PL72931Y1 - Micro hydropower plant - Google Patents

Micro hydropower plant Download PDF

Info

Publication number
PL72931Y1
PL72931Y1 PL130463U PL13046321U PL72931Y1 PL 72931 Y1 PL72931 Y1 PL 72931Y1 PL 130463 U PL130463 U PL 130463U PL 13046321 U PL13046321 U PL 13046321U PL 72931 Y1 PL72931 Y1 PL 72931Y1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
housing
micro
shaft
rotor
power plant
Prior art date
Application number
PL130463U
Other languages
Polish (pl)
Other versions
PL130463U1 (en
Inventor
Zbigniew Goryca
Sebastian Różowicz
Mateusz GORYCA
Original Assignee
Politechnika Swietokrzyska
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Politechnika Swietokrzyska filed Critical Politechnika Swietokrzyska
Priority to PL130463U priority Critical patent/PL72931Y1/en
Publication of PL130463U1 publication Critical patent/PL130463U1/en
Publication of PL72931Y1 publication Critical patent/PL72931Y1/en

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20Hydro energy

Landscapes

  • Hydraulic Turbines (AREA)

Abstract

Mikroelektrownia wodna, zbudowana z generatora (3), wału (5) i wirnika (4) turbiny wodnej, charakteryzuje się, że wał (5) podparty jest w jednym końcu łożyskiem ślizgowym (8) umieszczonym w trójramiennej oprawie (7), przykręconej do obudowy (1) wyposażonej w osłonę (2) w postaci kawałka rury o średnicy większej niż średnica obudowy (1), przymocowanej na końcu obudowy (1) tak, że osłania wirnik (4), przy czym obudowa (1) ma postać trójnika rury kanalizacyjnej o średnicy 150 mm i stanowi kanał przepływu wody, zaś drugi koniec wału (5) umieszczony jest w sprzęgle (6).A micro-hydro power plant, composed of a generator (3), a shaft (5) and a water turbine rotor (4), is characterized by the fact that the shaft (5) is supported at one end by a slide bearing (8) placed in a three-armed housing (7), screwed to a housing (1) equipped with a cover (2) in the form of a piece of pipe with a diameter greater than that of the housing (1), attached to the end of the housing (1) so as to cover the impeller (4), the housing (1) having the form of a pipe tee with a diameter of 150 mm and constitutes a water flow channel, while the other end of the shaft (5) is placed in the coupling (6).

Description

Opis wzoru Przedmiotem wzoru uzytkowego jest mikroelektrownia wodna przeznaczona do pracy w rzekach o malym przeplywie wody. Mikroelektrownie wodne stosowane sa w malych rzekach i zbiornikach wodnych. Nie wymagaja one duzych przeplywów wody, nie ingeruja w srodowisko, nie utrudniaja przeplywu ryb i mozna je sto- sowac w wiekszosci malych rzek wystepujacych w kraju. Uzyskiwana z nich energia jest w pelni czysta i odnawialna. Znane dotychczas rozwiazania sa skomplikowane i przez to kosztowne. Znany jest z publikacji opisu patentowego nr PL218669 zatapialny zespól turbiny, zawierajacy generator na magnesach stalych, usytuowany w szczelnym korpusie oraz polaczona z nim turbine wodna z walem transmisyjnym drazonym, wyposazona w uklad sterowania lopatek. Generator i turbina usytuowane sa na wspólnym, pionowym wale transmisyjnym drazonym, a caly zatapialny zespól turbiny polaczony jest z ukladem sterowania. Znane jest z polskiej publikacji opisu wynalazku nr P02369 sposób i urzadzenie do wytwarzania pradu elektrycznego w przewodach sieci wodociagowej z wykorzystaniem turbiny, który polega na tym, ze wirnik z czterema lopatkami zintegrowany z magnesami stalymi uruchamia sie podczas przeplywu wody przewodem wodociagowym, po czym woda porusza wirnik turbiny przez co indukuje sie prad elektryczny w uzwojeniu zatopionym w sciankach przewodu wodociagowego. Urzadzenie do wytwarza- nia pradu elektrycznego w przewodach sieci wodociagowej posiadajace wirnik z czterema lopatkami, magnesy stale, lozyska oraz przewody elektryczne sklada sie z obudowy w ksztalcie rury z zatopionym w jej sciance uzwojeniem elektrycznym, zas we wnetrzu rury znajduje sie na osi wirnik z czterema lo- patkami, na koncu których zamocowane sa magnesy stale, przy czym os wirnika poprzez lozyska za- mocowana jest na czterech pretach mocujacych, polaczonych z obudowa rury. Znana jest z publikacji wynalazku nr KR101264872B1 mikroelektrownia wodna, w której w celu odizolowania ukladu lozysk zastosowano specjalne uszczelki, co wiaze sie z duzymi stratami tarcia szczególnie istotnymi w urzadzeniach o niewielkiej mocy, gdyz w urzadzeniach takich moment tarcia stanowi istotny skladnik momentu wytwarzanego przez turbine. Dodatkowym elementem w tym rozwia- zaniu jest konfuzor o przekroju kwadratu zwiekszajacy predkosc przeplywu wody przez turbine mikroe- lektrowni. W konfuzorach o kwadratowym przekroju powstaja duze przeplywowe straty przyscienne wy- stepujace glównie w miejscach styku scian. Znana jest z publikacji wynalazku nr US 2010/0007148 mikroelektrownia wodna, w której znajduja sie dwa wirniki poruszajace dwa pierscienie z magnesami trwalymi. Pierscienie te obejmuja stojan, w którym znajduja sie osiowo usytuowane rdzenie magnetyczne z cewkami uzwojenia. Strumien ma- gnetyczny wytworzony przez magnesy trwale wnika do stojana równolegle do osi wirników. Istnienie dwóch wirników i dwóch pierscieni z magnesami komplikuje konstrukcje mikroelektrowni i utrudnia jej montaz. Znane jest podobne do prezentowanego rozwiazanie opisane na stronie https://www.langston- salternativepower.com/. W rozwiazaniu tym wirnik turbiny wodnej osadzony jest na wspólnym, dlugim wale z generatorem, a generator ma zewnetrzny nieosloniety wirnik. Przy duzym nacisku wody na wirnik turbiny i duzej predkosci obrotowej wystepuja drgania wirnika turbiny i ocieranie sie wirnika o obudowe, trudno zapewnic duza sztywnosc dlugiego walu, co w koncowym efekcie prowadzi do awarii mikroelek- trowni. Dodatkowa wada tego rozwiazania jest wirujacy, nieosloniety wirnik generatora, który stanowi zagrozenie dla obslugi. Otwarta, nieoslonieta budowa generatora sprzyja takze awariom w warunkach zimowych. Wad tych pozbawiona jest tania mikroelektrownia wodna przedstawiona w zglaszanym roz- wiazaniu. Mikroelektrownia wodna, zbudowana z generatora, walu i wirnika turbiny wodnej, charakteryzuje sie tym, ze wal podparty jest w jednym koncu lozyskiem slizgowym umieszczonym w trójramiennej oprawie, przykreconej do obudowy wyposazonej w oslone w postaci kawalka rury o srednicy wiekszej niz srednica obudowy, przymocowanej na koncu obudowy tak, ze oslania wirnik, przy czym obudowa ma postac trójnika rury kanalizacyjnej o srednicy 150 mm i stanowi kanal przeplywu wody. Drugi koniec walu umieszczony jest w sprzegle. Takie rozwiazanie sprawia, ze waly moga miec znacznie mniejsza srednice, a przez to i mase. Dzieki lozyskowaniu wirnika turbiny wodnej unika sie drgan jej wirnika i potencjalnych awarii mikroelek- trowni. Oddzielne waly ulatwiaja takze serwisowanie mikroelektrowni, a wewnetrzny wirnik generatora chroni obsluge przed wypadkami i gwarantuje poprawna prace mikroelektrowni w warunkach zimowych Przedmiot wzoru uzytkowego uwidoczniony jest na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój mikroelektrowni wodnej, a fig. 2 – trójramienna oprawe lozyskowa, w której osadzone jest lozysko sli- zgowe smarowane woda. Mikroelektrownia wodna posiada wirnik 4 turbiny wodnej, który osadzony jest na wale 5, który to wal w jednym koncu podparty jest lozyskiem slizgowym 8 smarowanym woda. Lozysko slizgowe 8 umieszczone jest w trójramiennej oprawie lozyskowej 7 osadzonej i przykreconej wewnatrz obudowy 1 stanowiacej kanal przeplywu wody. Drugi koniec walu 5 umieszczony jest w sprzegle 6 polaczonym z generatorem 3. Wirnik turbiny wodnej 4 jest osloniety oslona 2 polaczonej z obudowa 1. Obudowa 1 ma postac trójnika rury kanalizacyjnej o srednicy 150 mm, a polaczona z obudowa 1 oslona 2 w po- staci kawalka rury o srednicy wiekszej niz srednica obudowy (1), jest kolnierzem laczacym rury kanali- zacyjne o srednicy 150 mm. Wplywajaca do mikroelektrowni woda trafia na lopatki wirnika 4 i wprawia go w ruch obrotowy. Ruch ten przenoszony jest za pomoca walu 5 i sprzegla 6 do generatora 3, który zamienia energie mechaniczna ruchu obrotowego na energie elektryczna. Dzieki podparciu dlugiego walu 5 lozyskiem 8 przy pracy mikroelektrowni nie wystepuja drgania wirnika 4, a wal 5 moze miec znacznie mniejsza srednice niz bez podparcia. Oddzielne waly generatora 3 i wirnika turbiny 4 ulatwiaja takze serwisowanie mikroelektrowni. Wewnetrzny wirnik generatora 3 nie stanowi zagrozenia dla obslugi mikroelektrowni i gwarantuje jej poprawna prace w trudnych warunkach atmosferycznych. PL PL PL PL PL Description of the design The subject of the utility design is a micro-hydroelectric power plant intended for operation in rivers with low water flow. Microhydroelectric power plants are used in small rivers and reservoirs. They do not require large water flows, do not interfere with the environment, do not impede the passage of fish and can be used in most small rivers in the country. The energy obtained from them is completely clean and renewable. The solutions known so far are complicated and therefore expensive. A submersible turbine unit is known from the publication of patent description No. PL218669, containing a permanent magnet generator, located in a sealed body, and a water turbine with a hollow transmission shaft connected to it, equipped with a blade control system. The generator and turbine are located on a common, vertical, hollow transmission shaft, and the entire submersible turbine assembly is connected to the control system. A method and device for generating electric current in water pipes using a turbine is known from the Polish publication of the description of the invention No. P02369, which consists in the fact that a rotor with four blades integrated with permanent magnets is activated when water flows through the water pipe, and then the water moves turbine rotor, which induces an electric current in the winding embedded in the walls of the water pipe. A device for generating electric current in water supply network conduits, having a rotor with four blades, permanent magnets, bearings and electric wires, consists of a casing in the shape of a pipe with an electric winding embedded in its wall, and inside the pipe there is a rotor with four blades on the axis. blades with permanent magnets attached to their ends, and the rotor axis is mounted via bearings on four fastening rods connected to the pipe casing. A micro-hydroelectric power plant is known from the publication of the invention no. KR101264872B1, in which special seals are used to isolate the bearing system, which is associated with high friction losses, which are particularly important in low-power devices, because in such devices the friction torque is an important component of the torque generated by the turbine. An additional element in this solution is a confusor with a square cross-section that increases the speed of water flow through the turbine of the micro-power plant. In confusors with a square cross-section, large wall flow losses occur, mainly in the places where the walls meet. A micro-hydroelectric power plant is known from the publication of the invention No. US 2010/0007148, in which there are two rotors moving two rings with permanent magnets. These rings include the stator, which contains axially located magnetic cores with winding coils. The magnetic flux created by the magnets permanently penetrates the stator parallel to the rotor axis. The existence of two rotors and two rings with magnets complicates the design of the micro-power plant and makes its assembly difficult. There is a known solution similar to the one presented on the website https://www.langston-salternativepower.com/. In this solution, the water turbine rotor is mounted on a common, long shaft with the generator, and the generator has an external, uncovered rotor. With high water pressure on the turbine rotor and high rotational speed, the turbine rotor vibrates and the rotor rubs against the housing, making it difficult to ensure high stiffness of the long shaft, which ultimately leads to the failure of the micro-power plant. An additional disadvantage of this solution is the rotating, uncovered generator rotor, which poses a threat to the operator. The open, uncovered structure of the generator also favors failures in winter conditions. The cheap micro-hydroelectric power plant presented in the reported solution is devoid of these drawbacks. A micro-hydroelectric power plant, composed of a generator, a shaft and a water turbine rotor, is characterized by the fact that the shaft is supported at one end by a sliding bearing placed in a three-arm housing, screwed to a housing equipped with a cover in the form of a piece of pipe with a diameter larger than the diameter of the housing, attached to the end of the casing so that it covers the rotor, the casing has the form of a tee of a sewage pipe with a diameter of 150 mm and constitutes a water flow channel. The other end of the shaft is placed in the clutch. This solution allows the shafts to have a much smaller diameter and, therefore, a much smaller mass. Thanks to the bearings of the water turbine rotor, vibrations of the rotor and potential failures of the micro-power plant are avoided. Separate shafts also facilitate servicing of the micro-power plant, and the internal rotor of the generator protects the staff against accidents and guarantees proper operation of the micro-power plant in winter conditions. The subject of the utility model is shown in the drawing, in which Fig. 1 shows a cross-section of a micro-hydroelectric power plant, and Fig. 2 - a three-arm bearing housing, in which a water-lubricated sliding bearing is mounted. The micro-hydroelectric power plant has a water turbine rotor 4, which is mounted on a shaft 5, the shaft of which is supported at one end by a sliding bearing 8 lubricated with water. The sliding bearing 8 is placed in a three-arm bearing housing 7 mounted and screwed inside the housing 1 constituting a water flow channel. The other end of the shaft 5 is placed in the coupling 6 connected to the generator 3. The rotor of the water turbine 4 is covered by a cover 2 connected to the housing 1. The housing 1 has the form of a tee of a sewage pipe with a diameter of 150 mm, and the cover 2 connected to the housing 1 is a piece of pipe with a diameter larger than the diameter of the casing (1), is a flange connecting sewage pipes with a diameter of 150 mm. The water flowing into the micro-power plant hits the blades of the rotor 4 and sets it in rotation. This movement is transmitted via shaft 5 and clutch 6 to generator 3, which converts the mechanical energy of rotation into electrical energy. Thanks to the support of the long shaft 5 with a bearing 8, there are no vibrations of the rotor 4 during operation of the micro-power plant, and the shaft 5 can have a much smaller diameter than without the support. Separate shafts of the generator 3 and the turbine rotor 4 also facilitate servicing of the micro-power plant. The internal rotor of generator 3 does not pose a threat to the micro-power plant's staff and guarantees its correct operation in difficult weather conditions. PL PL PL PL PL

PL130463U 2021-12-15 2021-12-15 Micro hydropower plant PL72931Y1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL130463U PL72931Y1 (en) 2021-12-15 2021-12-15 Micro hydropower plant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL130463U PL72931Y1 (en) 2021-12-15 2021-12-15 Micro hydropower plant

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL130463U1 PL130463U1 (en) 2022-04-25
PL72931Y1 true PL72931Y1 (en) 2023-03-06

Family

ID=81307171

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL130463U PL72931Y1 (en) 2021-12-15 2021-12-15 Micro hydropower plant

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL72931Y1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
PL130463U1 (en) 2022-04-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA030369B1 (en) In-pipe turbine and hydro-electric power generation system
CN103397974B (en) Magnetic levitation hydro-generator
US8461711B2 (en) Counter rotation subsurface current generator
JP5809126B2 (en) Micro hydro generator
RU2453725C2 (en) Power-generating device
KR20130043864A (en) Power generating apparatus using water power
KR101772017B1 (en) No-axis pipe type generator
PL72931Y1 (en) Micro hydropower plant
RU2370660C1 (en) Hydrogenerator
US20140312624A1 (en) Turbo-generator of electrical energy
CN202100374U (en) Hollow through-flow horizontal axis direct drive tidal power generating device
RU2663969C1 (en) Electric power generating module
CN212751985U (en) Miniature water flow generator
CN215370096U (en) Portable small-sized pipeline micro water head power generation device
PL73040Y1 (en) Run-of-the-mill hydropower plant
RU2382231C2 (en) Hydro-generator driven by sea current
CN107124071B (en) Integrated ocean current energy collection device
CN203383973U (en) Magnetic suspension hydraulic generator
KR101686799B1 (en) Small hydro-power plant which is united rotor and driving turbine shaft
CN207069809U (en) Totally-enclosed steam turbine and its integrated permanent-magnet generating set
CN108194251A (en) A kind of conversion equipment of electric energy and tube fluid kinetic energy
JP2015052282A (en) Small-sized hydroelectric generator
JP2017034992A (en) Hydroelectric generator and submersible motor
KR101122243B1 (en) apparatus for harvesting pipe-energy
CN102996323A (en) Integral double-rotator direct-drive power generator adopting tidal stream energy