MD1007Z

MD1007Z - Instalaţie mareică (variante)

Info

Publication number: MD1007Z
Application number: MDS20150130A
Authority: MD
Inventors: Ион БОСТАН; Валериу ДУЛГЕРУ; Марин ГУЦУ
Original assignee: Технический университет Молдовы
Priority date: 2015-09-22
Filing date: 2015-09-22
Publication date: 2016-10-31
Also published as: MD1007Y

Abstract

Invenţia se referă la sisteme de conversie a energiei de la sursele regenerabile, şi anume la instalaţii de conversie a energiei fluxurilor şi refluxurilor.Instalaţia mareică, conform primei variante, include un rotor cu pale (4) cu profil hidrodinamic, arborele căruia este legat rigid cu rotorul unui generator electric cu magneţi permanenţi. Palele (4) sunt instalate pe butucul (5) rotorului prin intermediul unor osii (6) şi al unor tije (7), instalate în caneluri (8), executate pe butuc (5) în formă de arc de cerc.Conform variantei a doua, instalaţia mareică include două rotoare cu pale cu profil hidrodinamic, instalate din părţile opuse ale generatorului electric. Arborele unui rotor cu pale este legat rigid cu rotorul generatorului electric, iar arborele celui de-al doilea este legat printr-un cuplaj unisens cu statorul generatorului electric. Palele rotoarelor sunt instalate pe butuci orientate unele faţă de celelalte la un unghi de 180º.

Description

Invenţia se referă la sisteme de conversie a energiei de la sursele regenerabile, şi anume la instalaţii de conversie a energiei fluxurilor şi refluxurilor.

Este cunoscută o instalaţie mareică, care este utilizată în baraje mareice şi constă dintr-un rotor în amonte şi un rotor montat în aval, care se rotesc în direcţii opuse. Palele rotoarelor au acelaşi profil hidrodinamic. Unghiul de atac al palelor poate fi variabil şi poate fi controlat cu scopul de a reduce turbulenţa sau de a regla viteza de rotaţie a rotorului. Butucii rotoarelor pot fi fixaţi pe o carcasă cilindrică cu ajutorul unor suporturi speciale [1].

Dezavantajul instalaţiei constă în aceea că are o construcţie complicată.

De asemenea, este cunoscută o instalaţie mareică, care conţine două rotoare, montate coaxial, care se rotesc în direcţii opuse. Un rotor poate fi cuplat cu rotorul unui generator electric, iar celălalt rotor poate fi cuplat cu statorul acestuia. Numărul de pale pe un rotor şi profilul hidrodinamic al palelor poate fi diferit, astfel încât rotoarele să nu se eclipseze reciproc [2].

Dezavantajele soluţiei constau în aceea că posedă eficienţă de conversie relativ joasă şi construcţie complicată.

Problema pe care o rezolvă invenţia este majorarea eficienţei de conversie şi simplificarea construcţiei.

Instalaţia mareică, conform primei variante a invenţiei, înlătură dezavantajele menţionate mai sus prin aceea că include un rotor cu pale cu profil hidrodinamic, arborele căruia este legat rigid cu rotorul unui generator electric cu magneţi permanenţi. Palele cu profil hidrodinamic sunt instalate pe butucul rotorului prin intermediul unor osii, fixate în partea bombată a profilului hidrodinamic al palelor cu posibilitatea rotirii în jurul axelor osiilor la un unghi, limitat de nişte tije, fixate în sectorul de fugă al profilului hidrodinamic al palelor şi instalate în caneluri, executate pe butucul rotorului, în formă de arc de cerc, centrul de curbură al cărora coincide cu axa osiilor menţionate.

Instalaţia mareică, conform variantei a doua a invenţiei, înlătură dezavantajele menţionate mai sus prin aceea că include două rotoare cu pale cu profil hidrodinamic, arborele unuia fiind legat rigid cu rotorul unui generator electric cu magneţi permanenţi, arborele celui de-al doilea fiind legat printr-un cuplaj unisens cu statorul generatorului menţionat, cu posibilitatea rotirii rotoarelor cu pale în direcţii opuse. Rotoarele cu pale sunt legate rigid cu rotorul şi statorul generatorului menţionat din părţile opuse ale acestuia, totodată palele ambelor rotoare sunt instalate pe butucii săi orientate unele faţă de celelalte la un unghi de 180º şi fixate prin intermediul unor osii în partea bombată a profilului hidrodinamic al palelor cu posibilitatea rotirii în jurul axelor osiilor la un unghi, limitat de nişte tije, fixate în sectorul de fugă al profilului hidrodinamic al palelor şi instalate în caneluri, executate pe butucii rotoarelor, în formă de arc de cerc, centrul de curbură al cărora coincide cu axa osiilor menţionate.

Rezultatul invenţiei constă în majorarea eficienţei de conversie a energiei mareice prin conversia energiei fluxului şi refluxului prin intermediul aceloraşi pale hidrodinamice, executate autoreglabile, de asemenea prin utilizarea a două rotoare cu pale, instalate din ambele părţi ale generatorului electric.

Invenţia se explică prin desenele din fig. 1-7, care reprezintă:

- fig. 1, vederea generală a instalaţiei mareice cu un rotor (conform primei variante);

- fig. 2, vederea I din fig. 1;

- fig. 3, schema poziţiilor palei în cazul fluxului şi refluxului (conform primei variante);

- fig. 4, vederea generală a instalaţiei mareice cu două rotoare (conform variantei a doua);

- fig. 5, vederea II din fig. 4;

- fig. 6, schema poziţiilor palelor a două rotoare în cazul fluxului şi refluxului (conform variantei a doua);

- fig. 7, schema legării arborilor a două rotoare cu rotorul şi statorul generatorului electric cu magneţi permanenţi (conform variantei a doua).

Instalaţia mareică (fig. 1) include un turn 1, pe care este montată o nacelă 2 cu rotorul 3 cu palele 4 cu profil hidrodinamic. Palele 4 sunt instalate în butucul 5 (fig. 2) prin intermediul osiilor 6, instalate aproape de bordul de atac al profilului hidrodinamic al palelor 4 cu posibilitatea rotirii lor în jurul axelor osiilor 6. În partea bordului de fugă al palelor 4 sunt fixate tijele 7, care sunt instalate în canelurile 8, executate pe butucul 5 în formă de arc de cerc, centrul de curbură al cărora coincide cu axa osiilor 6.

Instalaţia mareică (fig. 4) include suplimentar rotorul 9 cu palele 10 cu profil hidrodinamic. Palele 10 sunt orientate la un unghi de 180º faţă de palele 4 şi instalate în butucul 11 (fig. 5 şi 7) prin intermediul osiilor 12, fixate aproape de bordul de atac al palelor 10 cu posibilitatea rotirii în jurul axelor osiilor 12. Aproape de bordul de fugă al profilului palelor 10 sunt fixate tijele 13, care sunt instalate în canelurile 14, executate pe butucul 11, în formă de arc de cerc, centrul de curbură al cărora coincide cu axa osiilor 12.

Arborele rotorului 3 este legat rigid cu rotorul 15 al generatorului electric 16 cu magneţi permanenţi, iar arborele rotorului 9 este legat prin intermediul cuplajului unisens 17 cu statorul 18 al generatorului 16 (fig. 7).

Instalaţia mareică (fig. 1) funcţionează în modul următor.

În timpul fluxului curenţii de apă acţionează asupra palei 4 hidrodinamice, care se va roti în jurul axei osiei 6 până la poziţia limită A, optimă sub aspectul eficienţei de conversie, asigurată de tija 7, sprijinită cu partea cilindrică în peretele de capăt al canelurii 8. Mişcarea de rotaţie, obţinută de la rotirea palelor 4 sub acţiunea efectului hidrodinamic, se transmite rotorului 15 al generatorului 16. În timpul refluxului curenţii de apă acţionează asupra palei 4, care se va roti în jurul axei osiei 6 în direcţie inversă până la poziţia limită B, optimă sub aspectul eficienţei de conversie, asigurată de tija 7, sprijinită cu partea cilindrică în peretele celuilalt capăt al canelurii 8.

Instalaţia mareică (fig. 4) funcţionează în modul următor.

Funcţionarea rotorului 3 al instalaţiei din fig. 4 în timpul fluxului şi refluxului este similară funcţionării rotorului instalaţiei din fig. 1. Mişcarea de rotaţie obţinută se transmite arborelui rotorului 15 al generatorului 16. Palele 10 ale rotorului 9 în timpul fluxului se vor roti în jurul axei 12 până la poziţia limită D optimă sub aspectul eficienţei de conversie, asigurată de tija 13, sprijinită cu partea cilindrică în peretele de capăt al canelurii 14. Mişcarea de rotaţie a rotorului 9, obţinută de la rotirea palelor 10 sub acţiunea efectului hidrodinamic, care are direcţie inversă comparativ cu rotorul 3, se va transmite prin cuplajul unisens 17 statorului 18 al generatorului 16. În timpul refluxului curenţii de apă acţionează asupra palei 10, care se va roti în jurul axei osiei 12 în direcţie inversă până la poziţia limită C, optimă sub aspectul eficienţei de conversie, asigurată de tija 13, sprijinită cu partea cilindrică în peretele celuilalt capăt al canelurii 14. Astfel în cazul fluxului şi refluxului va fi asigurată rotirea în direcţii opuse a rotoarelor 2 şi 9, deci şi a rotorului 15 şi statorului 18, fapt ce va permite majorarea eficienţei generatorului 16.

Astfel, ca rezultat al realizării invenţiei, se va asigura majorarea eficienţei de conversie şi simplificarea construcţiei.

1. GB 2477532 A 2011.08.10

2. WO 2007017629 A1 2007.02.15

Claims

1. Instalaţie mareică, care include un rotor cu pale cu profil hidrodinamic, arborele căruia este legat rigid cu rotorul unui generator electric cu magneţi permanenţi, caracterizată prin aceea că palele cu profil hidrodinamic sunt instalate pe butucul rotorului prin intermediul unor osii, fixate în partea bombată a profilului hidrodinamic al palelor cu posibilitatea rotirii în jurul axelor osiilor la un unghi, limitat de nişte tije, fixate în sectorul de fugă al profilului hidrodinamic al palelor şi instalate în caneluri, executate pe butucul rotorului, în formă de arc de cerc, centrul de curbură al cărora coincide cu axa osiilor menţionate.

2. Instalaţie mareică, care include două rotoare cu pale cu profil hidrodinamic, arborele unuia fiind legat rigid cu rotorul unui generator electric cu magneţi permanenţi, arborele celui de-al doilea fiind legat printr-un cuplaj unisens cu statorul generatorului menţionat, cu posibilitatea rotirii rotoarelor cu pale în direcţii opuse, caracterizată prin aceea că rotoarele cu pale sunt legate rigid cu rotorul şi statorul generatorului menţionat din părţile opuse ale acestuia, totodată palele ambelor rotoare sunt instalate pe butucii săi orientate unele faţă de celelalte la un unghi de 180º şi fixate prin intermediul unor osii în partea bombată a profilului hidrodinamic al palelor cu posibilitatea rotirii în jurul axelor osiilor la un unghi, limitat de nişte tije, fixate în sectorul de fugă al profilului hidrodinamic al palelor şi instalate în caneluri, executate pe butucii rotoarelor, în formă de arc de cerc, centrul de curbură al cărora coincide cu axa osiilor menţionate.