Микрогидроэлектростанция речная русловая



Микрогидроэлектростанция речная русловая
Микрогидроэлектростанция речная русловая
Микрогидроэлектростанция речная русловая

 


Владельцы патента RU 2619966:

Кудряшов Дмитрий Петрович (RU)
Васильев Анистрад Григорьевич (RU)

Изобретение относится к гидроэнергетике и предназначено для обеспечения электрической энергией небольших населенных пунктов, лагерей геологов, охотников, рыбаков, леспромхозов преобразованием энергии русловых потоков реки в электрическую. Микрогидроэлектростанция (микроГЭС) речная русловая содержит корпус 1 в виде цилиндрической оболочки, состоящий из двух половинок – турбины 5 с лопастями 7 и машинного отделения с генератором 27, закрытой с концов невращающимися оголовками 2 и 3, связанными жестко болтами 35 с кольцевыми головками 37 для якорных шестов 38 с ограничителями. Осевая турбина 5 установлена на сквозной полой оси 4, имеющей на концах внутреннюю резьбу для законтрированных болтов 35. Изобретение направлено на разработку компактной с упрощенным цилиндрическим корпусом надежной микроГЭС для бесперебойного электроснабжения потребителей. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Изобретение относится к гидроэнергетике и предназначено для обеспечения электрической энергией небольших населенных пунктов, лагерей геологов, охотников, рыбаков, леспромхозов преобразованием кинетической энергии русловых потоков реки в электрическую.

Известна микрогидроэлектростанция (микроГЭС), содержащая гидротурбину с лопастями и машинное отделение, удерживаемые якорями, при этом корпус выполнен в виде капсулы и состоит из двух частей - гидротурбины с лопастями и машинного отделения с размещенными в нем мультипликатором, генератором, инвертором с аккумулятором (GB 2422878 А, 09.08.2006, F03B 13/10).

Неясно, как герметизировано машинное отделение и достигается плавучесть микроГЭС, т.к. машинное отделение перегружено мультипликатором, аккумулятором.

Известна микроГЭС, разработанная в нескольких вариантах (горизонтальная, вертикальная), где корпус выполнен в виде оболочки дирижабля, его части выполнены из двух половинок для обеспечения компактности, причем гидротурбина установлена в задней части (US 3209156 А, 28.09.1965, F03B 13/10).

Неясно, как соединены части микроГЭС и зафиксированы от самопроизвольного разъединения.

Известна микроГЭС, принятая за ближайший аналог, содержащая корпус в виде капсулы в форме оболочки дирижабля, состоящая из двух половинок - гидротурбины с лопастями и машинного отделения с размещенными в нем мультипликатором, генератором, инвертором с аккумулятором, и удерживаемая в русле речки якорными шестами, вставленными в отверстия кольцеобразных головок болтов, навернутых в невращающиеся оголовки (RU 256627 С1, 20.10.2015, F03B 13/10).

Трудно изготовить динамически уравновешенный корпус в виде капсулы дирижабля, небольшое количество лопастей, неясно, что конструктивно представляет мультипликатор.

Задачей изобретения является разработка компактной с упрощенным цилиндрическим корпусом надежной микроГЭС для бесперебойного электроснабжения потребителей.

Технический результат достигается тем, что в речной русловой микроГЭС, содержащей корпус в виде цилиндрической оболочки, состоящей из двух половинок - гидротурбины с лопастями и машинного отделения с генератором, закрытой с концов не вращающимися оголовками, связанными жестко болтами с кольцевыми головками для якорных шестов с ограничителями, а осевая турбина установлена на сквозной полой оси, имеющей на концах внутреннюю резьбу для законтрированных болтов. Подшипники осевой турбины зафиксированы на оси при помощи стопорных шайб. Увеличение частоты вращения вала генератора достигнута установкой на внутренней стороне обечайки турбины большого колеса со внутренними зубьями, зацепляющимися с зубьями шестерни малого диаметра, на противоположном конце вала которого шестерня большего диаметра приводит во вращение шестерню малого диаметра вала генератора. Герметизация щели между передним оголовком и диском турбины достигнута прижатием сальника пружинной пластинкой к боковой поверхности диска турбины, и на диске турбины выполнена спиральная канавка, отгоняющая при работе проникшую внутрь воду наружу, а герметизация зазоров между полой осью и ступицами дисков турбины, а также перегородкой генераторного отсека выполнена при помощи сальников.

На фиг. 1 представлен общий вид микрогидроэлектростанции в разрезе (вид сбоку), на фиг. 2 - разрез по А-А осевой гидротурбины, на фиг. 3 - разрез по Б-Б мультипликатора, на фиг. 4 - лопасть гидротурбины, на фиг. 5 - схема действия сил на лопасть осевой гидротурбины.

Корпус 1 микрогидроэлектростанции имеет форму полого цилиндра, закрытого передним 2 и задним 3 оголовками. Вращающаяся на полой оси 4 осевая гидротурбина 5 имеет цилиндрическую обечайку 6, на которой смонтированы изогнутые лопасти 7, воспринимающие напор потока речной воды, удерживаемые на концах кольцом 8. Передний 9 и задний 10 диски турбины жестко, но с возможностью разборки-сборки, соединены с обечайкой 6, ступицы 11 и 12 дисков турбины установлены на полой оси 4 на закрытых подшипниках качения 13 и 14, которые ограничены от продольного смещения стопорными кольцами 15 и защищены от попадания воды уплотнительными сальниками 16. На переднем оголовке 2 защитой от попадания воды на подшипник 13 служит пружинная пластинка 17 с сальником 18 и спиральная канавка 19 выталкивания воды на передней поверхности диска 19. Мультипликатор (устройство для увеличения частоты вращения) имеет зубчатое колесо 20 с внутренними зубьями, жестко закрепленное на внутренней поверхности обечайки 6 за диском 10 и зацепленное с шестерней 21 малого диаметра на валу 22, вращающего на игольчатых подшипниках 23 корпуса 24. На другом конце вала 22 шестерня большего диаметра 25 зацепляется с шестерней 26 малого диаметра на валу генератора 27. Дисковая перегородка 28 генераторного неподвижного отсека 29 жестко соединена с корпусом 1 и для герметичности на ступице имеет сальник 30. Кабель 31 выведен через неподвижный корпус 29 через уплотнительное кольцо 32 наружу. Грузовые вставки 33 и 34 оголовков установлены на оси 4 с натягом. В резьбовые концы оси 4 ввернуты болты 35 и зафиксированы гайками 36. Болты 35 имеют кольцевые головки 37 для установки направляющих - удерживающих шестов 38 с ограничительными по высоте кольцами 39. Оголовки 2 и 3 могут изготовляться конусной формы.

На лопасть гидротурбины (фиг. 5) действует активная сила Fa (суммарная сила воздействия потока воды на вогнутую поверхность лопасти) и центробежная сила Fz (суммарная сила воздействия потока воды на выпуклую поверхность лопасти, используется «эффект ложки» - притяжение вертикальной струей ложки). Эти силы разлагаются на составляющие: и - силы, направленные по оси турбины; и - силы, направленные поперек оси турбины и образующие крутящий Fкр. (вращающий) момент.

МикроГЭС устанавливается на перекате речки. Углубляют русло речки, уменьшая ширину. Глубина должна быть в межень немного больше, чем диаметр осевой турбины. Предусматривается пропуск или задержка сплавника, предохраняя турбину от забивания. Регулируют плавучесть микроГЭС, его масса должна незначительно превышать подъемную силу. Затем забивают в дно реки вертикально якорные шесты 38 через кольцевые головки 35 болтов 35. Устанавливают ограничительные кольца 39. Кабель 31 выводят на берег и соединяют с аккумулятором и инвертером. Шестеренный мультипликатор значительно увеличивает обороты генератора до 700…1000 мин-1. Проводят динамическую балансировку турбины микроГЭС. Выполнение корпуса микроГЭС цилиндрической формы, а оголовков - конусной формы значительно облегчает изготовление микроГЭС.

1. Микрогидроэлектростанция (микроГЭС) речная русловая, содержащая корпус в виде цилиндрической оболочки, состоящий из двух половинок - гидротурбины с лопастями и машинного отделения с генератором, закрытой с концов невращающимися оголовками, связанными жестко болтами с кольцевыми головками для якорных шестов с ограничителями, отличающаяся тем, что осевая турбина установлена на сквозной полой оси, имеющей на концах внутреннюю резьбу для законтрированных болтов.

2. МикроГЭС по п. 1, отличающаяся тем, что подшипники осевой турбины зафиксированы на оси при помощи стопорных шайб.

3. МикроГЭС по п. 1, отличающаяся тем, что увеличение частоты вращения вала генератора достигнута установкой на внутренней стороне обечайки турбины большого колеса с внутренними зубьями, зацепляющимися с зубьями шестерни малого диаметра, на противоположном конце вала которого шестерня большего диаметра приводит во вращение шестерню малого диаметра вала генератора.

4. МикроГЭС по п. 1, отличающаяся тем, что герметизация щели между передним оголовком и диском турбины достигнута прижатием сальника пружинной пластинкой к боковой поверхности диска турбины и на диске турбины выполнена спиральная канавка, отгоняющая при работе проникшую внутрь воду наружу, а герметизация зазоров между полой осью и ступицами дисков турбины, а также перегородкой генераторного отсека выполнена при помощи сальников.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к гидроэнергетике и может быть использовано для преобразования кинетической энергии потоков воды в электроэнергию. Гидроэнергетическая установка содержит установленные на водоизмещающем основании две гидротурбины 1, размещенные симметрично относительно продольной оси 4, вдоль которой ориентированы оси 3 их вращения, выполненные с возможностью вращения в противоположные стороны, кинематически связанные с электрогенератором 5, якорное устройство 6, балластные емкости 7.

Изобретение относится к гидроэнергетике и может быть использовано для выработки электроэнергии без строительства плотин. Гидроэлектростанция содержит идентичные блоки.

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

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.

Высокое давление под водой в водоеме с большой глубиной преобразуют в электроэнергию при помощи настоящего способа. Погружают в указанный водоем множество преобразователей давления.

Изобретение относится к области ветровых или гидравлических энергетических установок. Ортогональная турбина по первому варианту содержит изогнутую по цилиндрической винтовой линии, по крайней мере, одну лопасть с аэродинамическим профилем в ее поперечном сечении, причем лопасть установлена поперек набегающего на нее потока воздуха или воды с возможностью вращения вокруг оси цилиндрической винтовой линии, а входная кромка аэродинамического профиля направлена в сторону вращения лопасти, при этом концы лопасти закреплены относительно вала, установленного с возможностью вращения, соосно оси цилиндрической винтовой спирали и соединенного с валом электрогенератора, концы лопасти закреплены относительно вала посредством консольных балок, при этом вал образован двумя полувалами, каждый из которых соединен с одной из консольных балок и установлен на своей опоре, лопасть изогнута без промежуточных опор по цилиндрической винтовой линии с постоянным радиусом кривизны так, что в каждом поперечном сечении аэродинамический профиль лопасти выполнен под острым углом наклона к касательной к окружности, описываемой входной кромкой аэродинамического профиля лопасти, при этом концы лопасти повернуты друг относительно друга на 360°.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в оборудовании для передачи электропитания к подводным нагрузкам, расположенным далеко от надводных частей платформы или от берега, требующим передачи большой мощности.

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.

Суть изобретения аналогична с функцией ГАЭС и предназначена для аккумулирования энергии альтернативных источников, а также энергии от недогруженных генерирующих мощностей, для покрытия пиковых нагрузок в электросетях и поддержки сетей от ВЭУ при недостатке или отсутствии их мощностей.

Изобретение относится к области малой гидроэнергетики. Микрогидроэлектростанция с горизонтальным расположением оси гидравлической турбины, объединяющая в едином базовом корпусе агрегата электрический генератор, содержит статор, ротор, выводной водостойкий кабель и лопастную гидравлическую турбину, кинематически связанную с ротором посредством мультипликатора, включающую рабочее колесо 31, лопасти 32, подводящую камеру, обтекатель, направляющий и спрямляющий аппараты.

Предлагаемое изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для утилизации потенциальной энергии воды глубоководных водоемов, а именно для трансформации энергии гидростатического давления воды в электрическую.

Изобретение относится к гидроэнергетике и предназначено для обеспечения электрической энергией небольших населенных пунктов, лагерей геологов, охотников, рыбаков, леспромхозов преобразованием энергии русловых потоков реки в электрическую.

Изобретение относится к способу получения вторичного энергоносителя - водорода посредством преобразования энергии ветра. Способ получения вторичного энергоносителя - водорода посредством преобразования энергии ветра включает преобразование посредством парусного движителя кинетической энергии ветра в кинетическую энергию движения судна, движущегося в районах открытого океана с мощными воздушными потоками, и затем посредством гидравлической турбины и электрогенератора в электрическую энергию, которую используют для разложения воды на водород и кислород с ожижением и накоплением водорода в криогенных резервуарах.

Группа изобретений относится к гидроэнергетике и может быть использована как самостоятельно для выработки электроэнергии, так и в составе плотинных гидроэлектростанций (ГЭС), деривационных ГЭС, свободнопоточных ГЭС в системах водоснабжения, водоотведения и водотоках каналов.

Изобретение относится к гидроэнергетике и предназначено для обеспечения электрической энергией небольших потребителей в местах, где нет линий электропередач. Всесезонная русловая микро-ГЭС содержит раздельно расположенные гидротурбину 2 в русле 1 реки и машинное отделение с мультипликатором 4, генератором 5 и инвертором 6 с аккумуляторной батареей 7 на помосте 8, расположенном на дереве или свае выше уровня паводковых вод. Передача крутящего момента от вала гидротурбины 2 к мультипликатору 4 осуществляется гибким валом, расположенным внутри трубы 11, заполненной незамерзающей жидкостью. Гидротурбина помещена в наполовину открытом корпусе и вращается на вертикальном валу. Лопасти выполнены из двух складывающихся-раскладывающихся половинок на оси со фторопластовыми втулками. Изобретение направлено на создание компактной, надежной микро-ГЭС для всесезонного электроснабжения небольших потребителей. 6 з.п. ф-лы, 8 ил.
Наверх