Установка для преобразования энергии потока воды под ледяным покровом реки



Установка для преобразования энергии потока воды под ледяным покровом реки
Установка для преобразования энергии потока воды под ледяным покровом реки
Установка для преобразования энергии потока воды под ледяным покровом реки

 


Владельцы патента RU 2553594:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутская государственная сельскохозяйственная академия" (RU)

Изобретение относится к гидроэнергетике, в частности к конструкциям устройств для выработки электроэнергии за счет энергии гидравлического потока реки, покрытой льдом. Установка содержит лопастное колесо, погруженное в поток воды под ледяным покровом реки. Колесо посредством вала, установленного в цилиндрическом корпусе на подшипниках, кинематически связано с генератором. Корпус вертикально зафиксирован в ледяном покрове таким образом, что его верхняя часть вместе с генератором размещена над поверхностью ледяного покрова. Верхняя часть корпуса выполнена с образованием установочного диска, к которому присоединен генератор. Установка дополнительно содержит опорную доску с продольным прямоугольным вырезом посередине и две подставки. Опорная доска имеет длину, превышающую длину проруби в направлении течения воды в реке. Посредством двух продольных и поперечной поверхностей выреза доска имеет возможность взаимодействия с внешней поверхностью корпуса. Подставки имеют возможность взаимодействия с опорной доской и установочным диском и размещены перпендикулярно оси симметрии опорной доски. Изобретение направлено на создание простой гидроэнергетической установки с возможностью ее использования для выработки электроэнергии за счет энергии гидравлического потока реки, покрытой льдом. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к гидроэнергетике, в частности к конструкциям устройств для выработки электроэнергии за счет энергии гидравлического потока реки, покрытой льдом.

Известна установка для использования энергии потока воды «Тунгуска», содержащая заякоренный плавучий корпус и лопастные колеса, кинематически связанные с электрогенераторами (а.с. СССР №1624198, F03B 17/06, 30.01.1991) /1/.

Недостатком указанной установки является то, что она не приспособлена к использованию в зимний период, когда река покрыта льдом.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является установка, содержащая лопастное колесо и кинематически связанный с ним электрогенератор. Причем лопастное колесо погружено в поток воды под ледяным покровом реки так, что его ось вращения вертикальна. Лопасти колеса выполнены с возможностью преобразования энергии потока воды в механическую энергию вращательного движения колеса. При этом колесо посредством вала, установленного в корпусе на подшипниках, кинематически связано с генератором, а корпус вертикально зафиксирован в ледяном покрове реки таким образом, что его верхняя часть вместе с генератором размещена над поверхностью ледяного покрова (Патент RU №2065076, F03B 7/00, F03B 17/06, 23.04.1993) /2/.

Недостатком известного устройства является то, что оно имеет сложную и дорогостоящую конструкцию.

Задачей изобретения является создание простой гидроэнергетической установки с возможностью ее использования для выработки электроэнергии за счет энергии гидравлического потока реки, покрытой льдом.

Сущность изобретения заключается в следующем. Верхняя часть цилиндрического корпуса выполнена с образованием установочного диска, к которому присоединен генератор. Кроме того, установка дополнительно содержит опорную доску с продольным прямоугольным вырезом посередине и две подставки. При этом опорная доска имеет длину, превышающую длину проруби в направлении течения воды в реке. Посредством двух продольных и поперечной поверхностей выреза доска имеет возможность взаимодействия с внешней поверхностью цилиндрического корпуса. Причем указанная доска размещена горизонтально на ледяном покрове реки таким образом, что ее ось симметрии совпадает с направлением течения воды в реке, а вырез направлен вниз по течению воды в реке. Подставки имеют возможность взаимодействия с опорной доской и установочным диском и размещены перпендикулярно оси симметрии опорной доски, одна из них - со стороны выреза на указанной доске, а другая - с противоположной стороны. Для обеспечения возможности погружения установки в воду на различную глубину в ее состав входят подставки, имеющие разные размеры по высоте. В совокупности это позволяет создать простую гидроэнергетическую установку с возможностью ее использования для выработки электроэнергии за счет энергии гидравлического потока реки, покрытой льдом.

На фиг. 1, 2 и 3 изображена установка для преобразования энергии потока воды под ледяным покровом реки, в частности на фиг. 1 дан ее продольный разрез, на фиг. 2 и 3 показаны соответственно разрезы А-А и Б-Б.

Установка состоит из лопастного колеса, включающего в себя лопасти 1, жестко присоединенные к диску 4, выполненному в виде спиц, вала 9, цилиндрического корпуса 2 и генератора 3. Лопастное колесо погружено в поток воды под ледяным покровом 7 реки и размещено таким образом, что его ось вращения вертикальна. Лопасти 1 колеса выполнены с возможностью преобразования энергии потока воды в механическую энергию вращательного движения колеса. Для этого они имеют выпуклую, например полусферическую, форму и расположены таким образом, что в плоскости сечения, перпендикулярной направлению течения воды, одна лопасть 1 всегда направлена выпуклостью по направлению течения, а другая - против течения (направление течения показано на фиг. 1, 2 и 3 прямой стрелкой). При этом колесо посредством вала 9, установленного в корпусе 2 на подшипниках (не показаны), кинематически связано с генератором 3, а корпус 2 вертикально зафиксирован в ледяном покрове 7 таким образом, что его верхняя часть вместе с генератором 3 размещена над поверхностью ледяного покрова 7. Верхняя часть корпуса 2 выполнена с образованием установочного диска 4, к которому присоединен генератор 3. Кроме того, установка дополнительно содержит опорную доску 6 с продольным прямоугольным вырезом посередине и две подставки 5. При этом доска 6 имеет длину, превышающую длину проруби в направлении течения воды в реке. Посредством двух продольных и поперечной поверхностей выреза доска 6 имеет возможность взаимодействия с внешней поверхностью корпуса 2. Причем указанная доска 6 размещена горизонтально на ледяном покрове 7 реки таким образом, что ее ось симметрии совпадает с направлением течения воды в реке, а вырез направлен вниз по течению воды. Подставки 5 имеют возможность взаимодействия с доской 6 и диском 4 и размещены перпендикулярно оси симметрии доски 6, одна из них - со стороны выреза на указанной доске - за корпусом 2, а другая - с противоположной стороны - перед указанным корпусом. Подставки 5, входящие в состав установки, могут иметь различные размеры по высоте.

Принцип работы установки следующий. Под ледяным покровом 7 перемещается вода по направлению, показанному прямой стрелкой. Указанные форма лопастей и порядок их размещения обеспечивают возможность преобразования энергии потока воды в механическую энергию вращательного движения колеса. Колесо вращается по направлению полукруглой стрелки или по часовой стрелке (фиг. 2) за счет образования крутящего момента вследствие того, что сила воздействия (давление) потока воды на лопасти 1, направленные выпуклостью по направлению течения, больше, чем на лопасти 1, выпуклость которых направлена против течения. Это обусловлено тем, что лопасти 1 с выпуклостью, направленной против течения, обладают большей обтекаемостью и, следовательно, меньшим сопротивлением. Крутящий момент колеса передается через вал 9 на генератор 3, который вырабатывает электрический ток.

Установку устанавливают в поток воды в следующем порядке. Вырубают прорубь 11 по форме прямоугольника (фиг. 1 и 3), размеры которого обеспечивают возможность пропуска лопастного колеса под ледяной покров 7. Погружают колесо в воду, не достигая грунта 8 реки. При этом корпус 2 выставляют вертикально, прижимая его к нижней (по течению реки) кромке проруби 11. После чего установку фиксируют в данном положении доской 6, которую размещают горизонтально на ледяном покрове 7 реки таким образом, что ее ось симметрии совпадает с направлением течения, а вырез направлен вниз по течению воды в реке. Поскольку доска 6 имеет длину, превышающую размер проруби 11 в направлении течения воды в реке, то ее концы выступают за кромки проруби 11. Посредством двух продольных и поперечной поверхностей выреза доска 6, взаимодействуя с внешней поверхностью корпуса 2, фиксирует его в заданном положении. Устанавливают подставки 5 между доской 6 и диском 4 перпендикулярно оси симметрии доски 6, одну из которых размещают со стороны выреза на указанной доске, а другую - с противоположной стороны. При этом подставки 5, входящие в состав установки, подбирают по высоте с учетом глубины воды в реке. Спустя некоторое время прорубь 11 замерзает, что дополнительно фиксирует установку. Весной установку демонтируют: вырубают ее изо льда.

На основе предложенных технических решений представляется возможным создать простую гидроэнергетическую установку с возможностью ее использования для выработки электроэнергии за счет энергии гидравлического потока реки, покрытой льдом.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. АС СССР №1624198, F03B 17/06, 30.01.1991.

2. Патент RU №2065076, F03B 7/00, F03B 17/06, 23.04.1993. - прототип.

1. Установка для преобразования энергии потока воды под ледяным покровом реки, содержащая лопастное колесо и кинематически связанный с ним электрогенератор, при этом лопастное колесо погружено в поток воды под ледяным покровом реки, лопасти колеса выполнены с возможностью преобразования энергии потока воды в механическую энергию вращательного движения колеса, лопастное колесо посредством вала, установленного в цилиндрическом корпусе на подшипниках, кинематически связано с генератором, а цилиндрический корпус вертикально зафиксирован в ледяном покрове таким образом, что его верхняя часть вместе с генератором размещена над поверхностью ледяного покрова, отличающаяся тем, что верхняя часть цилиндрического корпуса выполнена с образованием установочного диска, к указанному диску присоединен генератор, кроме того, установка дополнительно содержит опорную доску с продольным прямоугольным вырезом посередине и две подставки, при этом опорная доска имеет длину, превышающую длину проруби в направлении течения воды в реке, посредством двух продольных и поперечной поверхностей выреза имеет возможность взаимодействия с внешней поверхностью цилиндрического корпуса, причем указанная доска размещена горизонтально на ледяном покрове реки таким образом, что ее ось симметрии совпадает с направлением течения воды в реке, а вырез направлен вниз по течению воды в реке, при этом подставки имеют возможность взаимодействия с опорной доской и установочным диском и размещены перпендикулярно оси симметрии опорной доски, одна из них - со стороны выреза на указанной доске, а другая - с противоположной стороны.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что в ее состав входят подставки, имеющие различные размеры по высоте.



 

Похожие патенты:

Электрическая станция относится к области малой энергетики, а именно к установкам по использованию энергии стока рек. Электрическая станция содержит корпус, установленный в нем гидродвигатель 27 с рабочим органом, электрогенератор 18, установленный над гидродвигателем 27.

Изобретение относится к гидроэнергетическим установкам и способам производства электроэнергии. Основным элементом гидроэнергетической установки является аэродинамическая поверхность в форме крыла, в теле которого выполнен канал, соединяющий противоположные поверхности крыла.

Изобретение может быть использовано в гидроэнергетике в качестве устройства для преобразования энергии самотечного водного потока в электроэнергию. Бесплотинная гидроэлектростанция содержит лопастное колесо и корпус, установленный на опоре.

Изобретение относится к области малой энергетики, а именно к средствам преобразования энергии текущей воды в электрическую энергию, и может быть использовано для установки в русла рек.

Мини-гэс // 2533281
Изобретение относится к преобразователям энергии потока, расположенным вдоль него и отбирающим гидравлическую энергию на расстоянии, определенном длиной преобразователя.

Устройство относится к области энергетики и предназначено для получения электрической энергии от водных потоков: ручьев, рек, морских течений и приливов, а также воздушных потоков.

Изобретение относится к гидроэнергетике, конкретно к способам использования водных ресурсов для генерирования электрической энергии, и может быть использовано для получения электрической энергии, пригодной для снабжения небольших поселков, метеостанций, обсерваторий и других удаленных объектов.

Изобретение относится к области гидроэнергетики. Гидроаккумулирующая электростанция на равнинных реках содержит русловые гидроэнергоагрегаты, включающие осевые насосы, приводящиеся во вращение русловыми гидроколесами через мультипликаторы.

Изобретение относится к использующей течение воды энергоустановке. Энергоустановка (10) предназначена для размещения под водой и содержит лопасти или лопатки (12), прикрепленные к вращающейся замкнутой цепи (14), и по меньшей мере один генератор (60), предназначенный для выработки электроэнергии и соединенный с замкнутой цепью (14).

(57) Изобретение относится к области малой энергетики, а именно к установкам по использованию энергии стока рек. Гидроэлектрическая станция по выработке электроэнергии состоит из блока лопастных винтов 6 осевого типа, размещенных внутри корпуса 7 и сопла.

Изобретение относится к области систем генерирования электроэнергии во время смены уровней воды в судоходных шлюзах. Система генерирования электроэнергии в судоходном шлюзе содержит по крайней мере одну судоходную камеру шлюза для соединения первого судоходного водоема с высоким уровнем воды и второго судоходного водоема с низким уровнем воды, водопропускной проход с турбиной и отверстиями, по крайней мере по одному отверстию у водоемов соответственно и два отверстия у судоходной камеры шлюза, а также блок управления шлюзом, первый выход которого соединен с турбиной.

Изобретение относится к гидроэнергетике, а именно к способам использования водных ресурсов малых рек и техногенных потоков для генерирования электрической энергии.

Изобретение относится к области гидроэнергетики, в частности к строительству низконапорных гидроэлектростанций. При осуществлении способа строительства ОПЭС, совмещенной с СПК 1, все составляющие строящегося объекта в виде готовых железобетонных или металлических блоков от завода до места сборки доставляют наплавным способом.

Изобретение относится к области гидромашиностроения в части возобновляемых источников энергии. Гидропульсор содержит подвод 1, направляющий аппарат 2 с лопатками 3, образующими центростремительные сливные каналы 4, размещенными над этими каналами 4 лопатками 5, образующими центростремительные напорные каналы, и установленное на валу 22 рабочее колесо 8 с основными 10 и дополнительными лопастями, образующими сливные 11 и напорные центростремительные каналы гидротурбинной ступени колеса, причем выход каналов 11 выполнен в диффузор отсасывающей трубы 26, с размещенными над напорными каналами радиальными лопастями центробежной напорной насосной ступени колеса.

Изобретение относится к области гидромашиностроения в части возобновляемых источников энергии. Гидропульсор содержит подвод 1, направляющий аппарат 2 с лопатками 3, образующими центростремительные сливные каналы, размещенными над этими каналами лопатками, образующими центростремительные напорные каналы 6, и рабочее колесо 8 с лопастями 10, образующими сливные и напорные центростремительные каналы 11 и 14 гидротурбинной ступени колеса, причем выход сливных каналов 11 выполнен в отсасывающую трубу 26, с размещенными над напорными каналами 14 радиальными лопастями центробежной напорной насосной ступени колеса.

Изобретение относится к области гидромашиностроения в части возобновляемых источников энергии. Гидропульсор содержит подвод 1, направляющий аппарат 2 с лопатками 3, образующими центростремительные сливные каналы, размещенными над этими каналами лопатками, образующими центростремительные напорные каналы 6, и установленное на валу 22 рабочее колесо 8 с лопастями 10, образующими сливные и напорные центростремительные каналы 11 и 14 гидротурбинной ступени колеса, причем выход каналов 11 выполнен в диффузор отсасывающей трубы 26 с размещенными над каналами 14 радиальными лопастями центробежной напорной насосной ступени колеса.

Изобретение относится к области возобновляемых источников энергии и пресной воды и сборников атмосферной влаги. Летный сборник атмосферной воды содержит основное матерчатое полотно, прикрепленный к нему граничный торовый баллон, тросовую обвязку крепления к подъемному аэростату и привязному тросу.

Изобретение относится к гидроэнергетике, конкретно к способам использования водных ресурсов для генерирования электрической энергии, и может быть использовано для получения электрической энергии, пригодной для снабжения небольших поселков, метеостанций, обсерваторий и других удаленных объектов.

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть применено при строительстве ГЭС в любой местности. Способ включает строительство каскада небольшой емкости водохранилищ, которые строятся на боковых притоках реки, складках местности или логах, в стороне от основного русла рек.

Изобретение относится к гидроэнергетике, в частности к конструкциям устройств для выработки электроэнергии. Понтонная гидроэнергетическая установка содержит заякоренный плавучий корпус и лопастные колеса 6, связанные с электрогенераторами.

Наплавная микрогидросолнечная электростанция относится к возобновляемым источникам энергии и предназначена для снабжения электроэнергией малой мощности жилых и нежилых помещений, электрических и электронных приборов, устройств уличного освещения, а также объектов социально-бытового назначения и полевого базирования, расположенных вблизи равнинных текущих рек, ручьев, протоков, водосбросов. Электростанция использует два источника возобновляемой энергии, в частности, энергию воды и Солнца одновременно. Энергия воды извлекается с помощью двухъярусной турбины Угринского с лопастями гидродинамического профиля, причем лопасти одного яруса повернуты относительно другого яруса на 90°, что устраняет неравномерность скорости вращения этой турбины. Преобразование энергии воды непосредственно в электричество осуществляется с помощью магнитоэлектрического генератора. Энергия Солнца извлекается с помощью использования солнечных фотоэлектрических модулей, размещенных на внешней поверхности полусферического купола, который расположен на полом цилиндрическом корпусе над роторами Угринского. Внутри полусферического купола располагается генератор, вал которого соединен с единым валом роторов Угринского. Изобретение направлено на получение энергоэффективной единой конструкции по выработке электроэнергии от возобновляемых источников энергии воды и Солнца. 3 з. п. ф-лы, 8 ил.
Наверх