RU2094649C1

RU2094649C1 - Single-row bladed device for fluid-medium energy take-off

Info

Publication number: RU2094649C1
Application number: RU9494020976A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Васильевич Бобров
Original assignee: Анатолий Васильевич Бобров
Priority date: 1994-06-06
Filing date: 1994-06-06
Publication date: 1997-10-27

Abstract

FIELD: hydroelectric and wind-electric plants. SUBSTANCE: device has vertical energy-take-off shaft carrying cylindrical sections whose height, diameter, and quantity depend on device power capacity and depth of medium current wherefrom energy is to be extracted; sections are built up of top and bottom disk holders with optimal number of blades of optimal size inbetween, in parallel with shaft, over external concentric circumferences; blades are installed without angular clearances or with certain relative angular overlapping; they are shaped as two mating bows of different size; larger bow is placed closer to shaft and smaller one, at greater distance from it; chords of bows are relatively perpendicular and inclined through 45 deg to radius drawn from shaft axis to extreme remote point of smaller bow and its chord on external circumference of holder; when moving, blades face fluid current with their concave sides and prevent its useless ingress between them and enable its use over width greater than device radius minimizing current resistance to their convex sides in their return to working position. EFFECT: simplified design, improved reliability, increased efficiency and capacity. 10 cl, 10 dwg

Description

Изобретение относится к гидро- и ветроэнергетике, в частности к устройствам для отбора энергии текучей среды, главным образом водных потоков и ветра, для последующего преобразования в электроэнергию. The invention relates to hydro and wind energy, in particular to devices for the selection of energy of a fluid, mainly water flows and wind, for subsequent conversion into electricity.

Известен ветроагрегат по патенту США 5044878 от 3.09.91 г. МКИ F 03 D 3/02, содержащий вертикальный вал с закрепленными на нем двумя цилиндрическими секциями с верхним, промежуточным и нижним держателями, между которыми закреплены по три лопасти, расположенные радиально и параллельно валу, которые состоят из трех плоских подлопастей. Недостатком ветроагрегата является то, что на его базе не может быть построен ветроагрегат значительной единичной мощности из-за большого сопротивления плоским подлопастям при их обратном движении навстречу ветру, а это снижает КПД и мощность агрегата. Из-за плоской конструкции подлопастей агрегат не может быть использован для отбора энергии водных потоков, т.к. из-за больших по сравнению с воздухом плотности и вязкости воды торможение подлопастей при обратном ходе в воде будет чрезвычайно высоким. Known wind turbine according to US patent 5044878 from 3.09.91, MKI F 03 D 3/02, containing a vertical shaft with two cylindrical sections fixed to it with upper, intermediate and lower holders, between which three blades are fixed, located radially and parallel to the shaft which consist of three flat subdomains. The disadvantage of a wind turbine is that it cannot be built on its base of a significant unit power wind due to the large resistance to flat sub-blades when they move backwards towards the wind, and this reduces the efficiency and power of the unit. Due to the flat design of the sub-areas, the unit cannot be used for energy extraction of water flows, because due to the high density and viscosity of water compared to air, the inhibition of the sub-regions during the reverse stroke in water will be extremely high.

Техническим результатом изобретения является упрощение и удешевление устройства для отбора энергии текучей среды и повышение его надежности, КПД и мощности путем устранения малоэффективных внутренних лопастей и оптимального в зависимости от мощности и диаметра устройства увеличения числа внешних лопастей оптимальных же размеров без угловых зазоров между ними или с некоторыми взаимными угловыми перекрытиями, чтобы лопасти, двигаясь в рабочем положении вогнутыми сторонами к потоку среды и постоянно сменяя друг друга из-за вращения устройства под действием потока, не допускали его бесполезного прорыва между собой, использовали его при этом по ширине больше радиуса устройства и сводили к минимуму сопротивление потока выпуклыми сторонами лопастей при их возвращении в рабочее положение, т.к. они в этом случае следуют близко друг за другом и каждая впереди двигающаяся лопасть и особенно первой хоть и на короткое время встречающая набегающий поток и повернутая к нему в этот наиболее острой и узкой частью ослабляют его воздействие на последующие лопасти. The technical result of the invention is to simplify and reduce the cost of a device for selecting fluid energy and increase its reliability, efficiency and power by eliminating inefficient internal blades and optimally depending on the power and diameter of the device to increase the number of external blades of optimal sizes without angular gaps between them or with some mutual angular overlap so that the blades, moving in the working position with the concave sides to the flow of the medium and constantly changing each other due to the rotation of the the triads under the action of the flow did not allow its useless breakthrough among themselves, used it in width greater than the radius of the device and minimized the flow resistance to the convex sides of the blades when they return to their working position, because in this case, they follow closely one after another and each moving blade in front and especially the first, although briefly meeting the incoming flow and turned towards it in this sharpest and narrowest part, weaken its effect on subsequent blades.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство, разрез по вертикали, вид сверху. In FIG. 1 shows the proposed device, a vertical section, a top view.

Штрихами представлена первая модификация лопастей. У каждой лопасти меньшая дуга с ее хордой перекрывает центральный угол в 3,75^o, большая дуга с ее хордой в 11,25^o, лопасти по центральному углу отстоят друг от друга на 7,5^o, их число по окружности 48.The dashes represent the first modification of the blades. Each blade has a smaller arc with its chord overlapping the central angle of 3.75 ^o , a large arc with its chord of 11.25 ^o , the blades in the central angle are 7.5 ^o apart, their number on the circle is 48.

Сплошными линиями представлена вторая модификация лопастей. У каждой лопасти дуга с ее хордой перекрывает центральный угол в 7,5^o, большая дуга с ее хордой в 22,5^o, лопасти по центральному углу отстоят друг от друга на 15^o, их число по окружности 24.Solid lines represent the second modification of the blades. At each blade, the arc with its chord overlaps the central angle of 7.5 ^o , a large arc with its chord of 22.5 ^o , the blades in the central corner are separated by 15 ^o , their number on the circle is 24.

На фиг. 2 показан разрез устройства по горизонтали, вид сверху. Сплошными линиями представлена третья модификация лопастей. У каждой лопасти меньшая дуга с ее хордой перекрывает центральный угол в 7,5^o, большая дуга с ее хордой в 22,5^o, лопасти по центральному углу отстоят друг от друга на 15^o, их число по окружности 16.In FIG. 2 shows a horizontal section of the device, top view. Solid lines represent the third modification of the blades. Each blade has a smaller arc with its chord overlapping the central angle of 7.5 ^o , a large arc with its chord of 22.5 ^o , the blades on the central angle are separated by 15 ^o , their number on the circle is 16.

Четвертая модификация лопастей связана по чертежу с третьей. У каждой лопасти этой модификации меньшая дуга и ее хорда накладывается на меньшую дугу и ее хорду третьей модификации и представлены сплошными линиями, т.е. перекрывают центральный угол в 7,5^o, хорда большей дуги частично идет по сплошной линии хорды третьей модификации и продолжается штрихами, сама большая дуга полностью представлена штрихами и перекрывает с ее хордой центральный угол в 45^o, лопасти по центральному углу отстоят друг от друга на 22,5^o, их число по окружности 16.The fourth modification of the blades is connected according to the drawing with the third. Each blade of this modification has a smaller arc and its chord is superimposed on the smaller arc and its chord of the third modification and are represented by solid lines, i.e. overlap the central angle of 7.5 ^o , the chord of the larger arc partially goes along the solid line of the chords of the third modification and continues with strokes, the large arc itself is completely represented by strokes and overlaps the central angle of 45 ^o with its chord, the blades are centrally spaced apart from each other by 22.5 ^o , their number in a circle is 16.

Пятая модификация лопастей представлена штрихами. У каждой лопасти меньшая дуга с ее хордой перекрывает центральный угол в 15^o, большая дуга с ее хордой в 45^o, лопасти по центральному углу отстоят друг от друга на 22,5^o, их число по окружности 16.The fifth modification of the blades is represented by strokes. Each blade has a smaller arc with its chord overlapping the central angle of 15 ^o , a large arc with its chord of 45 ^o , the blades in the central corner are separated by 22.5 ^o , their number in the circle is 16.

На фиг. 3 показан вертикальный разрез устройства в воде ниже льда для отбора энергии водных потоков с углубленным в дно массивным основанием, волнистые линии у которого справа и слева свидетельствуют о том, что оно соединено с такими же основаниями соседних устройств с закрепляемым в нем с помощью подшипников валом, на который насажаны три секции, прикрепляемым к валу выше секций механизмом передачи энергии вращения вала в генератор, который размещен в герметичной капсуле, прикрепляемой к валу с помощью подшипников, с насажанным сверху вала подшипником, который для устойчивости устройства, конструкциями жестко связан с такими же подшипниками соседних устройств. In FIG. Figure 3 shows a vertical section of the device in water below ice for the extraction of energy from water flows with a massive base deepened into the bottom, the wavy lines of which on the right and left indicate that it is connected to the same bases of neighboring devices with a shaft fixed in it using bearings, on which three sections are mounted, attached to the shaft above the sections by a mechanism for transmitting the energy of rotation of the shaft to the generator, which is placed in a sealed capsule attached to the shaft using bearings, with the base pnikom that device stability structures rigidly connected with the same bearing neighboring devices.

На фиг. 4 показан вертикальный разрез устройства на поверхности земли или крыше здания для отбора энергии ветра. Отличие от предыдущего: механизм передачи энергии вращения к генератору и генератор без герметичной капсулы расположены ниже секций. In FIG. Figure 4 shows a vertical section of a device on the ground or roof of a building for taking wind energy. Difference from the previous one: the mechanism of transfer of rotation energy to the generator and the generator without a sealed capsule are located below the sections.

На фиг. 5 показано размещение устройств в глубоководной реке вдоль берегов с сохранением фарватера. Так как ближе к середине реки скорость воды выше, то у левого берега по течению размещены устройства с вращением против часовой стрелки, у правого против часовой стрелки. Цифрами 5 и 9 показаны соединяющие устройства основания и верхние конструкции для обеспечения устойчивости устройств. Цифрой 12 отмечен кабель, по которому электроэнергия от генераторов подается в блок 18, где она от разных генераторов преобразуется, суммируется, синхронизируется с действующей сетью и далее подается в сеть 19 потребителям. In FIG. Figure 5 shows the placement of devices in a deep-water river along the banks while maintaining the fairway. Since the water velocity is closer to the middle of the river, devices are installed on the left bank with a counter-clockwise rotation, and counterclockwise on the right. The numbers 5 and 9 show the connecting devices of the base and the upper structures to ensure the stability of the devices. The number 12 marks the cable through which the electricity from the generators is supplied to block 18, where it is converted from different generators, added up, synchronized with the existing network and then fed to the network 19 to consumers.

На фиг. 6 показано размещение устройств на дне вдоль берега судоходной бухты, где регулярно происходят приливы и отливы; на фиг. 7 размещение устройств на возвышенности; на фиг. 8 размещение устройств на крышах зданий разных конфигураций; на фиг. 9 вертикальный разрез платформы для отбора энергии морских и океанских течений (по ее длине размещены 5 устройств); на фиг. 10 показан вид сверху четырех платформ в море или океане, на каждой платформе по 15 устройств. In FIG. Figure 6 shows the placement of devices at the bottom along the coast of the shipping bay, where tides regularly occur; in FIG. 7 placement of devices on a hill; in FIG. 8 placement of devices on the roofs of buildings of various configurations; in FIG. 9 vertical section of the platform for the selection of energy of sea and ocean currents (5 devices are placed along its length); in FIG. 10 shows a top view of four platforms in the sea or ocean, with 15 devices on each platform.

Устройство состоит из вала 1 отбора энергии, цилиндрических секций, собираемых из верхних и нижних держателей 3 с закрепленными между ними лопастями 2. The device consists of a shaft 1 for energy extraction, cylindrical sections collected from the upper and lower holders 3 with the blades 2 fixed between them.

Каждая лопасть на фиг. 1 и 2 состоит из двух сопряженных дуг разных размеров. Лопасти 2 между держателями 3 укреплены в один ряд с привязкой крайних наружных кромок внешним окружностям держателей 3, их профили представляют собой две сопряженные дуги разной величины выпуклыми сторонами по часовой стрелке, крайняя дальняя точка меньшей дуги расположена на внешней окружности держателя 3, ее другой крайней точкой является точка сопряжения с большой дугой и одновременно пересечения с хордой, направленной по часовой стрелке под углом 45^o к радиусу, проведенному от оси вала 1 к первой точке, другой крайней точкой большей дуги служит точка ее пересечения с хордой, проведенной от точки ее сопряжения с меньшей дугой под углом 90^o к хорде последней против часовой стрелки, такая конструкция лопастей 3 обеспечивает максимальное давление потока на вогнутые стороны лопастей 2 при их рабочем ходе и его минимальное сопротивление выпуклым сторонам при возвращении лопастей 2 в предрабочее положение и соответственно вращение устройства по часовой стрелке при попадании на него потока с любого направления, для его вращения против часовой стрелки достаточно перевернуть все устройство или только секции так, чтобы верх стал низом, а низ верхом, лопасти 2 перекрывают друг друга по центральному углу и не допускают бесполезного прорыва потока между ними, при этом он используется по ширине больше радиуса устройства, в зависимости от величины перекрываемой каждой лопастью 2 центрального угла и угла между ними устройство имеет 5 модификаций.Each blade in FIG. 1 and 2 consists of two conjugate arcs of different sizes. The blades 2 between the holders 3 are fixed in a row with the outer outer edges aligned to the outer circles of the holders 3, their profiles are two conjugate arcs of different sizes with convex sides clockwise, the extreme farthest point of the smaller arc is located on the outer circumference of the holder 3, its other extreme point is the point of interfacing with a large arc and at the same time intersecting with the chord, clockwise at an angle of 45 ^o to the radius drawn from the axis of the shaft 1 to the first point, the other extreme point is larger the point of its intersection with the chord drawn from the point of its conjugation with the smaller arc at an angle of 90 ^° to the chord of the latter counterclockwise serves as such a design of the blades 3 provides maximum flow pressure on the concave sides of the blades 2 during their working stroke and its minimum resistance to convex sides when the blades 2 return to the pre-working position and, accordingly, the device rotates clockwise when a stream enters from it from any direction, to turn it counterclockwise it is enough to turn the device or only sections so that the top becomes the bottom and the bottom is the top, the blades 2 overlap each other in the central corner and do not allow a useless flow breakthrough between them, while it is used wider than the radius of the device, depending on the size of each blade overlapped 2 central angles and the angle between them, the device has 5 modifications.

Первая модификация: у каждой лопасти меньшая дуга с ее хордой перекрывает центральный угол в 3,75^o, большая дуга с ее хордой в 11,25^o, лопасти по центральному углу отстоят друг от друга на 7,5^o, их число по окружности 48.The first modification: at each blade, a smaller arc with its chord overlaps the central angle of 3.75 ^o , a large arc with its chord at 11.25 ^o , the blades in the central corner are 7.5 ^o apart, their number on the circle is 48 .

Вторая модификация: у каждой лопасти меньшая дуга с ее хордой перекрывает центральный угол в 7,5^o, большая дуга с ее хордой 22,5^o, лопасти по центральному углу отстоят друг от друга на 15^o, их число по окружности - 24.The second modification: for each blade, a smaller arc with its chord overlaps the central angle of 7.5 ^o , a large arc with its chord of 22.5 ^o , the blades in the central corner are 15 ^o apart, their number in a circle is 24.

Третья модификация: лопасти по центральному углу отстоят друг от друга на 22,5^o, их число по окружности 16.Third modification: the blades in the central corner are separated by 22.5 ^o , their number in the circle is 16.

Четвертая модификация: у каждой лопасти меньшая дуга с ее хордой перекрывает центральный угол в 7,5^o, большая дуга с ее хордой в 45^o, лопасти по центральному углу отстоят друг от друга на 22,5^o, их число по окружности 16.Fourth modification: for each blade, a smaller arc with its chord overlaps the central angle of 7.5 ^o , a large arc with its chord of 45 ^o , the blades in the central corner are separated by 22.5 ^o , their number in a circle is 16.

Пятая модификация: у каждой лопасти меньшая дуга с ее хордой перекрывает центральный угол в 15^o, большая дуга с ее хордой в 45^o, лопасти по центральному углу отстоят друг от друга на 22,5^o, их число по окружности - 16.Fifth modification: each blade has a smaller arc with its chord overlapping the central angle of 15 ^o , a large arc with its chord of 45 ^o , the blades on the central angle are separated by 22.5 ^o , their number in a circle is 16.

Путем варьирования размерами лопастей с меньшей дугой от 3^o до 15^o и большей дугой больше меньшей дуги от трех до шести раз и углами смещения между лопастями в 7,5, 9, 10, 12, 15, 18, 20 и 22,5^o, т.е. на углы, которые укладываются в окружность в 360^o целое число раз, с обязательными угловыми перекрытиями лопастями друг друга или, в крайнем случае, без угловых зазоров между ними достигается максимальная эффективность устройства. При смещении лопастей друг от друга на углы меньше 7,5^o и больше 22,5^o даже при перекрытиях лопастями друг друга эффективность устройства падает, т.к. при частом расположении лопастей поток воды или ветер при рабочем ходе лопастей давят только на их крайние части, при слишком редких лопастях возрастает сопротивление их обратному ходу.By varying the size of the blades with a smaller arc from 3 ^o to 15 ^o and a larger arc more than a smaller arc from three to six times and the angles of displacement between the blades of 7.5, 9, 10, 12, 15, 18, 20 and 22.5 ^o , i.e. at angles that fit into the circle 360 ^o an integer number of times, with mandatory angular overlap with each other's blades or, in extreme cases, without angular gaps between them, the maximum efficiency of the device is achieved. When the blades are displaced from each other by angles of less than 7.5 ^o and more than 22.5 ^o, even when overlapping by the blades of each other, the efficiency of the device falls, with the frequent location of the blades, the flow of water or wind during the working stroke of the blades press only on their extreme parts, with too rare blades the resistance to their backward movement increases.

На устройства с указанными конфигурацией лопастей и их размещением в держателях поток воды или ветер могут поступать с любой стороны, на фиг. 1 и 2 для простоты описания это направление показано только с одной стороны, они будут вращаться по часовой стрелке при взгляде сверху вниз. Для обеспечения вращения устройств против часовой стрелки достаточно перевернуть их секции. On devices with the indicated configuration of the blades and their placement in the holders, water flow or wind can come from either side, in FIG. 1 and 2, for ease of description, this direction is shown only on one side, they will rotate clockwise when viewed from top to bottom. To ensure that the devices rotate counterclockwise, just turn over their sections.

На фиг. 3 и 4 показаны вертикальные разрезы энергоагрегатов для отбора энергии водных потоков и ветра с рассмотренными выше устройствами из трех секций с валами 1, держателями 3 и подразумеваемыми, но не нарисованными, лопастями. Далее в состав агрегатов входят нижние подшипники 4, основания агрегатов 5, соединенные для устойчивости с основаниями соседних агрегатов, электрогенераторы 6, механизмы передачи энергии вращения устройств в генераторы 7, верхние подшипники 8, конструкции 9, соединенные агрегаты с соседними агрегатами для устойчивости, кабели 12, отводящие электроэнергию от генераторов к блокам, в которых она преобразуется, суммируется от многих энергоагрегатов, синхронизируется с действующей сетью и далее передается в сеть потребителям. Гидроэнергоагрегат устанавливается на дне 16, ветроэнергоагрегат на земле или крыше здания 17. У гидроэнергоагрегата, фиг. 3, добавляются: прикрепляющаяся к верхней конструкции 9 герметичная капсула 11, в которой размещается электрогенератор 6, герметичный подшипник 10, через который проходит вал механизма 7 передачи энергии вращения устройства в электрогенератор 6, нижний держатель капсулы 13, подшипник 14, с помощью которого этот держатель прикрепляется к валу отбора энергии 1. При достаточно надежном креплении капсулы 11 к конструкции 9 нижний держатель 13 и его подшипник 14 можно не устанавливать. И, наконец, в зимнее время на поверхности водных потоков устанавливается лед 15. In FIG. Figures 3 and 4 show vertical sections of power units for selecting the energy of water flows and wind with the devices described above from three sections with shafts 1, holders 3 and implicit, but not drawn, blades. Further, the units include lower bearings 4, bases of units 5 connected for stability with the bases of neighboring units, electric generators 6, mechanisms for transferring rotational energy of devices to generators 7, upper bearings 8, structures 9, connected units with neighboring units for stability, cables 12 , diverting electricity from generators to units in which it is converted, is summed from many power units, synchronized with the existing network and then transferred to the network to consumers. The hydroelectric power unit is installed on the bottom 16, the wind power unit on the ground or on the roof of the building 17. At the hydroelectric power unit, FIG. 3, are added: a sealed capsule 11 attached to the upper structure 9, in which the electric generator 6 is placed, a sealed bearing 10 through which the shaft of the mechanism for transmitting rotational energy transfer device 7 to the electric generator 6 passes, the lower capsule holder 13, the bearing 14, with which this holder attached to the power take-off shaft 1. If the capsule 11 is sufficiently securely attached to the structure 9, the lower holder 13 and its bearing 14 can be omitted. And finally, in winter, ice 15 is established on the surface of water flows.

Для удобства обслуживания, ремонта и замены у гидроэнергоагрегата, размещенного на дне, фиг. 3, электрогенератор 6 в герметичной капсуле 11 размещается выше устройства, а у ветроэнергоагрегата, фиг. 4, генератор размещается ниже устройства. For the convenience of servicing, repairing and replacing a hydropower unit located at the bottom, FIG. 3, the generator 6 in a sealed capsule 11 is located above the device, and the wind power unit, FIG. 4, the generator is located below the device.

На фиг. 5 схематично показано размещение гидроэнергоагрегатов вдоль берегов реки, чтобы не мешать судоходству. Учитывая, что течение реки ближе к середине сильнее, в соответствии с направлением потока у правого берега устанавливаются устройства, вращающиеся по часовой стрелке, у левого против часовой стрелки. Одной чертой с цифрами 5 и 9 показаны соединяющие соседние гидроэнергоагрегаты для устойчивости нижние основания и верхние конструкции. Т. к. у этих агрегатов генераторы расположены выше устройств, то по верхним конструкциям агрегатов правого и левого берегов, от агрегатов левого берега к правому по дну и далее на правый берег прокладывается кабель 12, по которому электроэнергия от генераторов энергоагрегатов поступает в блок 18, где электроэнергия от разных агрегатов преобразуется, суммируется, синхронизируется с действующей трехфазной сетью 19, и далее от блока 18 передается в сеть 19 потребителям. На фиг. 5 показаны также берега реки 20. In FIG. 5 schematically shows the placement of hydropower units along the banks of the river so as not to interfere with shipping. Given that the river flow closer to the middle is stronger, in accordance with the direction of the flow, devices rotating clockwise are installed at the right bank, counterclockwise at the left. One line with numbers 5 and 9 shows the lower foundations and upper structures connecting adjacent hydropower units for stability. Since the generators of these units are located above the devices, then along the upper structures of the units of the right and left banks, from the units of the left bank to the right bottom and further to the right bank, cable 12 is laid, through which electric power from the generators of the power units enters block 18, where the electricity from different units is converted, added, synchronized with the existing three-phase network 19, and then from block 18 is transmitted to the network 19 to consumers. In FIG. 5 also shows the banks of the river 20.

На фиг. 6 схематично показано размещение гидроэнергоагрегатов на дне вдоль берега 20 судоходной бухты, где регулярно происходят приливы и отливы. Так же как на фиг. 5, здесь одной чертой показаны соединяющие для устойчивости соседние гидроэнергоагрегаты нижние основания 5 и верхние конструкции 9. Т. к. генераторы у этих агрегатов расположены выше устройств, то по верхним соединительным конструкциям и далее на берег бухты прокладывается кабель 12, по которому электроэнергия от генераторов этих агрегатов направляется в блок 18, где она преобразуется, суммируется от разных агрегатов, синхронизируется с действующей трехфазной сетью 19, и от блока 18 передается в сеть 19 потребителями. In FIG. 6 schematically shows the placement of hydropower units at the bottom along the coast of the 20 shipping bay, where tides regularly occur. As in FIG. 5, here, one line shows the lower bases 5 and the upper structures connecting for stability neighboring hydropower units 9. Since the generators of these units are located above the devices, a cable 12 is laid along the upper connecting structures and further to the shore of the bay, through which the electricity from the generators of these units is sent to block 18, where it is converted, summed from different units, synchronized with the existing three-phase network 19, and from block 18 is transmitted to the network 19 by consumers.

На фиг. 7 схематично показано размещение ветроэнергоагрегатов на возвышенности, контуры которой очерчены извилистой линией 21. Также одной чертой показаны нижние основания 5 и верхние конструкции 9. Т.к. у ветроагрегатов генераторы располагаются ниже устройств, то кабели 12 от генераторов прокладываются по нижним основаниям и электроэнергия по ним направляется в блок 18 и далее, как и в предыдущие случае. In FIG. 7 schematically shows the placement of wind power units on a hill, the contours of which are outlined by a winding line 21. Also, the lower bases 5 and the upper structures 9 are shown with one line. wind generators are located below the devices, then the cables 12 from the generators are laid on the lower bases and the electricity is sent to them in block 18 and further, as in the previous case.

На фиг. 8 также схематично показано возможное размещение ветроэнергоагрегатов на крышах зданий 22 разных конфигураций. Для уменьшения вибрации производится тщательная центровка устройств и под их основания подкладываются резиновые амортизаторы. In FIG. 8 also schematically shows the possible placement of wind power units on the roofs of buildings 22 of different configurations. To reduce vibration, the devices are carefully centered and rubber shock absorbers are placed under their bases.

Для отбора практически неограниченных объемов энергии морских и океанских течений предлагается создание платформ, на которых монтируется несколько гидроэнергоагрегатов. На фиг. 9 показаны вертикальный разрез одной из платформ 23, по длине которой размещены пять гидроэнергоагрегатов с устройствами описанной выше конструкции из трех секций. Указаны валы отбора энергии 1, дисковые держатели лопастей 3, механизмы 7 передачи энергии вращения устройств в электрогенераторы и сами генераторы 6. Верхняя часть валов равна высоте платформы, чтобы под напором течения устройства не выворачивались из платформы. Для предотвращения выскальзывания достаточно тяжелых устройств из платформы вниз в верхних частях валов внутри платформы имеются по два наплыва, верхний и нижний, которые закрепляются в верхних и нижних подшипниках 4 и обеспечивают устойчивое вращение устройств. Нижние подшипники 4 делаются герметичными. Оборудование агрегатов, т.е. верхние части валов, подшипники 4, механизмы передачи энергии 7 и генераторы 6 размещены в отсеках с герметичными переборками 29, которые обеспечивают дополнительную жесткость конструкции платформы и ее плавучесть при прорыве воды в любой из отсеков. В переборках для прохода ремонтников делаются герметично закрывающиеся люки. Для уменьшения плавучести платформы и облегчения ее погружения на нужную глубину, чтобы не мешать судоходству, платформа обеспечивается балластными цистернами 24. Для удержания платформы на определенной глубине и в определенном месте она прикрепляется к дну моря или океана 16 с помощью тросов 25 и якорей 26. Для погружения платформы на нужную глубину, кроме закачивания воды в балластные цистерны 24, предусмотрено ее подтягивание к якорям 26 четырьмя тросами 25 с помощью установленных в специальных отсеках по углам платформы четырех лебедок 27, которые при необходимости путем отматывания тросов 25 позволяют всплыть платформе для капитального осмотра и ремонта платформы и ее оборудования. При полном вытеснении воды из балластных цистерн обеспечивается такая плавучесть платформы, которая позволяет подтянуть к ней якоря с помощью лебедок для последующего буксирования платформы в нужное место. Поверхность моря или океана отмечена цифрой 28. To select practically unlimited energy volumes of sea and ocean currents, it is proposed to create platforms on which several hydropower units are mounted. In FIG. 9 shows a vertical section of one of the platforms 23, along the length of which there are five hydroelectric power units with devices of the above-described construction of three sections. The shafts of energy take-off 1, disk holders of the blades 3, mechanisms 7 for transmitting rotational energy of the devices to the electric generators and the generators themselves are indicated 6. The upper part of the shafts is equal to the height of the platform so that under the pressure of the current the devices do not turn out of the platform. To prevent slipping of sufficiently heavy devices from the platform downward, in the upper parts of the shafts inside the platform there are two influxes, upper and lower, which are fixed in the upper and lower bearings 4 and provide stable rotation of the devices. The lower bearings 4 are sealed. Unit equipment, i.e. the upper parts of the shafts, bearings 4, energy transfer mechanisms 7 and generators 6 are placed in compartments with sealed bulkheads 29, which provide additional rigidity to the platform structure and its buoyancy when water breaks into any of the compartments. In bulkheads for the passage of repairmen, hermetically sealed hatches are made. To reduce the buoyancy of the platform and facilitate its immersion to the desired depth, so as not to interfere with navigation, the platform is provided with ballast tanks 24. To hold the platform at a certain depth and in a certain place, it is attached to the bottom of the sea or ocean 16 using ropes 25 and anchors 26. For dipping the platform to the desired depth, in addition to pumping water into the ballast tanks 24, it is provided for pulling it to the anchors 26 with four cables 25 using four winches 27 installed in special compartments at the corners of the platform, which, if necessary, by unwinding the cables 25 allow the platform to emerge for a thorough inspection and repair of the platform and its equipment. With the complete displacement of water from the ballast tanks, such buoyancy of the platform is ensured that it allows pulling anchors to it with the help of winches for the subsequent towing of the platform to the right place. The surface of the sea or ocean is marked with the number 28.

В качестве примера на фиг. 10 показано размещение четырех платформ, в каждой из которых по 15 гидроэнергоагрегатов, электроэнергия от их генераторов по кабелям 12 собирается в одном месте одной из ближайших к берегу платформ и далее по объединенному кабелю направляется на берег 20 в блок 18 и в сеть 19. Платформы предусмотрено строить на заводах и потом буксировать их к месту установки. Размеры платформ и соответственно объем получаемой от нее энергии ограничивается прочностью конструкционных материалов и возможностями завода-изготовителя и буксиров. Для уменьшения трения о воду, защиты от коррозии и морских организмов устройства имеют специальные покрытия. As an example in FIG. 10 shows the placement of four platforms, each of which has 15 hydropower units, the electricity from their generators via cables 12 is collected in one place from one of the platforms closest to the shore and then sent to shore 20 via unit cable to block 18 and network 19. Platforms are provided build in factories and then tow them to the installation site. The dimensions of the platforms and, accordingly, the amount of energy received from it is limited by the strength of structural materials and the capabilities of the manufacturer and tugs. To reduce friction against water, protect against corrosion and marine organisms, devices have special coatings.

Таким образом, предлагается устройство для получения электроэнергии абсолютно экологически чистым способом от природных процессов водных потоков и ветра и в таких объемах, которые покроют значительную часть потребности в ней и можно будет в немалой степени отказаться от наносящих природе атомных, тепловых и плотинных электростанций. Устройство просто в строительстве и надежно в эксплуатации. Возможно массовое производство таких устройств по типоразмерам в зависимости от мощности гидро(ветро)энергоагрегатов. Thus, a device is proposed for generating electricity in an absolutely environmentally friendly way from the natural processes of water flows and wind and in such volumes that will cover a significant part of the need for it and it will be possible to abandon to a large extent the atomic, thermal and dam power plants that cause nature. The device is simple in construction and reliable in operation. Mass production of such devices by size depending on the power of hydro (wind) power units is possible.

Claims

1. The device with blades in one row for the selection of energy of a fluid containing a vertical shaft with cylindrical sections mounted on it, consisting of upper and lower holders and fixed between them parallel to the shaft of the blades, characterized in that all sections have their upper and lower holders , the sections are unified, are mounted on the shaft and removed from it sequentially one after another without violating the integrity of adjacent sections, sections on the shaft have a total height not exceeding the depth of the flow, the energy of which is taken , to convert the selected energy into electricity, it is coupled to a generator using a mechanism for transmitting rotational energy, to install energy in the required volumes of the device, they are installed next to each other, electricity from the generators is supplied via cables to the unit where it is converted, summed, synchronized with the current network and then fed into the network to consumers.

2. The device according to p. 1, characterized in that for the selection of energy of rivers, tides in shallow bays they are installed below the ice edge in bearings on massive bases embedded in the bottom, their bearings are joined and connected by rigid structures for stability of the bases of neighboring devices , mounted on the upper parts of the shafts, to the shafts above the sections are attached mechanisms for transmitting rotational energy to generators and, using bearings, sealed capsules with generators placed inside.

3. The device according to claim 1, characterized in that for the selection of energy of sea and ocean currents and deep tides, they are mounted on a sealed platform several pieces, the upper part of the shafts, equal to the height of the platform, is fixed in it using two bursts clamped sections with the upper bearing inside the platform and the lower hermetic one, sections are mounted on the shaft parts protruding downward from the platform, the upper bearings, mechanisms for transferring rotational energy to the generators and generators of each device are placed in a separate compartment of the platform Forms with hermetic bulkheads ensuring rigidity of the platform and its buoyancy when water breaks into any of the compartments, in one of the bulkheads of each compartment or two, if it is a passage, openings with hermetically closing doors for passage of repairmen are made, the platform has ballast tanks, at the corners of the winch with cables and anchors, it is immersed in the right place to the depth so that it does not interfere with navigation, pumping water into tanks, lowering anchors to the bottom and pulling winches to anchors, raise them by blowing tanks with compressed air , Unwinding the cable, at full displacement of water from buoyancy tanks allows the platform to tighten it to the anchor for its repair and towed to the intended place for protection against corrosion and marine microorganisms lower part of the shaft, and the platform sections have a special coating.

4. The device according to claim 1, characterized in that for the selection of wind energy they are placed on hills and roofs of houses, in the latter cases with one section, a lining under the base of rubber shock absorbers and careful alignment, they are installed in bearings on massive bases, for stability of the base neighboring devices are combined and connected by rigid structures to their bearings, mounted on the upper parts of the shafts, mechanisms for transmitting rotational energy to generators and generators are mounted below the sections.

5. The device according to claim 1, characterized in that the blades between the holders are fixed in a row with the outermost edges aligned with the outer circumferences of the holders, their profiles are two conjugate arcs of different sizes with convex sides clockwise, the extreme far point of the smaller arc is located on the outer circumference of the holder, its other extreme point is the point of contact with a larger arc and at the same time intersects with the chord, clockwise at an angle of 45 ^o to the radius drawn from the axis of the shaft to the first the other extreme point of the larger arc is the point of its intersection with the chord, drawn from the point of its conjugation with the smaller arc at an angle of 90 ^o to the chord of the latter counterclockwise, this design of the blades provides maximum flow pressure on the concave sides of the blades during their working stroke and the minimum resistance to the convex sides when the blade returns to the pre-working position and, accordingly, the device rotates clockwise when it receives flow from any direction, for its rotation counterclockwise it’s enough to turn the entire device or only sections so that the top becomes bottom and bottom top, the blades overlap each other in the central corner and do not allow a useless breakthrough of the flow between them, while it is used wider than the radius of the device, depending on the amount of overlap with each blade of the central angle and the angle between them, the device has 5 modifications.

6. The device according to claim 5, characterized in that each blade has a smaller arc with its chord overlaps the central angle of 3.75 ^o , a large arc with its chord of 11.25 ^o , the blades are 7 centered apart from each other , 5 ^o , their number in a circle 48.

7. The device according to p. 5, characterized in that for each blade a smaller arc with its chord overlaps a central angle of 7.5, a large arc with its chord of 22.5, the blades are 15 ^o apart from each other in the central angle, their number in a circle is 24.

8. The device according to claim 7, characterized in that the blades on the central corner are separated by 22.5 ^o , their number on the circumference of 16.

9. The device according to p. 5, characterized in that for each blade a smaller arc with its chord overlaps the central angle of 7.5 ^o , a large arc with its chord of 45 ^o , the blades in the central corner are separated by 22.5 ^o , their number in a circle is 16.

10. The device according to claim 5, characterized in that for each blade a smaller arc with its chord overlaps the central angle of 15 ^o , a large arc with its chord of 45 ^o , the blades in the central corner are separated by 22.5 ^o , their number in a circle is 16.