Речная подледная гидроэнергетическая установка



Речная подледная гидроэнергетическая установка
Речная подледная гидроэнергетическая установка
Речная подледная гидроэнергетическая установка

 


Владельцы патента RU 2597732:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение Высшего образования Иркутский государственный аграрный университет имени А.А. Ежевского (RU)

Изобретение относится к гидроэнергетике, в частности к конструкциям устройств для выработки электроэнергии за счет энергии гидравлического потока реки, покрытой льдом. Речная подледная гидроэнергетическая установка содержит лопастное колесо 1 и генератор 4. Колесо 1 погружено в поток воды под ледяным покровом реки. Лопасти колеса 1 выполнены с возможностью преобразования энергии потока воды в механическую энергию вращательного движения колеса 1. Колесо 1 посредством вала 10, установленного в цилиндрическом корпусе 2 на подшипниках, кинематически связано с генератором 4. Корпус 2 вертикально зафиксирован в ледяном покрове таким образом, что его верхняя часть вместе с генератором 4 размещена над поверхностью ледяного покрова. Верхняя часть корпуса 2 выполнена с образованием установочного диска 5. К диску 5 сверху жестко присоединен генератор 4, а снизу - три установочные лапки 3, лежащие в горизонтальной плоскости и размещенные друг относительно друга под углом 120 градусов. Свободные концы лапок 3 выступают за окружность диска 5 и выполнены с образованием отверстий под винты, которые также входят в состав установки. Изобретение направлено на создание простой гидроэнергетической установки для ее использования на реке, покрытой льдом. 1 з.п. ф-лы, 2 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).

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).

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

Задачей изобретения является создание простой и малогабаритной гидроэнергетической установки с возможностью ее использования на реке, покрытой льдом.

Это достигается тем, что в речной подледной гидроэнергетической установке, содержащей 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, согласно изобретению верхняя часть цилиндрического корпуса выполнена с образованием установочного диска, к указанному диску сверху жестко присоединен генератор, а снизу - три установочные лапки, лежащие в горизонтальной плоскости и размещенные друг относительно друга под углом 120 градусов, причем свободные концы лапок выступают за окружность диска и выполнены с образованием отверстий под винты, которые также входят в состав установки.

Кроме того, высота цилиндрического корпуса без учета высоты лапок чуть больше толщины ледяного покрова, образовавшегося к концу зимы, высота лопастного колеса с учетом длины выступающей из корпуса части вала не превышает высоты воды под ледяным покровом, образовавшимся к концу зимы.

В совокупности это позволяет создать простую и малогабаритную гидроэнергетическую установку с возможностью ее использования на реке, покрытой льдом.

На фиг. 1 и 2 изображена речная подледная гидроэнергетическая установка, в частности на фиг. 1 дан ее продольный разрез, на фиг. 2 показан вид сверху (вид А).

Установка состоит из лопастного колеса 1, погруженного в поток воды под ледяным покровом 8 реки и размещено таким образом, что колесо 1 не касается грунта реки 9, а его ось вращения вертикальна. Лопасти колеса 1 выполнены с возможностью преобразования энергии потока воды в механическую энергию вращательного движения колеса 1. При этом колесо 1 посредством вала 10, установленного в цилиндрическом корпусе 2 на подшипниках (не показаны), кинематически связано с генератором 4, а корпус 2 вертикально зафиксирован в ледяном покрове 8 таким образом, что его верхняя часть вместе с генератором 4 размещена над поверхностью ледяного покрова 8. Верхняя часть корпуса 2 выполнена с образованием установочного диска 5. К указанному диску сверху жестко присоединен генератор 4, а снизу - три установочные лапки 3, лежащие в горизонтальной плоскости и размещенные друг относительно друга под углом 120 градусов. Причем свободные концы лапок 3 выступают за окружность диска 5 и выполнены с образованием отверстий под винты (не показаны), которые также входят в состав установки.

Принцип работы установки следующий. Под ледяным покровом 8 течет вода по направлению, показанному прямой стрелкой, и вращает колесо 1. Крутящий момент колеса передается через вал 10 на генератор 4, который вырабатывает электрический ток.

Установку устанавливают в поток воды в следующем порядке. Вырубают прорубь 7 по форме прямоугольника и с образованием продольного прямоугольного выреза 6, ось симметрии которого совпадает с направлением течения воды в реке и проходит через середину проруби 7. По ширине вырез 6 выполнен с возможностью пропуска и размещения в нем корпуса 2, по длине он чуть больше радиусов диска 5 и корпуса 2. Погружают колесо 1 в прорубь 7. При этом корпус 2 заводят в вырез 6 до контакта корпуса 2 с поперечной гранью выреза 6. Устанавливают установку лапками 3 на ледяной покров 8 таким образом, чтобы ось симметрии одной лапки 3 совпадала с осью симметрии выреза 6 и эта лапка была направлена вниз по течению реки, а две другие лапки 3 были направлены навстречу течению. По отверстиям в лапках 3 высверливают углубления в ледяном покрове 8 под винты (не показаны). Фиксируют установку в заданном положении. Для этого пропускают винты через отверстия в лапках 3 и ввинчивают их в выполненные в ледяном покрове 8 углубления. Спустя некоторое время вода в вырезе бив проруби 7 замерзает, что дополнительно фиксирует установку. При этом начальная толщина ледяного покрова 8 (в момент монтажа установки) минимальна и равна Нн. К концу зимы она увеличивается до Нк, а высота воды под ледяным покровом 8 к этому времени соответственно уменьшается и составляет Нв (на фиг. 1 пунктирной линией обозначена граница между ледяным покровом 8 реки и водой в ней, образовавшаяся к концу зимы). Поэтому для обеспечения работоспособности установки в течение всей зимы высота корпуса 2 без учета высоты лапок 3 Нцк чуть больше толщины ледяного покрова 8, образовавшегося к концу зимы Нк, а высота колеса 1 с учетом длины выступающей из корпуса 2 части вала 10 Нвк не превышает высоты воды под ледяным покровом 8, образовавшимся к концу зимы Нк. Весной установку демонтируют: вырубают ее изо льда.

На основе предложенных технических решений представляется возможным создать простую и малогабаритную гидроэнергетическую установку с возможностью ее использования на реке, покрытой льдом.

1. Речная подледная гидроэнергетическая установка, содержащая лопастное колесо и кинематически связанный с ним генератор, 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 сверху жестко присоединен генератор, а снизу - три установочные лапки, лежащие в горизонтальной плоскости и размещенные друг относительно друга под углом 120 градусов, причем свободные концы лапок выступают за окружность диска и выполнены с образованием отверстий под винты, которые также входят в состав установки.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что высота цилиндрического корпуса без учета высоты лапок чуть больше толщины ледяного покрова, образовавшегося к концу зимы, высота лопастного колеса с учетом длины выступающей из корпуса части вала не превышает высоты воды под ледяным покровом, образовавшимся к концу зимы.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к гидроэнергетике, а именно к свободопоточным гидроэлектростанциям, которые размещают на равнинных реках с низкопотенциальным водным потоком.

Группа изобретений относится к установке и методу для генерирования энергии из потока жидкости. Установка для монтажа поперек пласта воды, в которой используется падение напора от напорной стороны к ненапорной стороне для генерирования электричества с использованием потока воды, содержит комплект элементов, расположенных на расстоянии друг от друга.

Группа изобретений относится к системе подъема гидроэлектрической турбины. Система 10 содержит основание В, турбину Т, установленную основании В, и раму, имеющую проем, позволяющий продвигать раму вокруг установленной на основании В турбины Т посредством указанного проема.

Преобразователь энергии содержит плотину с уровнем воды, которая содержит по меньшей мере одно окно, которое соединяет наливную емкость с выпускной емкостью через кран.

Изобретение относится к гидроэнергетике, а именно к конструкции свободнопоточных микрогидроэлектростанций, преобразующих кинетическую энергию свободного потока воды в электрическую.

Изобретение относится к способу и системе для извлечения энергии из перемещающихся текучих сред. В способе извлечения механической энергии из перемещающихся масс текучей среды, текучая среда входит в инкапсулирующее средство.

Изобретение относится к способу испытаний гидроэлектрической турбины, позволяющему выполнять испытания турбины до ее окончательной установки на дне моря путем моделирования прохождения приливно-отливных течений воды через турбину.

Группа изобретений относится к многоцелевому роторному устройству и генерирующей системе, включающей такое устройство. Многоцелевое роторное устройство содержит ротор, включающий некоторое число лопастей по окружности, и тело направления нагрузки, предназначенное для направления потока текучих сред, поступающих внутрь ротора.

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для преобразования механической энергии движения водной среды в электрическую энергию. Устройство для преобразования энергии движения водной среды 3 в электрическую энергию содержит опору 4, герметизированное гибкое полотнище 1, прикрепленное к опоре 4, вмонтированные в ткань гибкого полотнища 1 элементы-преобразователи механических воздействий на полотнище 1 в электрические сигналы, вмонтированные в ткань гибкого полотнища 1 элементы-преобразователи этих электрических сигналов в однополярный электрический ток, который подается потребителю.

Изобретение относится к области гидроэнергетики, в частности к устройствам, вырабатывающим электроэнергию за счет преобразования энергии морских волн, образующихся при приливах и отливах.

Изобретение относится к конструкциям для получения электроэнергии из возобновляемых источников. Альтернативная гидроэлектростанция содержит водохранилище верхнего бьефа 2, конструкцию для его размещения на необходимой высоте, в которую включено здание с машинным залом, гидротурбину, устройство подвода воды к гидротурбине, ветродвигатель 7 с вертикальной осью вращения, водохранилище нижнего бьефа 1.

Группа изобретений относится к области гидроэнергетики и может быть использована для получения электрической энергии от использования гидравлических потоков, в том числе с малой скоростью движения воды.

Изобретение относится к расширительным турбинам, работающим на основе криогенной жидкости. Турбина содержит рабочее колесо (6) турбины, смонтированное на вращающемся валу (8), по меньшей мере один радиальный впуск (12) для криогенной жидкости, подлежащей расширению в расширительной турбине, и сухое газовое уплотняющее средство (30) в месте вдоль вращающегося вала (8) между рабочим колесом (6) турбины и подшипниками (20 и 22).

Изобретения относятся к области ветроэнергетики и гидроэнергетики и могут быть использованы для привода различных устройств, а также для производства электроэнергии.

Изобретение относится к малой гидроэнергетике. Осевая гидротурбина содержит направляющий аппарат с внутренним корпусом 2, установленным на валу 11, рабочее колесо 5, размещенное в камере 6, с лопастями 7 криволинейной формы, закрепленными на корпусе 8, струевыравнивающую часть, выполненную из соосно расположенных внешнего корпуса 18 и внутреннего корпуса в виде втулки 19 и лопаток 20 изогнутой формы, одними концами закрепленных на втулке 19, а другими соединенных с внешним корпусом 18 резьбовыми соединениями 21.

Изобретение относится к гидроэнергетике, а именно к конструкции свободнопоточных микрогидроэлектростанций, преобразующих кинетическую энергию свободного потока воды в электрическую.

Изобретение относится к способу и системе для извлечения энергии из перемещающихся текучих сред. В способе извлечения механической энергии из перемещающихся масс текучей среды, текучая среда входит в инкапсулирующее средство.

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для преобразования механической энергии движения водной среды в электрическую энергию. Устройство для преобразования энергии движения водной среды 3 в электрическую энергию содержит опору 4, герметизированное гибкое полотнище 1, прикрепленное к опоре 4, вмонтированные в ткань гибкого полотнища 1 элементы-преобразователи механических воздействий на полотнище 1 в электрические сигналы, вмонтированные в ткань гибкого полотнища 1 элементы-преобразователи этих электрических сигналов в однополярный электрический ток, который подается потребителю.

Изобретение относится к энергетике. Магнитомеханический бойлер содержит герметичный корпус теплогенератора, заполненный магнитной жидкостью, в которую погружен его ферромагнитный ротор со сквозными каналами циркуляции магнитной жидкости внутри корпуса, который размещен в теплоизолированном баке, заполненном теплоносителем и снабженным патрубками теплогидравлической связи с потребителями тепловой энергии, на наружной поверхности ферромагнитного ротора выполнена дополнительная короткозамкнутая обмотка в виде омедненной цилиндрической поверхности, а на его нижнем торце выполнены лопасти, вал ротора гидроизолирован от соосной пропеллерной мешалки бака, на дне которого расположены теплоаккумулирующие емкости с легкоплавким веществом; в ферромагнитном статоре дополнительно выполнены сквозные продольные пазы циркуляции магнитной жидкости вдоль рабочего зазора между ротором и статором с обмотками.

Изобретение относится к способу генерации энергии. Способ генерации и аккумулирования энергии включает преобразование энергии потока воды с использованием явления гидравлического удара в напорном водоводе, накопление и хранение преобразованной энергии в герметичных воздушных емкостях под давлением.
Наверх