RO129381A0 - Hidrocentrală susţinută de flotoare cu amplificator de viteză al fluxului de apă - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la o hidrocentrală susţinută de flotoare cu amplificator de viteză al fluxului de apă, respectiv, la nişte instalaţii de conversie a energiei hidro în energie electrică, şi anume, la o hidrocentrală cu roata hidraulică cu palete, care este pusă în mişcare de rotaţie de către un flux de apă cu viteză amplificată. Hidrocentrala conform invenţiei este o instalaţie mobilă care pluteşte pe apă, şi este prezentată în două variante constructive: conţine o roată (3) hidraulică cu palete, ce este antrenată de apă prin intermediul unui amplificator (17) hidraulic, montat anterior roţii (3) hidraulice cu palete, pe direcţia fluxului de apă, şi un grătar (18) de protecţie, mişcarea de rotaţie fiind transmisă la amplificatorul (7) de turaţie mecanică prin intermediul transmisiei prin nişte curele (6) şi, de aici, mai departe, la generatorul de curent electric, prin alte curele(9), şi este poziţionată la o cotă de nivel dorită a apei, datorită greutăţii prestabilite din faza de proiectare, ce poate fi preluată de nişte flotoare (11 şi 12), iar o platformă (10) este fixată de cele două flotoare (11 şi 12) prin intermediul a două cuple de translaţie, constituite din nişte elemente (13 şi 14, respectiv, 15 şi 16) cu rolul de reglare a distanţei dintre cele două flotoare (11 şi 12), pentru obţinerea stabilităţii platformei (10) pe linia de plutire, întregul ansamblu fiind menţinut pe direcţia fluxului de apă cu ajutorul unor ancore (1 şi 2), în prima variantă constructivă, hidrocentrala conţinând amplificatorul (17) de viteză al fluxului de apă, cu suprafaţa pereţilor de formă hidrodinamică, iar în varianta a doua, a

Description

Hidrocentrala susținuta de flotoare cu amplificator de viteza al fluxului de apa

Invenția se refera Ia domeniul mașinilor de conversie a energiei hidro si anume la hidrocentralele cu roata hidraulica.

Se cunoaște o hidrocentrala, avand roata construita din cupe, ce se amplaseaza pe cursurile de apa cu debite mici si exploatează in special energia potențiala a apei. Aductiunea apei se face in partea superioara a rotii, umplând astfel cupele. Greutatea apei pune in mișcare roata datorita diferenței de nivel intre punctele in care apa este admisa si respectiv evacuata din cupe.

(http://ro.wikipedia.org/wiki/Energie_hidraulica ,accesat la data de 24.03.2013 ora 15-31), (Scott, L. Davis: Microhydro Water Power Solutions From the Experts, Edited By New Society Publishers, 2010), (Micro-Hydropower Systems, A Buyer’s Guide, Natural Resources Canada), (C.Marinescu, M.Georgescu, L.Coltea, C.P.Ion, I.Serban, L.Barote, D.M.Valcan Surse regenerabile de energie. Abordări actuale, Editura Universității Transilvania din Brașov 2009)

Dezavantajul acestei hidrocentrale consta in necesitatea căderii apei in cupe pentru a obține mișcarea de rotatie a rotii hidraulice.

De asemenea se mai cunoaște o hidrocentrala cu roata hidraulica cu palete ce se amplaseaza pe cursuri de apa cu debite mari in scopul exploatării energiei cinetice a apei. Aductiunea apei se face in partea inferioara a rotii, antrenand-o in mișcarea de rotatie.

(http://ro.wikipedia.org/wiki/Energie_hidraulica ,accesat la data de 24.03.2013 ora 15-31), (Scott, L. Davis: Microhydro Water Power Solutions From the Experts, Edited By New Society Publishers, 2010), (Micro-Hydropower Systems, A Buyer’s Guide, Natural Resources Canada), (C.Marinescu, M.Georgescu, L.Coltea, C.P.Ion, I.Serban, L.Barote, D.M.Valcan Surse regenerabile de energie. Abordări actuale, Editura Universității Transilvania din Brașov 2009)

Aceasta hidrocentrala poseda un randament scăzut si un gabarit mare precum si nevoia, in multe cazuri, in realizarea unui stavilar.

O alta soluție este o microhidrocentrala cu palete dispuse pe niște “senile” in vederea exploatării energiei cinetice a apei (http://jumalul.ro/bani-afaceri/economia/energie-hidro-lapreturi-de-zece-ori-mai-mici-un-roman-a-inventat-un-mod-nou-de-producere-a-electricitatii618402.html, accesat la data de 24.03.2013 ora 15-34).

Dezavantajul acestei soluții tehnice consta in eficienta relativ scăzută in raport cu gabaritul sistemului.

Problema pe care o rezolva prezenta invenție, hidrocentrala susținuta de flotoare cu amplificator de viteza al fluxului de apa, consta in creșterea eficientei de conversie a energiei hidro in unele zonele unde apele au o viteza a fluxului scăzută. Invenția prezintă posibilitatea de exploatare a energiei cinetice a apelor curgătoare precum si a energiei curentilor maritimi, oceanici fara a fi nevoie de o mentenanta deosebita.

Particularitățile invenției conform ambelor variante exclud fixarea fata de sol a rotii hidraulice precum si amplificarea vitezei fluxului de apa. Amplificarea vitezei conduce la creșterea forței cinetice raportata la aria suprafeței secțiunii transversale a fluxului de apa la nivelul rotii hidraulice. Prin intermediul flotoarelor reglate transversal se asigura o mobilitate si stabilitate crescută a hidrocentralei.

(\-2Ο 1 3 - 0 0 8 5 7 -1'8 -11- 2013

Rezultatul invenției, hidrocentrala susținuta de flotoare cu amplificator de viteza al fluxului de apa consta in conversia energiei mecanice, generata de roata hidraulica, in energie electrica cu un randament mare de conversie raportat la gabaritul rotii hidraulice in comparație cu alte roti hidraulice care nu beneficiază de un amplificator de viteza al fluxului de apa si de mobilitatea întregului sistem.

Se dau in continuare doua exemple de realizare a invenției in legătură si cu figurile 1...8,care prezintă:

• Fig 1, Vedere generala a hidrocentralei susținuta de flotoare cu amplificator de viteza al fluxului de apa, varianta 1 • Fig 2, Vedere generala a hidrocentralei susținuta de flotoare cu amplificator de viteza al fluxului de apa, varianta 2 • Fig 3, Vedere laterala a hidrocentralei susținuta de flotoare cu amplificator de viteza al fluxului de apa, varianta 1 • Fig 4, Vedere laterala a hidrocentralei susținuta de flotoare cu amplificator de viteza al fluxului de apa, varianta 2 • Fig 5, Vedere de sus a hidrocentralei susținuta de flotoare cu amplificator de viteza al fluxului de apa, varianta 1 • Fig 6, Vedere de sus a hidrocentralei susținuta de flotoare cu amplificator de viteza al fluxului de apa, varianta 2 • Fig 7, Vederi ale amplificatorului de viteza al fluxului de apa, varianta 1 • Fig 8, Vederi ale amplificatorului de viteza al fluxului de apa, varianta 2

Hidrocentrala susținuta de flotoare cu amplificator de viteza al fluxului de apa, conform ambelor variante,varianta 1 (Fig. 1) si varianta 2 (Fig. 2) este o instalație mobila ce plutește pe apa si se ancoreaza in partea din spate prin ancora 1 iar daca adancimea apei nu permite acest lucru, in locul ancorei 1 se ataseaza o greutate, iar in partea din fata se ataseaza “ancora” in forma de umbrela 2 care este purtata de fluxul de apa, in felul acesta creandu-se o auto-orientare a hidrocentralei in sensul fluxului de apa.

Hidrocentrala susținuta de flotoare cu amplificator de viteza al fluxului de apa, conform primei variante (Fig.l) conține roata hidraulica cu palete 3 , un arbore de rotatie 4 pe care este fixata roata hidraulica cu palete 3, arborele 4 este fixat axial de carcasa 5. Carcasa 5 are si rolul de etanșare a următoarelor elemente componente numerotate cu 6, 7, 8, 9 si este fixata rigid de platforma 10, care este situata la nivelul apei.

Platforma 10 este fixata de doua flotoare 11 si 12 prin intermediul a doua cuple de translație constituite din elementele 13 si 14 respectiv 15 si 16 cu rolul de reglare a distantei dintre cele doua flotoare pentru obținerea stabilitatii platformei pe linia de plutire.

Amplificatorul de turatie 7 este fixat de platforma 10 si interactioneaza cu arborele 4 prin intermediul transmisiei prin curele 6 respectiv cu generatorul de curent electric 8 prin intermediul transmisiei prin curele 9

Amplificatorul de viteza al fluxului de apa 17 este prins rigid de platforma 10

Amplificatorul de viteza al fluxului de apa 17 este prevăzut cu un gratar de protecție 18 fixat in zona de admisie a amplificatorului de viteza al fluxului de apa.

Hidrocentrala susținuta de flotoare cu amplificator de viteza al fluxului de apa conform primei variante caracterizata prin aceea ca amplificatorul de viteza al fluxului de apa are o forma hidrodinamica (Fig.l, 3, 5, 7)

Hidrocentrala susținuta de flotoare cu amplificator de viteza al fluxului de apa conform variantei a doua caracterizata prin aceea ca fata de prima varianta amplificatorul de viteza al fluxului de apa conform variantei a doua are o forma dreapta (Fig. 2, 4, 6, 8).

(χ- 2 Ο 1 3 - Ο Ο 8 5 7 - 1 fl -11- 2013

Hidrocentrala funcționează in modul următor:

Conform primei variante (Fig.l) fluxul de apa intra cu o anumita valoare a vitezei, v₀ in amplificatorul de viteza al fluxului de apa 17, prin secțiunea notata A-A (Fig. 7) si dirijat de către pereții amplificatorului de viteza al fluxului de apa, ce formează unghiurile γ si δ intre secțiunea A-A (Fig. 7) si tangentele la curbele suprafețelor descrise de raza r respectiv η, către secțiunea B-B (Fig. 7) mai mica. In secțiunea B-B valoarea vitezei de curgere al fluxului de apa este mai mare decât cea de la intrare (secțiunea A-A).

Conform variantei a doua fluxul de apa intra cu o anumita valoare a vitezei, v₀ in amplificatorul de viteza al fluxului de apa 17, prin secțiunea notata A-A (Fig. 8,) si dirijat de către pereții amplificatorului de viteza al fluxului de apa cu suprafața dreapta, înclinați cu unghiurile a si β fata de secțiunea A-A (Fig. 8) către secțiunea B-B (Fig. 8) mai mica. In secțiunea B-B valoarea vitezei de curgere al fluxului de apa este mai mare decât cea de la intrare (secțiunea A-A).

In continuare, conform ambelor variante (Fig. 1,2), fluxul de apa cu viteza vj la ieșirea din amplificatorul de viteza al fluxului de apa, pune in mișcare roata hidraulica cu palete, aceasta pune in mișcare de rotatie arborele 4. Prin intermediul transmisiei prin curele 6 mișcarea de rotatie este transmisa către amplificatorul de turatie 7, in continuare mișcarea de rotatie este transmisa către generatorul de curent 8 prin intermediul transmisiei prin curele 9. Energia electrica obtinuta la ieșirea generatorului 8 este transmisa la sistemul de distribuție al energiei electrice.

Pentru un plus de stabilitate, distanta dintre flotoarele 11 si 12 poate fi modificata prin intermediul cuplelor de translație, constituita din elementele 13 si 14 respectiv 15 si 16, obtinandu-se astfel echilibrul centralei pe suprafața apei.

Amplificatorul de viteza al fluxului de apa 17 este protejat de diverse obiecte străine specifice florei si faunei ale amplasamentului, prin intermediul grătarului de protecție 18.

Invenția prezintă următoarele avantaje:

Utilizarea unui amplificator de viteza al fluxului de apa, care are si rolul de dirijare al fluxului in vederea obținerii randamentului maxim al centralei.

Flotabilitatea, mobilitatea si stabilitatea centralei, data de sistemul de flotoare respectiv cele doua ancore.

Centrala poate utiliza energia cinetica a apelor curgătoare precum si energia curentilor maritimi sau oceanici.

Claims (5)

1. Revendicări

   1. Hidrocentrala susținuta de flotoare cu amplificator de viteza al fluxului de apa 17 este o instalație mobila si plutitoare datorita flotoarelor 11,12, caracterizata prin aceea ca anterior rotii hidraulice 3 are montat un amplificator de viteza al fluxului de apa 17.
2. 2. Hidrocentrala susținuta de flotoare cu amplificator de viteza al fluxului de apa 17, conform revendicării 1, caracterizata prin aceea ca unghiurile a si β respectiv γ si δ sunt unghiuri ascuțite.
3. 3. Hidrocentrala susținuta de flotoare cu amplificator de viteza al fluxului de apa 17, conform revendicării 1, caracterizata prin aceea ca suprafețele pereților amplificatorului de viteza al fluxului de apa 17 sunt drepte sau curbe (hidrodinamice).
4. 4. Hidrocentrala susținuta de flotoare cu amplificator de viteza al fluxului de apa 17, conform revendicării 1, caracterizata prin aceea ca distanta intre flotoare 11,12 este reglabila transversal.
5. 5. Hidrocentrala susținuta de flotoare cu amplificator de viteza al fluxului de apa 17, conform revendicării 1, caracterizata prin aceea ca se auto-orienteaza pe direcția fluxului de apa.