RU2065076C1 - Свободнопоточная гэс и способ ее подледного монтажа - Google Patents
Свободнопоточная гэс и способ ее подледного монтажа Download PDFInfo
- Publication number
- RU2065076C1 RU2065076C1 RU9393021232A RU93021232A RU2065076C1 RU 2065076 C1 RU2065076 C1 RU 2065076C1 RU 9393021232 A RU9393021232 A RU 9393021232A RU 93021232 A RU93021232 A RU 93021232A RU 2065076 C1 RU2065076 C1 RU 2065076C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- blade
- power shaft
- bridges
- shaft
- hydroelectric power
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/20—Hydro energy
Landscapes
- Hydraulic Turbines (AREA)
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
Abstract
Использование: в гидроэнергетике и может быть использовано в свободнопоточных гидроэлектростанциях. Сущность изобретения: свободнопоточная гидроэлектростанция состоит из силового вала с подвижной относительно вала лопастью, механизма перемещения лопасти с роликовыми держателями. Лопасть снабжена охватывающим силовой вал неподвижным кожухом с мостиками, соединение преобразователя энергии с силовым валом выполнено посредством мультипликатора, при этом лопасть и один из мостиков снабжены зубьями, а механизм перемещения лопасти выполнен в виде жестко закрепленного на силовом валу маховика с фиксаторами и установленными над и под ним двумя парами шестерен, соединенных между собой валиками, причем роликовые держатели закреплены на маховике, фиксаторы расположены с возможностью контакта с мостиками кожуха и верхними шестернями, а нижние шестерни - с зубьями лопасти. Лопасть выполнена в виде тканевой мембраны, натянутой на каркас, верхний пояс которого выполнен с положительной плавучестью, а нижний - с отрицательной, при этом пояса связаны между собой по концам посредством вертикальных стоек жесткости. При подледном монтаже свободнопоточной ГЭС: лопасть погружают в поток, предварительно скручивая в трубу, а в направлении течения выполняют две проруби. Лопасть погружают в верхнюю по течению прорубь при помощи тяг и после ее раскрутки под верхней прорубью на конце лопасти закрепляют вертикальную стойку жесткости, а в нижнюю прорубь опускают силовой вал электростанции, и ослабляя тяги, в роликовые держатели механизма перемещения лопасти заводят свободный конец лопасти, на котором затем закрепляют вторую вертикальную стойку жесткости. Свободнопоточная ГЭС позволяет снизить стоимость энергии, экологически безвредна. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 8 ил.
Description
Изобретение относится к гидроэнергетике и может быть использовано в гидроэлектростанциях на любых реках.
Известны турбины:
1. Горизонтально-осевые с параллельной потоку осью (А.С. 11368477).
1. Горизонтально-осевые с параллельной потоку осью (А.С. 11368477).
2. Горизонтально-осевые с перпендикулярной потоку осью (А.С. 1661469).
3. Вертикально-осевые (А.С. N1712649).
4. Парашютные (А.С. N1295024).
Устройства аналоги имеют следующие недостатки:
способны работать только при большой скорости потока 2 м/с и более, такие реки мелководны и форма турбины не рациональна,
экологически вредны, являются мясорубкой для мигрирующих пород рыб, преградой при их движении,
не предусматривают разной скорости потока по вертикали, подвержены механическим повреждениям.
способны работать только при большой скорости потока 2 м/с и более, такие реки мелководны и форма турбины не рациональна,
экологически вредны, являются мясорубкой для мигрирующих пород рыб, преградой при их движении,
не предусматривают разной скорости потока по вертикали, подвержены механическим повреждениям.
В качестве прототипа принята перпендикулярно-осевая установка (А.С. N1642053). Отличительной особенностью прототипа являются система выдвижных лопастей. При выходе лопасти в положение попутному потоку она выдвигается из барабана, а после прохождения рабочего участка вновь задвигается в барабан. Барабан до половины заглублен в лоток, смонтированный на дне.
Прототип имеет следующие недостатки:
вылет лопасти ограничен радиусом барабана и наоборот, что делает конструкцию громоздкой;
лоток для установки барабана постоянно забивается отложениями;
подводный монтаж лотка и установки дорог;
сложна система передачи механической энергии к преобразователю, а если генератор установить под водой, то необходимы мероприятия по герметизации;
скорость придонных слоев минимальная, что увеличивает неэффективность установки.
вылет лопасти ограничен радиусом барабана и наоборот, что делает конструкцию громоздкой;
лоток для установки барабана постоянно забивается отложениями;
подводный монтаж лотка и установки дорог;
сложна система передачи механической энергии к преобразователю, а если генератор установить под водой, то необходимы мероприятия по герметизации;
скорость придонных слоев минимальная, что увеличивает неэффективность установки.
Техническим результатом изобретения является снижение стоимости энергии, экологическая безвредность.
Указанный результат достигается тем, что свободнопоточная гидроэлектростанция снабжена неподвижным кожухом с мостиками, охватывающим силовой вал, соединение преобразователя энергии с силовым валом выполнено посредством мультипликатора. При этом лопасть и один из мостиков снабжены зубьями, а механизм перемещения лопасти выполнен в виде жестко закрепленного на силовом валу маховика с фиксаторами и установленными над и под ним двумя парами шестерен, соединенных между собой валиками, причем роликовые держатели закреплены на маховике, фиксаторы расположены с возможностью контакта с мостиками кожуха и верхними шестернями, а нижние шестерни с зубьями лопасти. Лопасть выполнена в виде тканевой мембраны, натянутой на каркас, верхний пояс которого выполнен с положительной плавучестью, а нижний с отрицательной, при этом пояса связаны между собой по концами посредством вертикальных стоек жесткости.
Количество устанавливаемых лопастей зависит от расчета КПД ГЭС.
Заявленное устройство изображено на фиг. 1, 2, 3, 4, 7, 8, а способ его последнего монтажа на фиг. 5, 6.
На фиг. 1 изображено устройство электростанции.
На фиг. 2 разрез А-А фиг. 1.
На фиг. 3 разрез Б-Б фиг. 2.
На фиг. 4 разрез В-В фиг. 3.
На фиг. 5 показано погружение скрученной в трубу лопасти в прорубь.
На фиг. 6 показана установка стойки жесткости.
На фиг. 7 схема движения лопасти.
На фиг. 8 вариант компановки возвратного механизма (фиг. 3), при установке двух лопастей.
Гидроэлектростанция содержит лопасть 1, имеющую жесткий каркас, состоящий из верхнего пояса 2, нижнего 3 и стоек 4, на который натянута тканевая мембрана 5. Лопасть закреплена в роликовых держателях 6 возвратного механизма 7. Возвратный механизм состоит из маховика 8, на котором закреплены верхние 9 и нижние 10 возвратные шестерни, связанные между собой соединительным валиком 11. Для остановки верхних шестерен 9 на маховике расположены фиксаторы 12. Роликовые держатели установлены в щечках 13, прикрепленных к маховику 8. Маховик жестко закреплен на силовом валу 14, кинематически связанном через мультипликатор 15 с преобразователем энергии 16. Силовой вал вращается в неподвижном кожухе 17, на котором установлены мостики 18 снятия фиксации возвратного механизма. На одном из мостиков имеются зубцы привода шестерни 9.
Гидроэлектростанция работает следующим образом. Поток воды, воздействуя на лопасть 1, приводит во вращение вал 14, который передает усилия на преобразователь энергии 16. После того как лопасть 1 повернется на 180o, колесо фиксатора 12 заезжает на мостик 18 и выводит фиксатор из сцепления с шестерней 9, с другой стороны, шестерня 9, придя в зацепление с зубцами мостика, начинается вращаться. Вращение шестерни 9 через валик 11 передается шестерне 10. В свою очередь шестерня 10, будучи в зацеплении с зубцами лопасти перемещает ее в нужном направлении, т.о. лопасть перемещается поступательно из нижнего положения равновесия в верхнее. Под действием инерции вращения маховика лопасть отклоняется из положения равновесия и начинается новый цикл.
В заявленном устройстве можно применять вместо генератора испытательный гидротормоз тепловоза (штырьевой), тогда механическая энергия вращения будет напрямую преобразована в тепловую энергию воды. Свободнопоточная гидроэлектростанция приспособлена к установке на следующие опорные конструкции.
Один из вариантов монтажа свободнопоточной гидроэлектростанции, когда в качестве опорной конструкции используется ледяной покров реки.
Сущность способа подледного монтажа ГЭС в следующем.
Перед погружением лопасти в поток ее предварительно скручивают в трубу, а в направлении течения на расстоянии, превышающем длину лопасти, выполняют две проруби, лопасть погружают в верхнюю по течению прорубь при помощи тяг и после ее раскрутки под верхней прорубью на конце лопасти закрепляют вертикальную стойку жесткости, а в нижнюю прорубь опускают силовой вал электростанции и, ослабляя тяги, в роликовые держатели механизма перемещения лопасти заводят свободный конец лопасти, на котором затем закрепляют вторую вертикальную стойку жесткости.
Способ осуществляют следующим образом.
Во льду бурят две проруби, причем одна от другой в направлении течения на расстоянии чуть больше длины лопасти. В верхнюю по течению прорубь опускают скрученную в трубу лопасть (фиг. 5). Тяжи 19 от поясов закрепляют на льду. Лопасть, опустившись в воду, принимает горизонтальное положение и, развернувшись по течению, направляют свободным концом к нижней проруби. Под воздействием разности плавучих качеств поясов лопасть раскручивается и принимает нужную пространственную ориентацию. После чего на конце лопасти под верхней прорубью устанавливают стойку жесткости 4 (фиг. 6). Стойка жесткости оборудована нижними защелками 20, верхними 21, шпильками и гайками 23. Стойка устанавливается следующим образом. Нижней вилкой стойка заводится в прорезь верхнего пояса, которая совмещена по вертикали с направляющим каналом 5 тканевой мембраны. Опускаясь по каналу, стойка направляется вилкой с зажимами в соответствующие отверстия нижнего пояса. Войдя в отверстие, защелки 20 срабатывают и стойка фиксируется на нижнем поясе. Одновременно верхние защелки 21, выйдя из выреза верхнего пояса, раскрываются и упираются в верхний пояс снизу. На шпильки 22, выступающие из выреза верхнего пояса, наворачиваются гайки 23, таким образом стойка фиксируется и в верхнем поясе. После этого в нижнюю по течению прорубь устанавливают электростанцию. Ослабляя тяжи и направляя свободный конец лопасти, ее заводят в роликовые держатели 6 возвратного механизма. А когда свободный конец лопасти покажется с другой стороны возвратного механизма 7, то на нем устанавливают вторую стойку жесткости 4 в том же порядке. Совместив соответствующую фазу возвратного механизма с началом зубцов лопасти, можно запускать в работу ГЭС. Для этого убирают тяжи и отклоняют лопасть из верхнего мертвого положения в нужную сторону.
Описанный способ монтажа позволяет использовать энергоустановку во время пикового потребления энергии, сведя к минимуму трудозатраты на ее монтаж, при необходимости водолазных работ и устройства подводных фундаментов.
Claims (3)
1. Свободнопоточная гидроэлектростанция, содержащая соединенный с преобразователем энергии силовой вал с подвижной относительно вала лопастью и механизм перемещения лопасти с роликовыми держателями, отличающаяся тем, что она снабжена охватывающим силовой вал неподвижным кожухом с мостиками, соединение преобразователя энергии с силовым валом выполнено посредством мультипликатора, при этом лопасть и один из мостиков снабжены зубьями, а механизм перемещения лопасти выполнен в виде жестко закрепленного на силовом валу маховика с фиксаторами и установленными над и под ним двумя парами шестерен, соединенных между собой валиками, причем роликовые держатели закреплены на маховике, фиксаторы расположены с возможностью контакта с мостиками кожуха и верхними шестернями, а нижние шестерни с зубьями лопасти.
2. Гидроэлектростанция по п.1, отличающаяся тем, что лопасть выполнена в виде тканевой мембраны, натянутой на каркас, верхний пояс которого выполнен с положительной плавучестью, а нижний с отрицательной, при этом пояса связаны между собой по концам посредством вертикальных стоек жесткости.
3. Способ подледного монтажа свободнопоточной гидроэлектростанции путем погружения лопасти в поток, отличающийся тем, что предварительно скручивают в трубу лопасть, а в направлении течения на расстоянии, превышающем длину лопасти, выполняют две проруби, лопасть погружают в верхнюю по течению прорубь при помощи тяг и после ее раскрутки под верхней прорубью на конце лопасти закрепляют вертикальную стойку жесткости, а в нижнюю прорубь опускают силовой вал электростанции и, ослабляя тяги, в роликовые держатели механизма перемещения лопасти заводят свободный конец лопасти, на котором затем закрепляют вторую вертикальную стойку жесткости.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU9393021232A RU2065076C1 (ru) | 1993-04-23 | 1993-04-23 | Свободнопоточная гэс и способ ее подледного монтажа |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU9393021232A RU2065076C1 (ru) | 1993-04-23 | 1993-04-23 | Свободнопоточная гэс и способ ее подледного монтажа |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU93021232A RU93021232A (ru) | 1995-12-10 |
RU2065076C1 true RU2065076C1 (ru) | 1996-08-10 |
Family
ID=20140811
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU9393021232A RU2065076C1 (ru) | 1993-04-23 | 1993-04-23 | Свободнопоточная гэс и способ ее подледного монтажа |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2065076C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2553594C1 (ru) * | 2014-07-14 | 2015-06-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутская государственная сельскохозяйственная академия" | Установка для преобразования энергии потока воды под ледяным покровом реки |
RU2597732C1 (ru) * | 2015-05-21 | 2016-09-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение Высшего образования Иркутский государственный аграрный университет имени А.А. Ежевского | Речная подледная гидроэнергетическая установка |
-
1993
- 1993-04-23 RU RU9393021232A patent/RU2065076C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 1642053, кл. F 03 B 7/00, 1991. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2553594C1 (ru) * | 2014-07-14 | 2015-06-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутская государственная сельскохозяйственная академия" | Установка для преобразования энергии потока воды под ледяным покровом реки |
RU2597732C1 (ru) * | 2015-05-21 | 2016-09-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение Высшего образования Иркутский государственный аграрный университет имени А.А. Ежевского | Речная подледная гидроэнергетическая установка |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3644052A (en) | Sea wave power generator | |
CA2540574C (en) | A system of underwater power generation | |
EP1904688A1 (en) | Electricity generating apparatus from a flow of water such as tide, river or the like. | |
US8400002B2 (en) | Ocean current electrical generating system | |
CA2527217A1 (en) | Low head, dynamic variable pitch, submersible hydro generator | |
RU2065076C1 (ru) | Свободнопоточная гэс и способ ее подледного монтажа | |
CN101135290A (zh) | 水流发电船及其电站 | |
US4292535A (en) | Modular current power apparatus | |
JP2010540835A (ja) | 流体を用いた動力発生装置 | |
JPH0322554Y2 (ru) | ||
CN109340050A (zh) | 海洋可再生能源利用装置 | |
RU2346182C2 (ru) | Ветроэнергетическая парусная установка (варианты) | |
WO2006033598A1 (fr) | Centrale hydroelectrique de traction sans barrage | |
JPS5540240A (en) | Flowing river water-utilizing power plant | |
RU185639U1 (ru) | Русловой гидроагрегат Ачикасова | |
CN101776034A (zh) | 无坝水、风共用辊筒式发电装置 | |
CN110454311A (zh) | 一种履带式水轮机 | |
RU2451824C2 (ru) | Гидроэлектростанция | |
RU2171912C2 (ru) | Бесплотинная всесезонная гидроэлектростанция | |
RU156588U1 (ru) | Продольно-поточная гидросиловая установка | |
RU214897U1 (ru) | Морская гидроветроэлектростанция | |
SU1636592A1 (ru) | Свободнопоточна гидросилова установка | |
CN105545588A (zh) | 筝、筝驱工作机构、筝发电机暨方法 | |
RU2543362C2 (ru) | Бесплотинная гидроэлектростанция | |
RU2227227C2 (ru) | Бесплотинная всесезонная гидроэлектростанция |