RU2083868C1 - Unified rotor for float-type hydroelectric power plants - Google Patents

Unified rotor for float-type hydroelectric power plants Download PDF

Info

Publication number
RU2083868C1
RU2083868C1 RU9393030960A RU93030960A RU2083868C1 RU 2083868 C1 RU2083868 C1 RU 2083868C1 RU 9393030960 A RU9393030960 A RU 9393030960A RU 93030960 A RU93030960 A RU 93030960A RU 2083868 C1 RU2083868 C1 RU 2083868C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rotor
gear
float
multiplier
rotor according
Prior art date
Application number
RU9393030960A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU93030960A (en
Inventor
Виталий Григорьевич Федчишин
Original Assignee
Виталий Григорьевич Федчишин
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 Виталий Григорьевич Федчишин filed Critical Виталий Григорьевич Федчишин
Priority to RU9393030960A priority Critical patent/RU2083868C1/en
Publication of RU93030960A publication Critical patent/RU93030960A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2083868C1 publication Critical patent/RU2083868C1/en

Links

Images

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

  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)

Abstract

FIELD: hydraulic engineering; off-line environmentally friendly power supplies installed on shallow-water rivers and channels. SUBSTANCE: step-up gear is installed beyond rotor body and has several outlets from different steps of gear transmissions; central fixed axle is coupled with external control element affording its turn through designed angle within 90 deg.; inner space of underwater part is hermetically sealed and filled with clean water or liquid oil residues. EFFECT: provision for using electric generators of any capacity, regulation of their speed, and hydraulic insulation of gear transmissions. 4 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к гидроэнергетике и может быть использовано при создании автономных экологических чистых источников энергии, устанавливаемых на мелководных реках и протоках. Известен гидрогенератор, размещаемый на плавающей платформе внутри единого кожуха совместно с мультипликатором. The invention relates to hydropower and can be used to create autonomous environmental clean energy sources installed on shallow rivers and canals. Known hydrogenerator, placed on a floating platform inside a single casing together with a multiplier.

Однако такое конструктивное решение не обеспечивает возможность установки электрогенераторов с разной номинальной мощностью, соответствующих определенной скорости течения Vт.However, such a constructive solution does not provide the ability to install electric generators with different rated power, corresponding to a certain flow velocity V t

Технической задачей настоящего изобретения является устранение указанного недостатка, а также стабилизация оборотов электрогенератора при изменении в допустимых пределах скорости течения. The technical task of the present invention is to eliminate this drawback, as well as stabilizing the speed of the generator when changing within the acceptable range of flow rates.

Поставленная задача достигается следующим образом. The task is achieved as follows.

С шестерней отбора мощности от ротора сопряжена шестерня с горизонтально расположенным выходным валом, а остальная часть мультипликатора размещена в автономном присоединяемом корпусе, имеющем выходные валы от последовательно расположенных передаточных звеньев для сочленения с электрогенераторами. A gear with a horizontally located output shaft is coupled to the power take-off gear from the rotor, and the rest of the multiplier is placed in a self-contained attachable housing having output shafts from sequentially located transmission links for coupling with electric generators.

С учетом сезонных колебаний скорости любого течения в пределах ±Δvт мощность N устанавливаемого электрогенератора не должна превышать вырабатываемую ротором (с учетом потерь) при Vт-Δvт и α = 90°
Затем при ≈ Vт.ср. угол α уменьшается от 90o до aст. при котором обороты электрогенератора снизятся до номинальных.
Taking into account seasonal fluctuations in the velocity of any flow within ± Δv t, the power N of the installed electric generator should not exceed that generated by the rotor (taking into account losses) at V t -Δv t and α = 90 °
Then, at ≈ V t.sr. the angle α decreases from 90 o to a st. at which the generator speed will decrease to nominal.

Это наиболее просто и эффективно осуществляется поворотом центральной невращающейся (заторможенной) оси на угол 90o- αст. который для различных Vт будет различным. Корректировка (или стабилизация) оборотов может осуществляться: вручную, дистанционно и автоматически с введением элементов обратной связи.This is most simple and effective by turning the central non-rotating (inhibited) axis at an angle of 90 o - α Art. which for different v t will be different. Correction (or stabilization) of revolutions can be carried out: manually, remotely and automatically with the introduction of feedback elements.

Возможность уменьшения таким образом угловой скорости ротора ωp от ωр.макс. при α = 90° в широких пределах позволяет также стабилизировать ωp. на более сильных течениях, вплоть до Vт.макс.доп. > Vт.+ Δvт.
В спаренных, встречно вращающихся, роторах обеспечивается взаимная компенсация разворачивающих боковых усилий и удвоенная выходная мощность.
The possibility of reducing thus the angular velocity of the rotor ω p from ω r.max. at α = 90 ° , it also allows one to stabilize ω p. on stronger currents, up to V t. max. add. > V t. + Δv t .
In twin counter-rotating rotors, mutual compensation of the unfolding lateral forces and doubled output power are provided.

При этом требуется только один мультипликатор с согласующим звеном из 2-х конических шестерен и двух штанг с разъемными муфтами и один электрогенератор удвоенной мощности. This requires only one multiplier with a matching link of 2 bevel gears and two rods with detachable couplings and one electric generator of double power.

К выходному валу первого звена мультипликатора (при необходимости) подключается одновременно с работающим электрогенератором тихоходный водяной насос для того, чтобы не отбирать вырабатываемую электроэнергию на полив и водоснабжение, т.к. мощность ротора можно выставить избыточной. A low-speed water pump is connected to the output shaft of the first link of the multiplier (if necessary) simultaneously with a working electric generator so as not to select the generated electricity for irrigation and water supply, as rotor power can be set excessive.

Защита находящихся в подводной части подшипников качения и стальных шестерен от коррозии осуществляется заполнением внутреннего пространства вращающейся стойки с диском жидкими отходами нефтепродуктов с превышением уровня над поверхностью воды, достаточного для выравнивания внешнего и внутреннего давлений. The rolling bearings and steel gears located in the underwater part are protected from corrosion by filling the internal space of the rotating rack with the disk with liquid oil waste, exceeding the level above the water surface, sufficient to balance external and internal pressures.

В случаи установки водоустойчивых подшипников (например скольжение) внутренней объем подводной части может заполнятся водой. Для уменьшения заполняемого объема свободное пространство диска занимается предварительно устанавливаемыми вставными секциями из пенопласта или пустотелыми из сварного листового материала. In the case of installing waterproof bearings (for example, sliding), the internal volume of the underwater part may be filled with water. To reduce the volume being filled, the free space of the disk is occupied by pre-installed plug-in sections made of foam or hollow from welded sheet material.

Автору не известны источниками патентной и научно-технической информации, содержащие сведения об аналогичных технических решениях, имеющих признаки, сходными с признаками, отличающими предлагаемое решение от прототипа, а также свойства, совпадающими со свойствами предлагаемого решения, поэтому можно считать, что оно обладает существенными отличиями, позволяющими при практической реализации создать новый тип мобильного преобразователя энергии водяного потока в электрическую или механическую. The author is not aware of the sources of patent and scientific and technical information containing information about similar technical solutions that have features similar to those that distinguish the proposed solution from the prototype, as well as properties that match the properties of the proposed solution, so we can assume that it has significant differences , allowing in practical implementation to create a new type of mobile transformer of energy of the water flow into electrical or mechanical.

На фиг. 1 показан ротор: а вид сбоку, в вид сверху на кинематические связи внутри подводного диска; на фиг. 2 сбалансированная установка на одной платформе двух идентичность роторов, расположенных: а) перпендикулярно течению, в) по течению; на фиг. 3 схематически изображена ориентация плоскостей лопастей ротора относительно потока и взаимная относительно друг друга: а) в режиме стабилизации оборотов, в) при остановленном роторе; на фиг. 4 показана кинематическая связь двух роторов с электрогенератором. In FIG. 1 shows the rotor: a side view, top view of the kinematic connections inside the underwater disk; in FIG. 2 balanced installation on one platform of two identical rotors located: a) perpendicular to the flow, c) downstream; in FIG. 3 schematically shows the orientation of the planes of the rotor blades relative to the flow and mutual relative to each other: a) in the mode of stabilization of revolutions, c) when the rotor is stopped; in FIG. 4 shows the kinematic connection of two rotors with an electric generator.

Унифицированный ротор для поплавковых ГЭС содержит диск 1, сдвоенные вертикальные лопасти 2, поворотную стойку 3, шестерню отбора мощности 4, центральную невращающуюся ось 5, конические шестерни 6, 7, 8 и 9, оси 10 и несущую стойку 11, закрепленную снизу к основанию корпуса. Ротор дополнительно содержит кронштейны 12, коническую шестерню 13 с валом 14, съемную крышку 15, рукоятку (или другой узел поворота оси 5) 16, вставные секции 17. Сдвоенная установка дополнительно содержит муфты 18 и 19, связанные штангами 20, кинематическое звено 21 из двух идентичных шестерен, мультипликатор 22 с выходными валом 23, тихоходный водяной насос 24 и генератор 25. The unified rotor for float hydropower plants contains a disk 1, twin vertical blades 2, a rotary rack 3, a power take-off gear 4, a central non-rotating axis 5, bevel gears 6, 7, 8 and 9, axles 10 and a supporting rack 11 fixed from the bottom to the base of the housing . The rotor further comprises brackets 12, a bevel gear 13 with a shaft 14, a removable cover 15, a handle (or other axis 5 turning unit) 16, insert sections 17. The dual installation further comprises couplings 18 and 19 connected by rods 20, a kinematic link 21 of two identical gears, a multiplier 22 with an output shaft 23, a low-speed water pump 24 and a generator 25.

Унифицированный ротор для поплавковых ГЭС работает следующим образом. Первоначально, при сборке, лопасти 2 устанавливаются и фиксируются с ориентацией их плоскостей на ось расположенной сбоку и развернутой по потолку лопасти (т. А, А1, А2). The unified rotor for float plants is as follows. Initially, during assembly, the blades 2 are installed and fixed with the orientation of their planes on the axis of the blade located on the side and deployed along the ceiling (i.e. A, A1, A2).

Каждая лопасть за один оборот ротора поворачивается в обратном направлении вокруг своей оси на пол-оборота ωp= -2,0ω1, двигаясь относительно омываемого потока по циклоидной траектории.Each blade for one revolution of the rotor rotates in the opposite direction around its axis by half a revolution ω p = -2,0ω 1 , moving relative to the flow being washed along a cycloid trajectory.

Ротор с помощью кронштейнов 12 закреплен на платформе 26, размещенной на поплавках 27, удерживаемых на течении тросами 28. The rotor with the help of brackets 12 is mounted on a platform 26, placed on the floats 27, held in place by the cables 28.

Вырабатываемая мощность ротора имеет кубическую зависимость от скорости течения (vт→ N;2vт→ 8N) а угловая скорость линейную, ωp= f(vт)..The generated rotor power has a cubic dependence on the flow velocity (v t → N; 2v t → 8N) and the angular velocity is linear, ω p = f (v t ) ..

Для оптимальной работы ротора, при известной величине Vт.ср. мощность электрогенератора не должна превышать вырабатываемую ротором (с учетом потерь) Nг≅ (0,5-0,6) Nр, а при подключении водяного насоса ниже на величину отбираемой им мощности.For optimal operation of the rotor, with a known value of V t.s. the power of the generator should not exceed the power generated by the rotor (taking into account losses) N g ≅ (0.5-0.6) N p , and when the water pump is connected, it is lower by the amount of power taken by it.

Claims (4)

1. Унифицированный ротор для поплавковых ГЭС, содержащий горизонтальный диск, сдвоенные вертикальные лопасти, поворотную стойку, шестерню отбора мощности, центральную невращающуюся ось с шестерней, связанной коническими шестернями и осями с лопастями, несущую стойку, закрепленную снизу к основанию корпуса, отличающийся тем, что с шестерней отбора мощности постоянно сочленена только одна коническая шестерня с горизонтально расположенным выходным валом, стыкуемым с мультипликатором: при одинарном исполнении напрямую, при спаренном через разъемные муфты, штанги и согласующее кинематическое звено из двух идентичных конических шестерен. 1. A unified rotor for float hydropower plants, containing a horizontal disk, twin vertical blades, a rotary rack, a power take-off gear, a central non-rotating axis with a gear connected by bevel gears and axes with blades, a supporting rack fixed from the bottom to the base of the housing, characterized in that with a power take-off gear, only one bevel gear is permanently articulated with a horizontally located output shaft that is mated to the multiplier: for single execution, directly, for paired cranes h detachable couplings, rods and matching kinematic link of two identical bevel gears. 2. Ротор по п.1, отличающийся тем, что к выходному валу первого звена мультипликатора дополнительно подключен тихоходный водяной насос. 2. The rotor according to claim 1, characterized in that a low-speed water pump is additionally connected to the output shaft of the first link of the multiplier. 3. Ротор по п. 1, отличающийся тем, что центральная невращающаяся ось может поварачиваться на любой угол в пределах от 90o до нуля до полной остановки ротора.3. The rotor according to claim 1, characterized in that the central non-rotating axis can rotate at any angle in the range from 90 o to zero until the rotor stops completely. 4. Ротор по п. 1, отличающийся тем, что внутренний объем, окружающий внутренние кинематические звенья, расположенные в подводной вращающейся части, герметизирован и заполнен чистой водой или отработанными нефтепродуктами с превышением уровня над поверхностью воды, достаточным для выравнивания внешнего и внутреннего давлений, а в свободных полостях диска размещены вытесняющие объем вставные облегченные сплошные или пустотелые секции. 4. The rotor according to claim 1, characterized in that the internal volume surrounding the internal kinematic units located in the underwater rotating part is sealed and filled with clean water or spent oil products with a level above the water surface that is sufficient to equalize the external and internal pressures, and in the free cavities of the disk are placed the displacing volumetric lightweight solid or hollow sections displacing the volume.
RU9393030960A 1993-06-16 1993-06-16 Unified rotor for float-type hydroelectric power plants RU2083868C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU9393030960A RU2083868C1 (en) 1993-06-16 1993-06-16 Unified rotor for float-type hydroelectric power plants

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU9393030960A RU2083868C1 (en) 1993-06-16 1993-06-16 Unified rotor for float-type hydroelectric power plants

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU93030960A RU93030960A (en) 1996-05-20
RU2083868C1 true RU2083868C1 (en) 1997-07-10

Family

ID=20143134

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU9393030960A RU2083868C1 (en) 1993-06-16 1993-06-16 Unified rotor for float-type hydroelectric power plants

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2083868C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2507412C1 (en) * 2012-06-28 2014-02-20 Открытое акционерное общество "Авиационное оборудование" Tidal-wave power plant

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Заявка Франции N 2511437, кл. F 03 B 7/00, 1983. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2507412C1 (en) * 2012-06-28 2014-02-20 Открытое акционерное общество "Авиационное оборудование" Tidal-wave power plant

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6227803B1 (en) Apparatus for generating electric power using wind force
US4383182A (en) Underwater power generator
EP1384824B1 (en) Gyro wave-activated power generator and wave suppressor using the power generator
CN102869881A (en) Renewable energy generator
CN101395367A (en) Device and system for producing regenerative and renewable hydraulic energy
WO2007100639A9 (en) Submersible turbine apparatus
US4038821A (en) Fluid current motor
RU2004103865A (en) POWER PLANT, GENERATOR AND PROPELLER ELEMENT FOR RECEIVING ENERGY USING WATER FLOW
KR19990012864A (en) Output device by rotating method with buoyancy
RU2083868C1 (en) Unified rotor for float-type hydroelectric power plants
GB2459447A (en) Tidal power generating unit
RU2508467C2 (en) Submersible monoblock microhydro power plant
KR20040033160A (en) Current energy power generation apparatus using impeller type water mill
US11946442B2 (en) Autonomous underwater vehicles
RU2663969C1 (en) Electric power generating module
MD2288C2 (en) Hydraulic station
CN1063828C (en) Variable gravity-center floating box type wave energy transducer
RU2247859C1 (en) Submersible free-flow microhydroelectric station
US20040234396A1 (en) Method of generating electrical energy and apparatus for carrying out the method
RU2109165C1 (en) Dampless side-by-side hydraulic turbine
KR101726605B1 (en) Semi floating type waterpower generator
CN217002125U (en) Gravity-assisted vertical water turbine and water resource utilization device using same
CN211500863U (en) Floating type generator
RU2166124C2 (en) Modular wave-energy hydroelectric power plant
SU1539390A1 (en) Heat/wind power plant