Прибойная гидроэлектростанция



Прибойная гидроэлектростанция
Прибойная гидроэлектростанция

 


Владельцы патента RU 2613476:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" (RU)

Изобретение относится к гидроэнергетике, а именно к использованию энергии прибойного потока у берегов морей, океанов и крупных водоемов путем ее преобразования в электроэнергию. Под действием прямого прибойного потока внешний цилиндрический ротор (11) вращается. Собачки находятся в зацеплении с зубьями храповых колес (12), вращающий момент передается на внутренний цилиндрический ротор (10). Через вал (9) и механический редуктор (7) вращающий момент передается на маховик (5), вертикальный вал (4) и электрогенератор (3), который вырабатывает электрический ток. Во время действия обратного прибойного потока собачки выходят из зацепления с зубцами и вращающий момент на внутренний цилиндрический ротор (10) не передается, и последний продолжает вращаться по инерции благодаря энергии, запасенной маховиком (5). Изобретение направлено на обеспечение высокой эффективности работы прибойной гидроэлектростанции. 2 ил.

 

Изобретение относится к гидроэнергетике, а именно к использованию энергии прибойного потока у берегов морей, океанов и крупных водоемов путем ее преобразования в электроэнергию.

Известно устройство для использования энергии прибоя (SU 1192463, F03B 13/12, 23.07.1987), содержащее рычаг, закрепленную на нем качающуюся лопасть и поршневой насос, поршень которого кинематически связан с рычагом. Лопасть снабжена механизмом регулирования ее длины, выполненным в виде установленного на рычаге сервомотора, шток которого соединен с лопастью, последняя установлена с возможностью перемещения вдоль рычага, кинематическая связь поршня насоса с рычагом выполнены в виде кривошипа, а насос расположен над уровнем воды.

Из-за одновременного воздействия на лопасть прямого и обратного прибойных потоков данное устройство характеризуется недостаточной эффективностью работы.

Известна прибойная гидроэлектростанция (RU 2009367, F03B 13/12, F03B 13/18, 15.03.1994), выбранная в качестве прототипа, состоит из двух укрепленных в зоне прибоя на некотором расстоянии друг от друга вертикальных опор, к одной из которых ниже уровня поверхности воды шарнирно крепится качающаяся лопасть, а к другой - качающийся поршневой насос, шток которого в свою очередь шарнирно соединен с лопастью. Рабочая поверхность лопасти выполнена переменной с помощью силового гидроцилиндра. Выше уровня поверхности воды на вертикальных опорах крепится площадка, на которой установлены гидротурбина, соединенная с помощью компенсатора с поршневым насосом, и связанный с ней электрогенератор. Направление створа, в котором находятся обе опоры, перпендикулярно направлению прямого и обратного прибойных потоков - наката и отката, преобладающему в месте установки гидроэлектростанции.

Недостатком описанной прибойной гидроэлектростанции является невысокая эффективность ее работы, обусловленная потерями энергии при закачке воды в гидротурбину, расположенную над уровнем поверхности воды.

Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности работы прибойной гидроэлектростанции за счет прямого преобразования энергии прибоя в электрическую благодаря преобразованию возвратно-вращательного движения в прерывистое вращательное движение, имеющее одно направление.

Технический результат достигается тем, что в прибойной гидроэлектростанции, содержащей площадку, установленную в зоне прибоя на вертикальных опорах выше уровня поверхности воды, на которой расположен электрогенератор, выполненный по вертикальной схеме, вал электрогенератора снабжен маховиком и соединен с ведущим валом механического редуктора, ведомый вал которого соединен с валом внутреннего цилиндрического ротора, расположенного внутри внешнего цилиндрического ротора, находящегося ниже уровня воды, на краях внешней поверхности внутреннего цилиндрического ротора жестко закреплены кольцеобразные храповые колеса, а на краях внутренней поверхности внешнего цилиндрического ротора закреплены собачки, с возможностью вращения вокруг своих осей.

На фиг. 1 показан главный вид прибойной гидроэлектростанции, а на фиг. 2 - фрагмент храпового колеса и собачки.

Прибойная гидроэлектростанция содержит площадку 1 (фиг. 1), установленную в зоне прибоя на вертикальных опорах 2 выше уровня поверхности воды. На площадке 1 расположен электрогенератор 3, выполненный по вертикальной схеме, например, подвесного или зонтичного исполнения (Вольдек А.И. Электрические машины. Л.: Энергия, 1978. С. 375). Вертикальный вал 4 электрогенератора 3 снабжен маховиком 5 и соединен с ведущим валом 6 механического редуктора 7, например, с зубчато-винтовой, гипоидной или червячной передачей (Решетов Д.М. Детали машин. М.: Машиностроение, 1989. С. 150-249), ведомый вал 8 которого соединен с валом 9 внутреннего цилиндрического ротора 10, расположенного внутри внешнего цилиндрического ротора 11. Внешний цилиндрический ротор 11 установлен ниже уровня воды. Цилиндрические роторы 10 и 11 ориентированы перпендикулярно направлению прямого и обратного прибойных потоков (наката и отката), преобладающему в месте установки прибойной гидроэлектростанции.

На краях внешней поверхности внутреннего цилиндрического ротора 11 жестко закреплены кольцеобразные храповые колеса 12 (фиг. 2) с зубьями 13, а на краях внутренней поверхности внешнего цилиндрического ротора 11 (фиг. 1) закреплены собачки 14, установленные с возможностью вращения вокруг своих осей 15.

Прибойная гидроэлектростанция работает следующим образом. При действии прямого прибойного потока на внешний цилиндрический ротор 11 последний приходит во вращение. Т.к. собачки 14 (фиг. 2) находятся в зацеплении с зубьями 13 храповых колес 12, вращающий момент с внешнего цилиндрического ротора 11 (фиг. 1) передается на внутренний цилиндрический ротор 10. Через вал 9 и механический редуктор 7 вращающий момент передается на маховик 5, вертикальный вал 4 и электрогенератор 3, в результате последний начинает вырабатывать электрический ток.

Во время действия обратного прибойного потока на внешний цилиндрический ротор 11 собачки 14 (фиг. 2) выходят из зацепления с зубцами 13 храповых колес 12, и вращающий момент на внутренний цилиндрический ротор 10 (фиг. 1) не передается, и последний продолжает вращаться по инерции благодаря энергии, запасенной маховиком 5.

Т.к. в конструкцию заявляемой прибойной гидроэлектростанции не входит гидротурбина, которая у прототипа расположена выше уровня воды, отпадает необходимость закачивания воды выше уровня воды, а следовательно, отсутствуют потери энергии, обусловленные данной операцией. В результате этого работа данной прибойной гидроэлектростанции осуществляется с высокой эффективностью.

Прибойная гидроэлектростанция, содержащая площадку, установленную в зоне прибоя на вертикальных опорах выше уровня поверхности воды, на которой расположен электрогенератор, отличающаяся тем, что электрогенератор выполнен по вертикальной схеме, вал электрогенератора снабжен маховиком и соединен с ведущим валом механического редуктора, ведомый вал которого соединен с валом внутреннего цилиндрического ротора, расположенного внутри внешнего цилиндрического ротора, находящегося ниже уровня воды, на краях внешней поверхности внутреннего цилиндрического ротора жестко закреплены кольцеобразные храповые колеса, а на краях внутренней поверхности внешнего цилиндрического ротора закреплены собачки, установленные с возможностью вращения вокруг своих осей.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области силовых механизмов, а именно к ветряным и водяным двигателям. Установка предназначена для преобразования энергии потока воды или ветра и содержит основание 1, вал 3, ротор 4, жестко установленный на валу 3 с возможностью вращения вокруг своей оси, лопасти 10, установленные с возможностью изменения своего положения по отношению к потоку, нагрузочное устройство.

Изобретение относится к гидроэнергетике и может быть использовано при производстве электроэнергии на реках. Гидроэлектростанция состоит из одного и более рядов цепочек плавучих гидротурбинных модулей, приводящих во вращение электрогенератор.

Изобретение относится к гидродинамической машине с двумя или более рабочими колесами. Машина содержит корпус (2), по крайней мере два рабочих колеса (3, 4), по крайней мере две лопасти (6), установленные с возможностью вращения, равномерно расположенные вдоль окружности колес (3, 4), оси которых параллельны оси рабочего колеса.

Изобретение относится к области малой гидроэнергетики. Направляющий аппарат микрогидроэлектростанции образован совокупностью продольно ориентированных ребер, формирующих совокупность направляющих каналов для подачи ускоренных струй воды к лопаткам рабочего колеса гидротурбины и размещенных в кольцевом пространстве между наружной и внутренней оболочками базового корпуса агрегата, концентрически охватывающими мультипликатор и электрогенератор.

Изобретение относится к гидроэлектрической турбине для генерации электричества путем извлечения мощности из приливного потока воды через турбину. Технический результат - устранение электрического дисбаланса катушек вследствие эксцентричного вращения ротора.

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

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 области водного транспорта и касается способа транспортировки системы (12) гидроэлектрической турбины, а также судна (10), пригодного для использования при реализации указанного способа, причем судно включает в себя секцию (28), которая выполнена с возможностью подъема и которая обеспечивает возможность прохождения судна над частью основания (16) указанной системы (12) гидроэлектрической турбины при нахождении в заполненном водой сухом доке, при этом указанная часть основания (16) выступает над уровнем воды в доке.

Изобретение относится к системе использования динамической силы текучей среды на плавучей конструкции и судну, приводимому в движение ветром, в котором используется система динамической силы текучей среды.

Изобретение относится к области гидротехнического строительства и гидроэнергетики. Существующее устройство предназначено для технологичного создания на приливной акватории напора между морем и бассейном, отсекаемым плотиной, и пропуска расхода воды через четыре водовода энергоблока с установленными последовательно в три ряда по 4 штуки недорогих и легкозаменяемых вододвигателей с изменяемой геометрией лопасти, чтобы напор от толщи приливной и отливной воды использовался многократно.

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.

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.

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 гидроэнергетике. Гидроэнергетическая установка содержит установленные на раме 6 гидротурбину 1, выполненную с возможностью вращения вокруг горизонтальной оси, кинематически связанную с электрогенератором 2, формирователь потока 5, выполненный в форме конфузора, сообщенного с рабочим каналом, в котором размещена гидротурбина 1, якорное устройство, балластные емкости 11 и руль.

Изобретение относится к альтернативным источникам электроэнергии, в частности к приливным электростанциям. Способ заключается в том, что часть акватории бассейна, закрытого дамбой со стороны моря, с впадающей в него рекой, выход в море которой осуществляется через установленные в дамбе откидные или понтонные затворы только при отливе, вместе с руслом реки от ее устья и до дамбы отсекают плотиной, предназначенной для создания со стороны речного русла верхнего бьефа.

Изобретение относится к гидравлическому аппарату для извлечения энергии из движения волн. Автоматически регулирующийся гидравлический аппарат 200 для преобразования энергии волн содержит насос 201, предназначенный для перекачивания через гидравлический аппарат 200 текучей среды.
Наверх