RU206086U1

RU206086U1 - Переносная микрогэс для работы в естественных потоках воды ручьёв и малых рек

Info

Publication number: RU206086U1
Application number: RU2021102508U
Authority: RU
Inventors: Артём Дмитриевич Овчаров
Original assignee: Артём Дмитриевич Овчаров
Priority date: 2021-02-03
Filing date: 2021-02-03
Publication date: 2021-08-20

Abstract

Полезная модель относится к области производства электрической энергии и служит для преобразования энергии русловых потоков ручьёв и малых рек в электрическую энергию с помощью явления электромагнитной индукции.Детали гидротурбины и полый усечённый конус изготовлены из полимерного композиционного материала, например углепластика. Понтоном служит древесина, прочный пенопласт или герметичный контейнер для деталей и узлов переносной микроГЭС, якорный шест нержавеющий.После выбора подходящего места в русле ручья или реки забивают в дно якорный шест, устраивают понтон с электрическим генератором, соединяют гибким валом вал ротора генератора с гидротурбиной и полым усечённым конусом. Полый усечённый конус создает дополнительное сопротивление прохождению естественного потока воды, а за счёт лопастей турбины, изогнутых по конической винтовой линии, приходит во вращение. Гибкий вал натягивается и удерживает гидротурбину в верхнем, самом быстром, естественном потоке воды, что увеличивает количество вырабатываемой электрической энергии, а отсутствие разбалтывания гидротурбины снижает износ гибкого вала.Разработанная переносная микроГЭС для работы в естественных потоках воды ручьёв и малых рек является лёгкой, переносной, быстро сборно-разборной, вырабатывает повышенное количество электрической энергии, имеет низкий износ гибкого вала. 5 ил.

Description

Полезная модель относится к гидроэнергетике и предназначена для обеспечения электрической энергией лагерей геологов, охотников, рыбаков, автономных туристов и является переносной.

Полезная модель относится к области производства электрической энергии и служит для преобразования энергии русловых потоков ручьев и малых рек в электрическую энергию с помощью явления электромагнитной индукции.

Известны малые и микроГЭС мощностью 1…500 кВт на напоры 2…400 метров с пропеллерными, диагональными, осевыми, радиально-осевыми, ковшовыми турбинами

[http://ovis.khv.ru/indexpyеловая микрогидроэлектростанция, патент №2525776].

Известны рукавные микроГЭС «Луч» мощностью 1, 2, 4, 10 кВт и ИНСЕТ мощностью 10, 15, 20, 50, 100 кВт.

[http://mnpc2020.ru/русловая микрогидроэлектростанция, патент №2525776…].

Недостатком таких ГЭС является необходимость большого перепада высот или постройка плотины.

Известна конструкция лопастной турбины для использования энергии водяного потока в зафиксированном затопленном состоянии в движущемся потоке воды (прилив-отлив). Лопасти в виде протяженного двойного шнека установлены на валу по ходу движущегося потока. Такая же конструкция предлагается применять и для использования энергии ветра, приспособив ее для установки в воздушном потоке, (см. JP 2009234555 А, 15.10.2009).

Недостатком устройства следует признать сложность в изготовлении и эксплуатации, не обладает мобильностью.

Известен гидроагрегат для использования энергии потока воды, состоящий из спиральных лопастей, остановленных вдоль овального корпуса и отстоящих от корпуса в концевой части. Агрегат находится во взвешенном состоянии с минимальной плавучестью. Концентрация потока осуществляется при помощи внешнего экрана. Лопастная турбина связана с опорой через шарнир и преобразователь энергии много звеньевым валом (см. RU 2061185 С, 27.05.1996).

Недостатком устройства следует признать сложность стационарной установки преобразователя энергии - электрического генератора и сложная много звеньевая система передачи крутящего момента.

Наиболее близкой к предлагаемому является известная русловая микрогидроэлектростанция (микроГЭС), содержащая гидротурбину с лопастями, у которой генератор установлен на понтоне с якорным шестом, а расширяющиеся лопасти выполнены изогнутыми по конической винтовой линии или по конической логарифмической спирали, передние загнутые на 90° концы закреплены внутри кожуха оголовка на фигурной втулке, а задние концы - на крестовине (см. патент РФ 2525776 [http://www.freepatent.ru/patents/2525776]).

Недостатком устройства, взятого за прототип, следует признать:

1) невозможность использования в малых реках и ручьях;

2) низкую стабильность работы в естественных потоках рек с низким напором воды, так как осевая составляющая нагрузки, действующей на рабочие лопасти гидротурбины, оказывается недостаточной для компенсации радиальной составляющей нагрузки вызывающей разбалтывание рабочей турбины внутри потока воды;

3) разбалтывание гидротурбины внутри потока с низким напором воды приводит к увеличению механического износа гибкого вала, вследствие действия на него переменной механической нагрузки;

4) разбалтывание рабочей турбины внутри потока с низким напором воды приводит к снижению количества механической энергии подводимой к электрическому генератору, а, следовательно, приводит к снижению эффективности преобразования механической энергии потока воды ручьев и малых рек в электрическую энергию.

Технической проблемой, решаемой с помощью предлагаемой полезной модели, является стабилизация гидротурбины внутри потока с низким напором воды ручьев и малых рек.

Техническим результатом, достигаемым с помощью предлагаемой полезной модели, является повышение количества вырабатываемой электрической энергии микроГЭС при работе в естественных потоках с низким напором воды в ручьях и малых реках и одновременным снижением износа гибкого вала.

Поставленная проблема решается за счет того, что на гибком валу, после гидротурбины относительно электрического генератора, закрепляется полый усеченный конус, обращенный своим основанием перпендикулярно естественному потоку воды, обеспечивающий необходимое осевое натяжение гибкого вала и стабилизирующий гидротурбину в самом быстром естественном потоке воды.

Полезная модель поясняется чертежами:

на фиг. 1 представлен эскиз вида с боку переносной микроГЭС для работы в естественных потоках воды ручьев и малых рек;

на фиг. 2 представлен эскиз крепления гибкого вала в оголовке гидроэнергоагрегата;

на фиг. 3 представлен вид сзади лопастей гидроэнергоагрегата при снятой крестовине и полого усеченного конуса;

на фиг. 4 представлен эскиз крепления передних концов лопастей;

на фиг. 5 представлен вид сзади полого усеченного конуса.

Переносная микроГЭС для работы в естественных потоках воды ручьев и малых рек состоит из быстро сборной гидротурбины, состоящей из расширяющихся лопастей 1, изогнутых по конической винтовой линии, передние загнутые на 90° концы 2 которых внутри кожуха 3 оголовка закреплены на фигурной втулке 4 с центральным отверстием, а задние концы 5 - на крестовине 6. Электрический генератор 7 установлен на понтоне 8 и подвижно связан с вертикальным якорным шестом 9. Вал ротора генератора при помощи гибкого вала 10, установленного в кожухе 11 в виде шланга, связан с оголовком гидротурбины и закреплен при помощи сферической шайбы 12 со стопорным винтом 13. На гибком валу 10, после гидротурбины относительно электрического генератора 7, закрепляется с помощью крестовины 15 и винтов 16 полый усеченный конус 14, обращенный своим основанием перпендикулярно естественному потоку воды, обеспечивающий необходимое осевое натяжение гибкого вала 10 и стабилизирующий гидротурбину в самом быстром естественном потоке воды.

Claims

Переносная микроГЭС для работы в естественных потоках воды ручьёв и малых рек, содержащая генератор, установленный на понтоне с якорным шестом, гидротурбину, её расширяющиеся лопасти выполнены изогнутыми по конической винтовой линии, передние загнутые на 90° концы закреплены внутри кожуха оголовка на фигурной втулке, а задние концы - на крестовине, отличающаяся тем, что на гибком валу, после гидротурбины относительно электрического генератора, закрепляется с помощью крестовины полый усечённый конус, обращённый своим основанием перпендикулярно естественному потоку воды.