RU1828939C - Гидроагрегат дл использовани энергии текучей среды - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : закрепленные на вертикальном роторе лопасти установлены с возможностью поворота вокруг своих осей, параллельных оси ротора Электрогенератор установлен над уровнем воды. Лопасти выполнены гидродинамического профил  и их оси размещены со смещением в сторону передней кромки лопасти от центра динамического давлени  Ротор установлен под понтоном. Гидроагрегат снабжен механизмом поворота лопастей, опорным понтоном и горизонтальной штангой дл  соединени  генератора с опорным понтоном, к к-рому прикреплены  корные цепи 1 з.п.ф-лы, 3 ил

Description

Изобретение относитс  к гидроагрегатам дл  использовани  энергии текучей среды и может быть использовано в качестве стационарных плавающих гидроэлектростанций

Цель изобретени -увеличение коэффициента использовани  энергии текучей среды .

Указанна  цель достигаетс  тем, что гидроагрегат, содержащий вертикальный роторе расположенными на нем лопаст ми гидродинамического симметрического профил , установленными с возможностью вращени  вокруг собственных осей, параллельных оси вращени  ротора, закрепленный на днище дискообразного понтона , снабжен механизмом циклического управлени  лопаст ми, расположенным в центре вращени  ротора и кинематически св занным с лопаст ми посредством радиальных валов и конических зубчатых колес При вращении ротора кажда  лопасть дважды измен ет угол атаки от нулевого до максимального значений, так как все лопасти

взаимосв заны между собой механизмом управлени  и посто нно ориентированы к направлению потока передними кромками, что позвол ет плавно измен ть гидродинамический режим работы каждой лопасти на всей ометаемой поверхности. Статор генератора жестко установлен в центре вращени  ротора гидроагрегата над поверхностью воды, а вал  кор  жестко св зан с горизонтальной штангой, второй конец которой опираетс  на опорный понтон, креп  щийс   корными цеп ми и  кор ми в потоке

На фиг,1 изображен общий вид гидроаг регата; на фиг.2 - кинематическа  схема ме ханизма управлени  лопаст ми; на ф иг 3 азимутальное положение лопастей при вращении ротора.

Гидроагрегат содержит дискообразный понтон с ротором 1. лопасти 2, механизм управлени  лопаст ми 3, электрогенератор 4, штангу креплени  5, опорный понтон 6  кор  7, конические шестерни привода лопастей 8, радиальные валы привода 9 корС

пус механизма управлени  10, наклонную ось кривошипа 11, коническую шестерню ориентации 12, кронштейн 13, вильчатый поводок ориентации 14, втулку с радиальными цапфами 15, вильчатый поводок установки угла атаки 16, подшипники 17, ползун 18, шестерню согласовани  19, направл ющую ось 20 и оси 21 лопастей.

Гидроагрегат работает следующим образом .

Дискообразный понтон с ротором 1 и установленными на нем лопаст ми 2, механизмом управлени  лопаст ми 3, электроге- нератором А удерживаетс  в потоке горизонтальной штангой 5, неподвижно закрепленной на валу  кор  генератора и вторым концом опирающейс  на опорный понтон 6, к которому креп тс   корные цепи и  кор  7. Лопасти гидродинамического профил  со смещением оси вращени  21 к передней кромке от динамического центра давлени  потока 2 расположены под днищем на равных азимутальных углах друг от друга и кинематически соединены с механизмом управлени  3, установленном в цен тре вращени  посредством конических шестерней привода лопастей 8 м радиальных валов 9. Водный поток, воздейству  на лопасти, стремитс  установить их во флюгерное положение и, моменты сил, разворачивающие лопасти, передаютс  механизму управлени , обеспечивающему установку углов атаки и ориентацию лопастей к направлению потока за все врем  вращени  ротора, в результате чего на них возникают гидродинамические силы, создающие суммарный момент вращени  ротора гидроагрегата . Заданные углы атаки лопастей автоматически поддерживаютс  механизмом за вееь период вращени  ротора в зависимости от их азимутального положени  относительно потока.

Механизм управлени  циклическим отклонением лопастей позвол ет измен ть значение и направление суммарных гидродинамических сил лопастей и передает движение с элемента системы управлени  на вращающиес  лопастм, и состоит из корпуса 10, в подшипниковых узлах которого радиа ьно расположены кривошипно-ша- тунные механизмы качающейс  шайбы, кривошип каждого из которых св зан с лопастью радиальным ралом 9. Оси кривошипов креп тс  к наклонным ос м 11, установленным пой углом, равным 45°. На наклонные оси 11 надеты и поворачиваютс  втулки с радиальными цапфами 15, на которые шарнирно установлены два вильчатых поводка 14 и 16. Вильчатый поводок 14 обеспечивает ориентацию лопасти к потоку,

-

его ось расположена под углом 90° к осевой кривошипа и поворачиваетс  в подшипнике кронштейна 13, установленного на шестерне ориентации 12 свободно поворачиваю5 щейс  на оси кривошипа. Вильчатый поводок 16 отклон етс  в вертикальной плоскости на угол/, не превышающий угол а, и обеспечивает установку угла атаки лопасти. Ось поводка 16 вращаетс  в подшипнике 17,

10 шарнирно прикрепленном к ползуну 18, перемещающемс  по направл ющей оси 20. Шестерни ориентации 12 всех пространственных кривошипно-шатунных механизмов вход т в зацепление с общей шестерней

15 согласовани  19, свободно вращающейс  на направл ющей оси 20. В статическом положении ротора углы отклонени  лопастей от флюгерного положени  определены их азимутальным положением относительно

20 направлени  потока. На линии,перпендикул рной направлению потока, т е. на углах О и 180° углы отклонени  лопастей равны 0°, а на линии, совпадающей с направлением потока, т.е. на азимутальных углах 90° и 270° 25 они максимальны и определ ютс  отношением -L- Изменение углов атаки осуществл етс  перемещением ползуна 18 вверх или вниз.

30Обозначив угол отклонени  лопасти р,

азимутальный угол положени  лопасти (Л-. угол отклонени  каждой лопасти определ етс  по формуле

35

p -f- 90°

sin

Ъ

Изменение величины углов атаки лопастей позвол ет регулировать скорость вращени  гидроагрегата и осуществл ть его остановку.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   -. Гидроагрегат дл  использовани 

   энергии текучей среды, содержащий вертикальный ротор с закрепленными на нем лопаст ми , установленными с возможностью поворота вокруг своих осей параллельных

   оси ротора, электрогенератор, установленный над уровнем воды, понтон в виде диска и  корные цепи дл  креплени  агрегата по дну, отличающийс  тем, что. с целью увеличени  КПД, лопасти выполнены гидродинамического профил , и оси их вращени  размещены со смещением в сторону передней кромки лопасти от центра динамического давлени , ротор установлен под понтоном, а гидроагрегат снабжен механизмом поворота лопастей, опорным понтоном и горизонтальной штангой дл  соединени  генератора с опорным понтоном, к которому прикреплены  корные цепи
2. 2. Гидроагрегат поп отличающийс  тем, что механизм поворота лопастей содержит корпус, ползун, шестерню согласовани  азимутальных углов лопап ей и вертикальные конические шестерни радиальные валы, крмвошипно-шэ1унпие механизмы, пары шестерен по количеств/ лопастей, при этом ползун установлен j корпусе с возможноегью перемещени  вдоль своей реП|ИкЯл -ной or j ривошипно-чна- тумные не1- нр.зг ы размешены -т, корпус, радиальиг и шаоннрно соединены г ПОЛЗУ поп г |дпсй стороны и г рертпкал Hvrri Kommfci ими шестернчмг и радиальными вапами с другой, рзоиаль1,ы° вачы погро ством пар соеигигии с оспми по пастей, г niec-срн согласочан v croboapo уст мовлеиа -f5 оси ползут и кинечсличс сччз i со вгемм вег IM fvib чочи еом ми iecTcoHrjf и

   .

   ,f

   / /

   l

   / /L/

   1, if ч

   , и / Л

   /; 9 w   is

   i -V/ /

   t /

   х

   м

   I K -1-.N &

   t.г

   /.IV

   На раЙлеме

   «е-

   потока