Всесезонная русловая микрогидроэлектростанция

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.

 

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

Известна русловая микрогидроэлектростанция (микро-ГЭС), содержащая корпус в виде капсулы, которая состоит из двух половинок - гидротурбины с лопастями и машинного отделения с размещенными в нем мультипликатором, генератором, инвертором с аккумулятором (см. RU 2565627 С1, 27.10.2014). Микро-ГЭС работает только в летнее время.

Известна также русловая микро-ГЭС, содержащая гидротурбину с расширяющимися по конической логарифмической кривой лопастями и генератором на понтоне, связанные гибким валом внутри шланга (RU 2525776 C1, 22.04.2013) - прототип.

Задачей изобретения является разработка компактной, надежной микро-ГЭС для всесезонного электроснабжения небольших потребителей.

Технический результат достигается тем, что во всесезонной русловой микро-ГЭС, содержащей раздельно расположенную гидротурбину и машинное отделение с размещенными в нем мультипликатором, генератором, инвертором с аккумулятором, кинематически связанные при помощи гибкого вала, гидротурбина помещена в наполовину открытом корпусе и вращается на вертикальном валу и лопасти выполнены из двух складывающихся-раскладывающихся половинок на оси со фторопластовыми втулками. Раскрытие половинок лопастей для получения максимального момента на валу гидротурбины и регулировки положения лопастей фиксируется ограничительными эксцентричными стержнями-прутками, закрепленными на ступице гидротурбины.

Для надежного раскрытия лопастей они связаны с ограничительными стержнями-прутками через эластичные резиновые полоски. Гидротурбина помещена в русле речки ниже уровня воды в межень (∇УВМ) и нижнего уровня льда (∇НУЛ) и закреплена на дне речки якорными колами, а машинное отделение расположено на берегу речки на дереве или свае выше уровня воды в паводок (∇УВП). Гибкий вал, соединяющий вал гидротурбины с валом мультипликатора, помещен в герметизированную трубу, заполненную незамерзающей жидкостью. Конец гибкого вала закреплен на торце вала гидротурбины в осевом конусном резьбовом отверстии при помощи конусного болта с центральным отверстием и цанговым хвостовиком. Концы складывающихся-раскладывающихся полулопастей выполнены изогнутыми вбок.

На фиг. 1 показано общее устройство всесезонной русловой микро-ГЭС; на фиг. 2 - устройство гидротурбины (вид сверху); на фиг. 3 - вид сбоку в разрезе гидротурбины; на фиг. 4 - вид Α-A лопасти в раскрытом (рабочем) положении; на фиг. 5 - вид Б-Б лопасти при движении сзади-вперед; на фиг. 6 - вид I c фиг. 3 - закрепление гибкого вала на валу гидротурбины; на фиг. 7 - закрепление эксцентричного стержня на ступице гидротурбины; на фиг. 8 - вид оси лопастей.

В русле 1 реки на перекате ниже уровня воды в межень (∇УВМ) и ниже уровня льда в зимнее время (∇НУЛ) установлена лопаточная гидротурбина 2, закрепленная на дне русла якорными колами 3. Мультипликатор 4, генератор 5, инвертор 6 с аккумуляторной батареей 7 укреплены на помосте 8 на свае или дереве 9 выше уровня паводковых вод (∇УВПmax). Передача вращения от вала гидротурбины 2 на вал мультипликатора 4 осуществлен гибким валом 10, помещенным внутри герметизированной трубы 11, заполненной незамерзающей жидкостью 12. Корпус гидротурбины имеет круглое основание 13, наполовину закрытое крышкой 14 с центральным фланцем 15, между которыми находится цилиндрическая полубоковина 16. В основании 13 и крышке 14 имеются шайбовидные диски 17 с отверстиями 18 для якорных колов 3. На вал 19 гидротурбины 2, вращающийся на фторопластовых втулках 20 и имеющий шлицы 21, насажена ступица 22 гидротурбины с отверстиями 23 для жесткой установки осей 24 лопастей 25.

Лопасти выполнены из двух половинок 26, которые могут складываться-раскладываться на оси 24 со фторопластовыми втулками 27. Лопасти 26 и фторопластовые втулки 27 удерживаются от выпадения с оси 24 фиксирующими шайбами 28. Вал 19 гидротурбины удерживается в корпусе гидротурбины корпусами 29 подшипников. Для фиксации и регулировки положения полулопастей 26 в открытом (рабочем) положении они опираются на регулируемые эксцентричные стержни-прутки 30, связанные между собой через эластичные резиновые полоски 31. Конец гибкого вала 10 закреплен на торце вала гидротурбины 19 в осевом конусном резьбовом отверстии 32 при помощи конусного болта 33 с центральным отверстием 33 и цанговым хвостовиком 34. Концы 35 полулопастей выполнены изогнутыми вбок.

Выбирают на перекате речки место для установки микро-ГЭС. Подготавливают дно речки для установки гидротурбины: очищают, углубляют русло для получения большой скорости течения, предусматривая защиту гидротурбины от заливания и удара сплавником, ставя защитные решетки. Отрегулируют полное открытие лопастей 26 при помощи эксцентричных стержней-прутков 30. Устанавливают гидротурбину 2 на место, пропуская воду мимо гидротурбины, забивают якорные колья 3. Присоединяют конец гибкого вала 10 к валу гидротурбины 19 и закрепляют трубу 11 на крышке 14 корпуса гидротурбины.

На берегу речки выше уровня паводковых вод на дереве устраивают помост 8, где размещают мультипликатор 4, генератор 5, инвертор 6 с аккумуляторной батареей 7. Мультипликатор 4 соединяют с гибким валом, находящимся внутри трубы 11. Трубу для предотвращения от сноса водой устраивают под береговым грунтом. Заливают в трубу незамерзающую жидкость (антифриз или тосол) и герметизируют. Для защиты от дождя и снега помост закрывают. Направляющие щиты, пропускающие воду мимо гидротурбины, убирают, при этом вода идет к гидротурбине, вращая ее. Поток воды давит на раскрытые лопасти (фиг. 4), образуя крутящий момент. При движении по окружности сзади-вперед лопасти складываются (фиг. 5), значительно уменьшая лобовое сопротивление. Доходя до переда гидротурбины, движущаяся вода попадает в щель между полулопастями и раскрывает их в рабочее положение (фиг. 4).

Лопасти изготавливают из листов нержавеющей стали, другие детали и узлы также из некорродирующихся материалов.

Изготовление предлагаемой конструкции микро-ГЭС позволяет получить электрическую энергию круглогодично.

1. Всесезонная русловая микро-ГЭС, содержащая раздельно расположенную гидротурбину и машинное отделение с размещенными в нем мультипликатором, генератором, инвертором с аккумулятором, кинематически связанные при помощи гибкого вала, отличающаяся тем, что гидротурбина помещена в наполовину открытом корпусе и вращается на вертикальном валу и лопасти выполнены из двух складывающихся-раскладывающихся половинок на оси со фторопластовыми втулками.

2. Микро-ГЭС по п. 1, отличающаяся тем, что раскрытие половинок лопастей для получения максимального момента на валу гидротурбины и регулировки положения лопастей фиксируется ограничительными эксцентричными стержнями-прутками, закрепленными на ступице гидротурбины.

3. Микро-ГЭС по п. 1, отличающаяся тем, что для надежного раскрытия лопастей, они связаны с ограничительными стержнями-прутками через эластичные резиновые полоски.

4. Микро-ГЭС по п. 1, отличающаяся тем, что гидротурбина помещена в русле речки ниже уровня воды в межень (∇УВМ) и нижнего уровня льда (∇НУЛ) и закреплена на дне реки якорными колами, а машинное отделение расположено на берегу речки на дереве или свае выше уровня воды в паводок (∇УВП).

5. Микро-ГЭС по п. 1, отличающаяся тем, что гибкий вал, соединяющий вал гидротурбины с валом мультипликатора, помещен в герметизированную трубу, заполненную незамерзающей жидкостью.

6. Микро-ГЭС по п. 1, отличающаяся тем, что конец гибкого вала закреплен на торце вала турбины в осевом конусном резьбовом отверстии при помощи конусного болта с центральным отверстием и цанговым хвостовиком.

7. Микро-ГЭС по п. 1, отличающаяся тем, что концы складывающихся-раскладывающихся половинок лопастей выполнены изогнутыми вбок.



 

Похожие патенты:

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 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 и может быть использовано для преобразования энергии потока воды в электрическую энергию. Гидросиловая установка содержит корпус 1 в виде двух камер 17, 18 с впускными и выпускными отверстиями 19-22 с затворами 23-26, поплавки 30, 31, установленные в камерах 17, 18, накопительный резервуар 8, рабочую магистраль 4, коленчатый вал 37 с шатунами, связанными с поплавками 30, 31. Установка расположена параллельно руслу реки или канала, разделенного продольной перегородкой 3 на рабочую и аварийную магистрали 4, 6 с заслонками 5, 7. Резервуар 8 образован в магистрали 4. Магистраль 6 сообщена с обводной магистралью 9. Отверстия 19-22 расположены друг против друга с возможностью сообщения с магистралями 4 и 9. Установка снабжена электродвигателями 41-44, установленными над отверстиями 19-22, вал каждого из которых снабжен барабаном 45, соединенным тросом 46 с соответствующим затвором, и поплавковыми выключателями и включателями 48, 49 электродвигателей 41-44 и штанговыми вилочными переключателями. Электродвигатели 41-44 соединены с генератором, связанным передачей с валом 37. Изобретение направлено на повышение эффективности работы установки, надежность ее работы и упрощение конструкции привода подъема и опускания затворов. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Группа изобретений относится к водяной мельнице. Мельница содержит водонаправляющее средство с по меньшей мере одним проточным каналом 54а, в котором установлено по меньшей мере два лопастных колеса 67а1 и 67а2, имеющих вал вращения 68а1 и 68а2 соответственно, ориентированный в рабочем состоянии перпендикулярно направлению потока, и по меньшей мере три лопасти, и средства передачи вращательного движения вала 68а1 и 68а2 на генератор. Каждая лопасть содержит ламели, выполненные с возможностью поворота вокруг оси поворота, проходящей параллельно валу 68а1 и 68а2. Ось поворота каждой ламели расположена на одной длинной стороне соответствующей ламели или вблизи нее. Поворотное движение ламели затруднено ограничительными средствами при перемещении соответствующей лопасти вместе с потоком. Ламели выполнены с возможностью свободного поворота при перемещении соответствующей лопасти против направления потока. Ламели имеют форму капли. Колеса 67а1 и 67а2 выполнены в канале 54а друг за другом. Область подачи воды выполнена воронкообразной, сужающейся в направлении канала 54а. Группа изобретений направлена на обеспечение эффективного преобразования водного потока в электроэнергию. 2 н. и 24 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к водному транспорту и может быть использовано для обеспечения движения наводных и подводных транспортных средств. Водяной реактивный двигатель находится под микропроцессорным управлением и содержит соосно горизонтально расположенные входное устройство, сопло, на одном валу установленные насос высокого давления, насос низкого давления и турбину. Водяной реактивный двигатель состоит из камеры высокого давления воды шарообразной формы. В верхней части камеры выполнен гофрированный расширительный элемент, соединенный с одной стороны вертикально расположенной трубой с насосом высокого давления, а в нижней части через электромагнитные клапаны с несколькими камерами сгорания, каждая из которых представляет собой сосуд яйцевидной формы, который имеет в верхней части на оси рядом расположенные два электрода электроразрядника и с некоторым смещением от оси через электромагнитный клапан трубчатое соединение с атмосферой, а выход в нижней части выполнен в виде вертикальной трубы с инжектором, внутренняя полость которого через односторонний клапан соединена с внешним контуром, плавно переходящей в горизонтальную и после одностороннего клапана соединенной с выходящим во внешнюю воду общим соплом. Внутри сопла установлены турбина и внешний контур. В верхней части каждой из камер сгорания рядом с двумя электродами электроразрядника выполнены два входа, перекрытые игольчатыми электромагнитными клапанами. Один из них имеет соединение с баллоном природного газа, а другой – с баллоном сжатого воздуха, контактирующего с атмосферой через компрессор. Достигается создание реактивной тяги в водной окружающей среде. 1 ил.

Изобретение относится к области гидроэнергетики, в частности для преобразования энергии водного потока в электрическую энергию. Бесплотинная инерционная гидроэлектростанция содержит каркас. Внутри каркаса размещено с частичным погружением в проходящий поток воды водяное колесо, на оси которого размещена ступица. Ступица закреплена на подшипниковых узлах, установленных на каркасе, и кинематически связана с маховиком. Маховик представляет из себя пустотелое колесо, содержащее горловину для залива/слива жидкости, и внутри разделен на секции перегородками с отверстиями для перелива воды между секциями, расположенными в шахматном порядке. Маховик жестко механически соединен с электрогенератором, выполняющим для маховика функцию электродинамического тормоза. Гидроэлектростанция также содержит датчик оборотов маховика, блок реле, подключенный к датчику оборотов маховика, и средство отбора выработанной электроэнергии. Изобретение направлено на увеличение мощности, расширение области применения и увеличение надежности. 9 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к устройствам для преобразования возобновляемой энергии. Устройство для преобразования возобновляемой энергии содержит раму, установленный на раме кривошипно-шатунный механизм, вал которого шарнирно связан шатуном и соединительным звеном с рамой; лопасть, жестко закрепленную на шатуне; при этом соединительное звено выполнено в виде ползуна, установленного с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль направляющей, расположенной в плоскости, перпендикулярной оси вращения вала, шатун расположен под углом к плоскости лопасти, определяемым соотношением sin |α|<d/(L-R), где R - длина кривошипа, L - длина шатуна, d - смещение направляющей ползуна относительно оси вала, с противоположной стороны от шатуна на вале установлен противовес, а направляющая ползуна смещена относительно оси вращения вала. Изобретение направлено на повышение надежности устройства, а также на снижение его габаритов. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к способу эксплуатации гидроэлектрической турбинной системы. Способ содержит следующие этапы: размещают турбину 12 на морском дне в зоне водоема, подверженной действию приливов и отливов; прокладывают электрический кабель для передачи электрической энергии от турбины 12 к удаленному пункту; обеспечивают возможность вращения турбины 12 и выработки электрической энергии за счет энергии приливно-отливного потока воды, проходящего через турбину 12; и перед электрическим соединением кабеля с турбиной 12 поглощают электрическую энергию посредством блока нагрузки 16. Блок 16 электрически соединен с турбиной 12. Блок 16 установлен в гидроэлектрической турбинной системе 10. Изобретение направлено на упрощение установки гидроэлектрической турбинной системы в подверженном приливам и отливам водоеме. 8 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к способу эксплуатации гидроэлектрической турбинной системы. Способ содержит следующие этапы: размещают турбину 12 на морском дне в зоне водоема, подверженной действию приливов и отливов; прокладывают электрический кабель для передачи электрической энергии от турбины 12 к удаленному пункту; обеспечивают возможность вращения турбины 12 и выработки электрической энергии за счет энергии приливно-отливного потока воды, проходящего через турбину 12; и перед электрическим соединением кабеля с турбиной 12 поглощают электрическую энергию посредством блока нагрузки 16. Блок 16 электрически соединен с турбиной 12. Блок 16 установлен в гидроэлектрической турбинной системе 10. Изобретение направлено на упрощение установки гидроэлектрической турбинной системы в подверженном приливам и отливам водоеме. 8 з.п. ф-лы, 6 ил.

Группа изобретений относится к гидроэнергетике и может использоваться в гидроэнергетических установках, преобразующих кинетическую энергию свободного потока воды без сооружения напорного тракта. В проеме несущей рамы (1) установлен вращающийся ротор с закрепленными на его валу (2) лопастями (4) крыловидного профиля. Концентратор энергии потока выполнен в виде двух перегородок (6) проема, торцы (7) которых примыкают с зазором (8) к цилиндрической поверхности (9), ометаемой лопастями (4) при вращении ротора. В перегородках вдоль торцов (7) выполнены с одной или с обеих сторон проема рамы (1) желоба (10) скругленного профиля. Группа изобретений направлена на увеличение коэффициента использования кинетической энергии потока и повышение эффективности затрат материала на концентрацию энергии свободного потока. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к береговой гидроэлектрической установке для генерирования электрической энергии. Установка расположена над потоком и содержит корпусную секцию, секцию водяного колеса, подвижную секцию передачи энергии, соединенную с водяным колесом, и секцию генерирования электрической энергии. Корпусная секция содержит платформу, расположенную над потоком на определенном расстоянии от него. Секция водяного колеса содержит опорное устройство, один конец которого удерживается на платформе, водяное колесо, соединенное с опорным устройством на расстоянии от указанного одного конца, и поплавковое устройство, соединенное с опорным устройством с возможностью отделения от него и расположенное под водяным колесом. Подвижная секция соединена с водяным колесом и приспособлена к положению водяного колеса для передачи энергии потока. Секция генерирования содержит генератор, соединенный с подвижной секцией. Кинетическая энергия потока извлекается секцией водяного колеса и передается к секции генерирования, приспосабливаемой к высоте уровня воды с помощью подвижной секции. Изобретение направлено на повышение выходной мощности и снижение риска повреждения течением реки. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к береговой гидроэлектрической установке для генерирования электрической энергии. Установка расположена над потоком и содержит корпусную секцию, секцию водяного колеса, подвижную секцию передачи энергии, соединенную с водяным колесом, и секцию генерирования электрической энергии. Корпусная секция содержит платформу, расположенную над потоком на определенном расстоянии от него. Секция водяного колеса содержит опорное устройство, один конец которого удерживается на платформе, водяное колесо, соединенное с опорным устройством на расстоянии от указанного одного конца, и поплавковое устройство, соединенное с опорным устройством с возможностью отделения от него и расположенное под водяным колесом. Подвижная секция соединена с водяным колесом и приспособлена к положению водяного колеса для передачи энергии потока. Секция генерирования содержит генератор, соединенный с подвижной секцией. Кинетическая энергия потока извлекается секцией водяного колеса и передается к секции генерирования, приспосабливаемой к высоте уровня воды с помощью подвижной секции. Изобретение направлено на повышение выходной мощности и снижение риска повреждения течением реки. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

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