RU212546U1 - Hydropower plant with rotary converter - Google Patents
Hydropower plant with rotary converter Download PDFInfo
- Publication number
- RU212546U1 RU212546U1 RU2022110388U RU2022110388U RU212546U1 RU 212546 U1 RU212546 U1 RU 212546U1 RU 2022110388 U RU2022110388 U RU 2022110388U RU 2022110388 U RU2022110388 U RU 2022110388U RU 212546 U1 RU212546 U1 RU 212546U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- converter
- rotor
- blades
- shaft
- rotation
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 claims description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract description 5
- 125000001145 hydrido group Chemical group *[H] 0.000 abstract description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 241000731961 Juncaceae Species 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000003334 potential Effects 0.000 description 1
- 230000036633 rest Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Полезная модель относится к устройствам альтернативных источников в области гидроэнергетики и может быть использована для преобразования энергии волн или течения в реках, приливах для получения электроэнергии. Для получения высоких значений энергии и увеличения к.п.д., предложена энергетическая установка, в которой преобразователь энергии выполнен в виде роторного преобразователя, перед входом в кавитационный тракт имеются поворотные лопасти, а перед входом в полость ротора установлены аэродинамические лопатки, и вращение вала ротора преобразователя является источником вращения вала ротора гидрогенератора, при этом корпус узла преобразователя фиксируется в кольцевом пазе выходного кольца. The utility model relates to devices of alternative sources in the field of hydropower and can be used to convert the energy of waves or currents in rivers, tides to generate electricity. To obtain high energy values and increase efficiency, a power plant is proposed in which the energy converter is made in the form of a rotary converter, there are rotary blades in front of the entrance to the cavitation path, and aerodynamic blades are installed in front of the entrance to the rotor cavity, and the rotation of the shaft converter rotor is a source of rotation of the hydro generator rotor shaft, while the body of the converter assembly is fixed in the annular groove of the output ring.
Description
Полезная модель относится к устройствам альтернативных источников в области гидроэнергетики и может быть использована для преобразования энергии волн или течения в реках, приливах для получения электроэнергии.The utility model relates to devices of alternative sources in the field of hydropower and can be used to convert the energy of waves or currents in rivers, tides to generate electricity.
Известны устройства для преобразования течения воды или волн и приливов в электроэнергию с использованием различных механических устройств (поршни, турбины, рычаги и др.) (например, по а.с. №178338, №868097) Недостатки подобных устройств состоят в значительных потерях энергии в устройствах преобразования, что определяет их низкий коэффициент полезного действия (к.п.д.).Devices are known for converting the flow of water or waves and tides into electricity using various mechanical devices (pistons, turbines, levers, etc.) (for example, according to AS No. 178338, No. 868097) conversion devices, which determines their low efficiency (efficiency).
Известны устройства получения гидроэнергии с использованием пьезоэлементов (а. с.№ 1208297, бюл. №4 от 30.01.86г.; а.с. № 1209917 бюл. №5 от 07.02.86г.). Недостатком данных устройств является низкий к.п.д. за счет реализации обратного пьезоэффекта.Devices for generating hydropower using piezoelectric elements are known (AS No. 1208297, bull. No. 4 of 30.01.86; AS No. 1209917 Bull. No. 5 of 02.07.86). The disadvantage of these devices is the low efficiency. due to the implementation of the inverse piezoelectric effect.
Известно устройство (Гидроэнергетическая установка. Патент на полезную модель №183125 (бюл. №26 от 11.09.2018г.), в котором, для увеличения к.п.д. использован гидродинамический излучатель пластинчатого типа. Данное устройство принято нами за протопит. Основные недостатки прототипа следующие. Использование пластинчатых излучателей ограничивает поле кавитационных вихрей только боковыми поверхностями плоских излучателей, и позволяет снимать электрический ток только с пьезоэлементов, расположенных на боковых поверхностях стен водовода. Такое расположение пьезоэлемнтов ограничивает получение электрической мощности с устройства и снижает к.п.д. установки. A device is known (Hydropower plant. Utility model patent No. 183125 (bul. No. 26 dated 09/11/2018), in which, to increase the efficiency, a plate-type hydrodynamic emitter is used. This device is taken by us as a protopit. The main disadvantages The use of plate emitters limits the field of cavitation vortices only to the side surfaces of flat emitters, and allows you to remove electric current only from piezoelectric elements located on the side surfaces of the conduit walls. .
Для получения более высоких значений получаемой электрической энергии предложена гидроэнергетическая установка, содержащая водяной накопительный резервуар, напорный водовод, установленный в нем с образованием кавитационного тракта преобразователь энергии с пьезоэлементами, защищенными эластичной водонепроницаемой оболочкой, согласно полезной модели, преобразователь энергии выполнен в виде гидродинамического преобразователя, включающего ротор и статор с корпусом, снабжен гидрогенератором и выходным кольцом с силовыми спицами, при этом в корпусе установлены пьезоэлементы, перед входом в кавитационный тракт установлены поворотные лопасти, а перед ротором на его валу установлены профилированные лопасти.To obtain higher values of the received electrical energy, a hydropower plant is proposed, containing a water storage tank, a pressure conduit installed in it with the formation of a cavitation path, an energy converter with piezoelectric elements protected by an elastic waterproof shell, according to the utility model, the energy converter is made in the form of a hydrodynamic converter, including a rotor and a stator with a housing, equipped with a hydrogenerator and an output ring with power spokes, while piezoelectric elements are installed in the housing, rotary blades are installed in front of the entrance to the cavitation path, and profiled blades are installed in front of the rotor on its shaft.
Кроме того, лопасти выполнены профилированными по направлению поворотных лопастей. Вал ротора преобразователя выполнен с возможностью вращения ротора гидрогенератора. Корпус статора преобразователя зафиксирован в кольцевом пазу силовых спиц выходного кольца.In addition, the blades are made profiled in the direction of the rotary blades. The converter rotor shaft is made with the possibility of rotation of the hydrogenerator rotor. The stator housing of the converter is fixed in the annular groove of the power spokes of the output ring.
Предложенное устройство представлено на фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, где:The proposed device is shown in Fig. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, where:
фиг. 1 - общий вид,fig. 1 - general view,
фиг. 2 - сечение роторного преобразователя,fig. 2 - section of the rotary converter,
фиг. 3 - поперечное сечение,fig. 3 - cross section,
фиг. 4 - сечение А-А,fig. 4 - section A-A,
фиг. 5 - поворотные лопасти кавитационного тракта, fig. 5 - rotary blades of the cavitation tract,
фиг. 6 - профилированные аэродинамические лопасти ротора,fig. 6 - profiled aerodynamic rotor blades,
фиг. 7 - узел I - соединение статора с выходным кольцом.fig. 7 - node I - connection of the stator with the output ring.
Здесь: 1 - резервуар, 2 - напорный наклонный кольцевой водовод, 3 - силовые входные спицы, 4 - поворотные лопасти кавитационного тракта, 5 - корпус узла преобразователя, 6 - пьезоэлементы, 7 - электрические выводы с пьезоэлементов, 8 - статор преобразователя с отверстием «В», 9 - выходное кольцо со спицами, 10 - электрические выводы с гидрогенератора, 11 - гидрогенератор, 12 - патрубок отвода, 13 - узлы вращения задние, 14 - заднее днище ротора, 15 - ротор преобразователя с отверстиями «а», 16 - вал, 17 - эластичная водонепроницаемая оболочка, 18 - профилированные аэродинамические лопасти, 19 - узлы вращения передние, 20 - наконечник, 21 - кольцо, 22 - кавитационный тракт.Here: 1 - tank, 2 - pressure inclined annular water conduit, 3 - power input spokes, 4 - rotary blades of the cavitation tract, 5 - converter unit housing, 6 - piezoelectric elements, 7 - electrical outputs from piezoelectric elements, 8 - converter stator with a hole " B", 9 - output ring with spokes, 10 - electrical outlets from the hydro generator, 11 - hydro generator, 12 - outlet pipe, 13 - rear rotation units, 14 - rear bottom of the rotor, 15 - converter rotor with holes "a", 16 - shaft, 17 - elastic waterproof shell, 18 - profiled aerodynamic blades, 19 - front rotation units, 20 - tip, 21 - ring, 22 - cavitation path.
Предложенная установка содержит резервуар 1, в котором накапливается вода (приливы, течение рек, волновые процессы). От резервуара 1 отходит напорный наклонный кольцевой водовод 2, имеющий сужающуюся конфузорную форму, позволяющую увеличивать скорость воды при входе в корпус узла преобразователя 5. При входе в корпус 5 поток воды разделяется. Часть воды проходит через поворотные лопасти 4 кавитационного тракта 22 и по спиральной траектории движется по кавитационному тракту внутри корпуса узла преобразователя 5, на внутренней поверхности которой закреплены пьезоэлементы 6, покрытые эластичной водонепроницаемой оболочкой 17. От пьезоэлементов 6 отходят электрические выводы 7 (отдельно на фигурах не показаны). Другая часть воды проходит через силовые входные спицы 3, которые имеют обтекаемую форму, спицы 3 одним концом закреплены со статором преобразователя 8, на котором имеются отверстия «в», а другим концом связаны с кольцом 21, внутри которого расположен узел вращения 19. Кольцо 21 вместе с узлом вращения 19 находится внутри наконечника 20, имеющего обтекаемую форму. Поток воды, проходит через входные спицы 3 поступает в зону профилированных аэродинамических лопастей 18, которые начинают раскручивать вал 16, который вращается в узлах вращения 19 и 13. Вращение вала 16 приводит во вращение ротор преобразователя 15, имеющего отверстия «а». Внутренняя часть полости ротора 15 закрыта задним днищем ротора 14. Корпус узла преобразователя 5 опирается на выходное кольцо 9, которое в зоне гидравлического тракта имеет силовые спицы обтекаемой формы (сеч. А-А, фиг. 8). Внутренняя часть кольца 9 имеет отверстие для прохода вала 16 и установление узла вращения заднего 13. На выходе из кольца 9 вал 16 связан с гидрогенератором 11, от которого имеются электрические выводы 10. По наружному диаметру внутренней части кольца 9 имеется кольцевой паз для фиксации корпуса статора преобразователя 8. К корпусу узла преобразователя 5 крепится патрубок отвода 12.The proposed installation contains a tank 1, which accumulates water (tides, river flow, wave processes). A pressure inclined
Предложенное устройство работает следующим образом.The proposed device works as follows.
Накопленная в резервуаре 1 вода, за счет разницы уровней устремляется вниз по наклонному кольцевому водоводу 2, где ускоряется за счет сужения канала и попадает в корпус узла преобразователя 5. Часть воды проходит через поворотные наклонные лопасти 4 и, двигаясь по кавитационному тракту 22, приобретает спиральную траекторию. Организация спиральной траектории течения воды позволяет турбулизировать течение, что интенсифицирует процессы кавитации. Кроме того, спиральная траектория удлиняет путь движения воды в кавитационном тракте и это увеличивает энергоотдачу пьезоэлементов. Одновременно с этим, другая часть воды проходит через входные спицы 3 с обтекаемой формой и натекает на профилированные аэродинамические лопасти 18. Обтекание водой лопастей 18, имеющих аэродинамический профиль, приводит к возникновению на лопатках подъемной силы и обуславливает интенсивное вращение вала 16, на котором закреплены лопасти 18. Вращение вала 16 вызывает интенсивное вращение ротора 15,закрепленного на валу 16. Внутренняя полость ротора 15 закрыта задним днищем 14, и поступившаяся жидкость начинает истекать через имеющиеся отверстия «а». Вокруг ротора 15 расположен статор преобразователя 8, закрепленный неподвижно со спицами 3 и задним днищем 8. На статоре 8 имеются отверстия «в». При вращении ротора 15 происходит быстрое чередование совмещения и несовмещения отверстий «а» и «б», вследствие чего, в жидкости, истекающей в полость, где по спиральной траектории течет вода после наклонных лопастей 4, возникающие скачки давлений образуют кавитационные полости. Возникающие скачки давления фиксируются пьезоэлектрическими элементами и снимаются электрические потенциалы с электрических выводов 7. Пьезоэлементы 6 защищены от воздействия воды эластичной водонепроницаемой оболочкой 17. Вал 16, вращающийся в узлах вращения 19 и 13 за счет действия сил на лопастях 18 проходит через отверстие выходного кольца 9 и передает вращение гидрогенератору 11, который вырабатывает электроэнергию и передает ее через электрические выводы 10. Движение воды после кавитационного тракта осуществляется через спицы выходного кольца 9 и удаляется через патрубок отвода 12. Таким образом, используя предложенную гидродинамическую установку, можно получать экологическую электроэнергию, использую как пьезоэлементы, так и гидротурбину.The water accumulated in the tank 1, due to the difference in levels, rushes down the inclined
Claims (4)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU212546U1 true RU212546U1 (en) | 2022-07-28 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1209917A1 (en) * | 1984-08-09 | 1986-02-07 | Научно-Исследовательский Сектор Проектно-Изыскательского И Научно-Исследовательского Института "Гидропроект" Им.С.Я.Жука | Hydraulic power plant |
RU2370660C1 (en) * | 2008-02-26 | 2009-10-20 | Николай Борисович Болотин | Hydrogenerator |
CN104747353A (en) * | 2015-01-27 | 2015-07-01 | 上海理工大学 | Fluid pipeline system utilizing piezoelectric technology to generate electricity |
KR101642676B1 (en) * | 2016-05-11 | 2016-07-29 | (주)큰나무 | internal mounted inline screw type of small scale hydropower |
RU183125U1 (en) * | 2017-12-07 | 2018-09-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) | HYDRO POWER PLANT |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1209917A1 (en) * | 1984-08-09 | 1986-02-07 | Научно-Исследовательский Сектор Проектно-Изыскательского И Научно-Исследовательского Института "Гидропроект" Им.С.Я.Жука | Hydraulic power plant |
RU2370660C1 (en) * | 2008-02-26 | 2009-10-20 | Николай Борисович Болотин | Hydrogenerator |
CN104747353A (en) * | 2015-01-27 | 2015-07-01 | 上海理工大学 | Fluid pipeline system utilizing piezoelectric technology to generate electricity |
KR101642676B1 (en) * | 2016-05-11 | 2016-07-29 | (주)큰나무 | internal mounted inline screw type of small scale hydropower |
RU183125U1 (en) * | 2017-12-07 | 2018-09-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) | HYDRO POWER PLANT |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4258271A (en) | Power converter and method | |
KR101489218B1 (en) | A power generator assembly, a power generator installation and propulsion or pump device | |
US4722665A (en) | Turbine | |
US8022567B2 (en) | Underwater ducted turbine | |
AU2002328217A1 (en) | Underwater ducted turbine | |
RU212546U1 (en) | Hydropower plant with rotary converter | |
US20090257863A1 (en) | Turbine assembly | |
CN201068836Y (en) | Drop height-free long vane column-shaped hydroturbine | |
US20120100004A1 (en) | High efficiency impeller | |
KR101042650B1 (en) | A water power generation fixing in flowing water | |
WO2006096091A1 (en) | Wind plant | |
RU2362905C2 (en) | Hydraulic driver | |
RU206086U1 (en) | PORTABLE MICROHEPS FOR OPERATION IN NATURAL WATER FLOWS OF STREAMS AND SMALL RIVERS | |
RU137060U1 (en) | PORTABLE WATER FLOW ENERGY CONVERTER | |
RU2360141C1 (en) | Motor for fluid energy utilisation | |
TWM633398U (en) | River water wheel power generation system | |
JP2011007172A (en) | Waterwheel utilizing vortex | |
RU2661225C1 (en) | Spherical orthogonal power unit | |
EP0181754A1 (en) | Turbine | |
SU1684539A1 (en) | River bed water power plant | |
RU2012713C1 (en) | Hydroelectric power plant | |
Prasad et al. | Low-head hydropower energy resource harvesting: analysis and design of a Venturi turbine | |
CN118564389A (en) | Multidirectional ocean current energy and river hydroelectric generation device | |
RU61360U1 (en) | MINI-HYDRO POWER PLANT | |
RO133057B1 (en) | Hydroelectric micro power plant with two counter-rotating cross-flow turbines |