактной коммутацией; к униполярным двигателям и генераторам, машинам постоянного тока с барабанным или дисковым якорем и непрерывным токосъемом; к генераторам с возвратно-поступательным, колебательным или вибрационным движением магнита, якоря или системы катушек или какого-либо иного элемента магнитной цепи.

Известна спасательная шлюпка с жестким закрытием, оборудованная сидениями для пассажиров, двигателем с валопроводом, рулевым устройством, рубкой и посадочными площадками на крыше закрытия, у которой посадочные люки расположены в самой верхней части жесткого закрытия, а под посадочными площадками расположены резервные лючки для прохода обессилевших людей, оборудованные крышками, открываемыми изнутри и снаружи шлюпки (см. а.с. СССР № 395303, М.Кл. В63С 9/02. Спасательная шлюпка. Заявка № 1498218/27-11 от 14.12.70, опубл. 28.08.73. Бюл. № 35). Устройством для обеспечения ее хода может быть парогенератор с рабочей форсункой и стартовым механизмом, парогазовый двигатель гребного винта и трособлочная система управления, а для повышения эффективности и длительности его действия к парогазогенератру через пневмоклапан с золотником подключена дополнительная расходная емкость с реагентом, при этом форсунка парогазогенератора связана с золотником через дроссельный клапан и трубопровод подачи реагента, на котором установлен гидроаккумулятор и гидронасос, кинематически связанный с приводным двигателем (см. а.с. СССР № 288580, М.Кл. В63С 9/02. Устройство экстренного хода спасательной шлюпки. Заявка № 1318081/27-11 от 07.04.69, опубл. 03.12.70. Бюл. № 36).

Недостатком данной шлюпки является сложность и ограниченность времени действия устройства для обеспечения ее хода.

Известен также синхронный генератор электрического тока, у которого статор состоит из станины, катушек, сердечников, обмоток и панели выводов, а корпус - сварной из литой стали. Пакеты сердечника статора собраны из отдельных листов электротехнической стали, покрытых изолирующим лаком, концы трех фаз статорной обмотки и нулевая точка выведены на шины. Явнополюсный ротор генератора состоит из вала, остова и сердечников, на которых размещаются обмотки возбуждения и успокоительная. Сердечник ротора набран из отдельных стальных листов, скрепленных в пакет. Траверсы контактных колец установлены на фланце подшипникового щита с роликовым и шариковым подшипником, имеется вентилятор; ребро для подъема; полюс и ротор генератора начального пуска или иные системы возбуждения - независимой; с самовозбуждением или смешанной (см. книгу: Лейкин B.C. Судовые электрические станции и системы. - М.: Транспорт, 1982, с.25-26).

Недостатком данного генератора является потребность во внешнем приводе движения, требующем дополнительной энергии, что ограничивает его возможности для обеспечения хода автономных плавающих средств.

Исключение внешнего привода и постоянное получение электрической энергии генератором за счет энергии волн при качании ими плавающего средства в результате смещения силами тяготения свободно подвешенного статически неуравновешенного ротора или статора относительно парных им статора и ротора является главной задачей данной заявки на изобретение.

В предлагаемой заявке на изобретение поставленная задача решена путем оснащения шлюпки генераторами новой конструкций и вариантами их установки, при которых генератор, содержащий ротор и статор с общей продольной осью, расположенной горизонтально, и имеющих сердечники, катушки, системы возбуждения и съема полученного электрического тока, имеет свободно установленный ротор или подвешенный на его оси статор, у которых центры масс выполнены эксцентрично смещенным относительно продольной оси их вращения, а для увеличения эксцентриситета на роторе или статоре может быть установлен дополнительный груз и/или выполнены пазы и/или отверстия, в которые может быть введен материал с плотностью, большей, чем у окружающего их материала, или одна, или часть катушек и их сердечников могут быть исключены, или сердечники с катушками размещены асимметрично или в нечетном количестве, большем трех, а парный им ротор или статор закреплен в шлюпке, имеющей возможность качаний волнами, при этом генераторы могут быть установлены фронтальными рядами или соосно друг за другом, а для восприятия колебаний на волнах, действующих на шлюпку во взаимно перпендикулярных направлениях, такие генераторы могут быть установлены фронтально и соосно, в т.ч. в шахматном порядке, или фронтальными и соосными рядами в различных комбинациях, в т.ч. в шахматном порядке, а для обеспечения возможности колебаний в трех взаимных плоскостях роторы или статоры могут быть установлены или подвешены к горизонтальной поворотной платформе, размещенной в шлюпке с возможностью свободного поворота вокруг своей вертикальной оси, при этом на платформе и прилегающих к ней частях шлюпки могут быть выполнены сердечники с катушками и системой возбуждения, которые обеспечивают выработку электрического тока, а роторы и статоры могут быть установлены или подвешены к платформе в несколько рядов и ярусов, при этом непрямое применение шлюпки связано с возможностью выработки ее генераторами электрической энергии при ходе и качании на волнах судна, на котором она установлена, для чего генератор или связанная с ним батарея аккумуляторов снабжены токоотводящим устройствами, защищенными от попадания в них влаги.

Конструктивные исполнения предлагаемых генераторов, их вариантов и вариантов их установки на плавающем средстве показаны на чертежах.

На фиг.1 показана шлюпка 1 с устройством для обеспечения ее хода, состоящим из ходового винта 2, приводного электродвигателя 3 с батареей аккумуляторов 4 и генератора электрического тока 5, содержащего статор 6 и ротор (якорь) 7 с общей продольной осью О_в, расположенной горизонтально. При этом статор прикреплен на плите 8 к шлюпке, а ротор установлен в нем свободно от приводных устройств, с возможностью качания вокруг своей оси на угол ± от действующих на шлюпку волн, для чего центр его массы О_м выполнен эксцентрично смещенным относительно оси его вращения, а для увеличения эксцентриситета е_р на валу 9 ротора закреплен дополнительный груз 10, которым может быть аккумуляторная батарея. При этом генератор вырабатывает электрический ток прямого и обратного направления, который может быть либо разделен на потоки со сведением их к одинаковой фазе и обеспечить заряд аккумуляторной батареи, используемый на приведение в движение приводного двигателя, и/или обогрев, или охлаждение и освещение шлюпки, либо, минуя аккумулятор, выполнять эти действия напрямую, если частота смены направления потоков (собственная частота импульсов) будет дополнительно умножена полупроводниковыми или иными устройствами.

На фиг.2 показаны варианты увеличения эксцентричного смещения е_р массы ротора, которое возможно при выполнении в его остове 11 отверстий 12 и/или паза 13 в валу 9 и/или остове 11 (исполнение 1), а для дальнейшего увеличения эксцентриситета е_р (исполнение 2) - выполнения отверстий и/или пазов с противоположной стороны ротора вдоль продольной и радиальной осей и заполнения их более тяжелым материалом (т.е. большей плотностью), исключением одной из обмоток возбуждения 14 (исполнение 3), в т.ч. с сердечником 15 вместе (исполнение 4), или выполнения нечетного количества сердечников с обмотками (исполнение 5), или закрепления внутри корпуса на валу вместо вентилятора (т.к. тепловой режим работы генератора не требует его применения) асимметричного груза 16 (исполнение 6) и др.

На фиг.3 показано развитие вариантов установки генераторов 5 за счет увеличения их количества, размещаемых вдоль оси шлюпки 1 фронтальными рядами и воспринимающих качку от носа к корме (исполнение 1) и/или в ряд друг за другом и воспринимающих бортовую качку (исполнение 2), а для уменьшения их общей длины валы 9 присоединены друг к другу с помощью муфт или хомутов 17 с установкой статоров 6 в шлюпке 1 на общей плите 18. При этом промежуточные генераторы возбуждения обмоток ротора заменены общим 19, для чего в последующих валах генераторов выполнены сквозные отверстия для укладки кабеля, а концы валов 9 могут быть срезаны или укорочены. Для всех этих роторов вал может быть выполнен общим, а для уменьшения общей длины сборки промежуточные подшипниковые щиты 20 и вентиляторы 21 могут быть исключены. Возможна также комбинация фронтальных и соосных установок для восприятия качки в двух направлениях.

На фиг.4 показана шлюпка 1 с устройством для обеспечения ее хода, состоящим из ходового винта 2, приводного электродвигателя 3 с батареей аккумуляторов 4 и генератора электрического тока 5, содержащего статор 6 и ротор (якорь) 7 с общей продольной осью О_в , расположенной горизонтально. При этом ротор 7 закреплен на стойках 22 плиты 23 к шлюпке, а на его валу 9 свободно подвешен статор 6 с возможностью качания вокруг своей оси на угол ± от действия на шлюпку волн, для чего центр его массы О _м выполнен эксцентрично смещенным относительно оси его вращения за счет асимметрии формы корпуса 24, а для увеличения эксцентриситета e_c на нем может быть дополнительно закреплен груз, которым может быть батарея аккумуляторов, а для ограничения сектора качания статора могут быть выполнены упоры 25. При этом генератор вырабатывает электрический ток прямого и обратного направления, который может быть либо разделен на потоки со сведением их к одинаковой фазе и обеспечить заряд батареи аккумуляторов, используемый на приведение в движение приводного двигателя и/или на обогрев или на охлаждение и освещение шлюпки, либо, минуя аккумулятор, выполнять эти действия напрямую, если частота смены направления потоков (собственная частота импульсов электрического тока, вырабатываемого генератором) будет дополнительно умножена полупроводниковыми или иными устройствами.

На фиг.5 показаны варианты увеличения эксцентричного смещения e_c массы статора за счет выполнения в его корпусе 24 отверстий 26 и/или пазов 27 в продольном (исполнение 1) и/или радиальном направлении, а для еще большего увеличения е_с - выполнения отверстий и пазов с противоположной стороны станины статора и заполнения их более тяжелым (т.е. с большим удельным весом) материалом (исполнение 2), и/или при выполнении корпуса 24 асимметричной толщины (исполнение 3), и/или при выполнении станины 27 асимметричной толщины (исполнение 4).

На фиг.6 показано развитие вариантов установки генераторов 5 за счет увеличения их количества, размещаемых на шлюпке 1 фронтальными рядами на стойках 22 на общем остове 28 вдоль ее оси и воспринимающих качку шлюпки от носа к корме (исполнение 1) и/или на стойках 22 и общем остове 28 в ряд друг за другом и воспринимающих кормовую качку (исполнение 2), а для уменьшения их общей длины валы 9 роторов соединены друг с другом с помощью муфт или хомутов 17. При этом все промежуточные генераторы возбуждения заменены общим 19, для чего в последующих валах выполнены сквозные отверстия для укладки кабеля, а концы валов 9 могут быть удалены или укорочены. Для всех этих роторов 7 вал может быть выполнен общим, а для уменьшения общей длины конструкции промежуточные подшипниковые щиты 20 и вентиляторы 21 могут быть исключены. Для ограничения сектора качания статора 6 могут быть выполнены упоры 25. Возможны также любые комбинации фронтальных и соосных установок генераторов, в т.ч. рядами в шахматном порядке, для восприятия качки шлюпки в двух направлениях.

Дальнейшее развитие конструкций устройств для обеспечения хода шлюпки и вариантов их установки связано с обеспечением восприятия качки шлюпки в разных направлениях.

На фиг.7 приведено дальнейшее развитие предлагаемых вариантов установок генераторов для любых рассмотренных выше исполнений.

Их отличительной особенностью является размещение генераторов 5, имеющих свободно подвешенные статически несбалансированные роторы 7 или статоры 6 на горизонтальной поворотной платформе 29, установленной в шлюпке 1 (исполнения 1, 2) или подвешенной к ее крыше 30 (исполнения 3 и 4) на упорных подшипниках 31, что дополнительно обеспечивает их разворот от действия волн в направлении более массивных частей генераторов. При этом сама платформа и прилегающие к ней части шлюпки могут иметь обмотки роторного 32 и статорного 33 типов. Все остальные конструктивные и опорные элементы 22 генераторов аналогичны предыдущим исполнениям, приведенным на фиг.1 6. Такое исполнение обеспечивает возможность разворота генераторов и съема тока от движения его роторов и статоров при действии волн на шлюпку под любым углом.

На фиг.8 показано развитие предыдущих конструкций генератора и способов их установки в шлюпке за счет их многоярусной компоновки.

Их главным отличием является размещение 2-х и большего количества генераторов 5 со свободно подвешенными статически несбалансированными роторами 7 и/или статорами 6 на горизонтальной поворотной платформе 29, установленной на перекрытии 34 на упорных подшипниках 31 сверху и снизу (исполнение 1), при этом обе эти платформы и прилегающие к ним части шлюпки могут иметь обмотки роторного 32 и статорного 33 типов и системы их возбуждения и снятия выработанного электрического тока. Многоярусная компоновка генераторов возможна на опорах 22 друг над другом (исполнение 2) и/или в их комбинациях с предыдущим исполнением, в т.ч. в шахматном порядке. Такие же варианты многоярусной компоновки и их комбинации возможны для всех предложенных генераторов 5 и вариантов их установки.

Непрямое применение всех предложенных вариантов шлюпки связано с возможностью выработки их генераторами электрической энергии при ходе и качании на волнах судна, на котором они установлены, для чего генератор или питаемые им аккумуляторы снабжены токоотводящим устройствами 35 с присоединительными разъемами 36, защищенными от попадания в них влаги, через которые шлюпки временно подключены к системе электроснабжения судна.

Остальные конструктивные элементы генераторов и виды их установки аналогичны предыдущим исполнениям, приведенным на фиг.1 7.

Совокупность перечисленных признаков по приведенным на фиг.1 8 исполнений шлюпок с устройствами для обеспечения их хода и вариантов установки в них генераторов позволяет характеризовать их как технические решения, являющиеся новыми и неочевидными из базового уровня развития техники. Их изготовление возможно в условиях реального промышленного производства, т.к. конструкции шлюпок аналогичны известным, а генераторы отличаются от базовых выполнением лишь статически несбалансированных роторов или статоров за счет выполнения в них пазов и отверстий, или исключения обмоток и сердечников, или установки дополнительных грузов, или асимметричной формой корпуса и станины статора. Более сложным является изготовление шлюпок с горизонтально установленными в них поворотными платформами-генераторами, на которых закреплены статоры или роторы генераторов со статически несбалансированными парными им роторами или статорами, однако оно также реально в условиях современного промышленного производства. При этом все новые конструкции генераторов и варианты их установки на шлюпках являются развитием предыдущих вариантов, логически вытекающих друг из друга, что обеспечивает единство замысла предлагаемой заявки на изобретение. Таким образом, возможна классификация всех предложенных в данной заявке технических решений как устройств, отвечающих всем признакам изобретения.

Все предлагаемые исполнения генераторов и варианты их установки в шлюпке при их колебании волнами позволяют вырабатывать электрический ток за счет движения роторов и статоров относительно друг друга в одном, двух или трех взаимно перпендикулярных направлениях, что обеспечивает положительный эффект от их применения.

Реальные варианты исполнения предлагаемых генераторов возможны в любом диапазоне развиваемых мощностей и стандартных типоразмеров, что облегчает их выбор, конструирование и изготовление, однако выбор сечения проводников катушек и обмоток изменяется по причине уменьшения частоты оборотов роторов или статоров, исходя из реального количества колебаний плавающего средства волнами, обычно составляющих величину от 6 до 12 раз в минуту, что при секторе колебаний =±15° сводит их к условному числу в 1 2 полных оборотов в минуту.

Например, для исходного судового синхронного генератора СГ-200, развивающего мощность 200 кВт при числе оборотов в минуту n=500, в случае качаний на угол =±15° (1/12 полного оборота) при средней частоте бортовых качаний шлюпки 6 раз в минуту ( =0,1 Гц) и 2-х ее перекладках за одно качание мощность N_н такой системы составит величину (1)

Однако можно изменить параметры воспроизводящих электрический ток обмоток, в частности сечение их проводки и ее длину (количество витков), поскольку мощность N_g генератора определяется по зависимости (2)

где µ_о - магнитная постоянная,

µ - относительная магнитная проницаемость среды,

n - количество витков на единицу длины обмотки возбуждения,

I - сила электрического тока,

V - объем обмотки возбуждения,

- частота вращения.

Следовательно, при уменьшении частоты вращения ротора с 500 до 1 оборота в минуту и при прочих равных условиях для параметров µ_о , µ, n, I, V обеспечение требуемой мощности будет зависеть от количества витков n. Поскольку их нужно уложить в прежнее сечение обмоток генератора, то для неизменности исходной конструкции необходимо адекватное уменьшение сечения проводника. Однако этот путь, при неизменной напряженности электрического поля Е, ведет к увеличению плотности тока j и ограничен электропроводностью или удельным сопротивлением =1/ проводника, определяемым по закону Ома (3)

Таким образом, при отсутствии явления сверхпроводимости в обмотках генератора плотность тока увеличится при уменьшении сечения проводника за счет повышения напряженности Е, определяемой по зависимости (4):

где - поверхностная плотность электрических зарядов q на проводнике с наружным диаметром d:

Тогда при базовой величине q и прочих равных условиях уменьшение диаметра d приведет к такому же увеличению плотности , а вместе с ней - к такому же увеличению Е и j, что неблагоприятно для работы генератора.

Для устранения этого недостатка мощность перемотанного генератора целесообразно увеличить с 0,4 до 20 кВт, или в 50 раз, что обеспечивается при увеличении количества витков в 50 раз и уменьшении их сечения в 7,07 раза и при таком же уменьшении силы тока в 7,07 раз. Тогда обеспечиваются неизменными q, d, и j, что не приведет к ухудшению условий работы генератора, а использование сверхпроводимости увеличивает его мощность. При этом развиваемая мощность 20 кВт является приемлемой величиной для хода спасательной шлюпки, поскольку она обеспечивается при практически неограниченной его дальности.

Достижение технико-экономических показателей для предлагаемых технических решений не является обязательным, т.к. обеспечивает спасение человеческих жизней, однако расходы на их изготовление близки к расходам на оснащение спасательных шлюпок другими энергетическими установками, например дизельными с топливом для обеспечения их хода, а их применение на судне в ходу позволяет заменить хотя бы один дизель-генератор, что дает прямой экономический эффект от исключения на него затрат, сокращения расхода топлива, уменьшения занимаемых ими объемов и массы, которые можно использовать для грузоперевозок или для оснащения судна другими устройствами. Хотя величина этого эффекта зависит от конкретных условий, но она может достигать 10 100 тыс.$ в год на каждое судно. Учитывая, что таких кораблей может быть более 100 тыс., суммарный эффект составит от 1 до 10 млрд.$.

Совокупность приведенных данных подтверждает целесообразность широкого применения предлагаемых устройств, вариантов их установки и применения.

В настоящее время экспериментальная партия данных генераторов изготавливается на АО "Новокаховский электромашзавод", а спасательных шлюпок - на АО "Херсонский судостроительный завод", Украина.