RU2347938C1 - Floating air-and-water power station - Google Patents
Floating air-and-water power station Download PDFInfo
- Publication number
- RU2347938C1 RU2347938C1 RU2007133289/06A RU2007133289A RU2347938C1 RU 2347938 C1 RU2347938 C1 RU 2347938C1 RU 2007133289/06 A RU2007133289/06 A RU 2007133289/06A RU 2007133289 A RU2007133289 A RU 2007133289A RU 2347938 C1 RU2347938 C1 RU 2347938C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- confuser
- water
- pipe
- pipeline
- 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
- Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient
Abstract
Description
Изобретение относится к области энергетики и предназначено для преобразования энергии течений рек, приливов и отливов в электрическую энергию постоянного или переменного тока.The invention relates to the field of energy and is intended to convert the energy of river flows, tides into electric energy of direct or alternating current.
Известна плавучая электростанция, содержащая плавсредство с установленным на нем электрогенератором, соединенным с турбиной (см. патент US №1631647, кл. F03В 17/00, 07.06.1927).A floating power plant is known, comprising a watercraft with an electric generator mounted on it and connected to a turbine (see US patent No. 1631647, class F03B 17/00, 06/07/1927).
Однако данная плавучая электростанция имеет низкий КПД, что связано с низкой эффективностью использования энергии потока воды, в котором установлена турбина.However, this floating power plant has low efficiency, which is associated with low energy efficiency of the water flow in which the turbine is installed.
Наиболее близкой к изобретению является плавучая электростанция, содержащая плавсредство с установленным на нем электрогенератором, соединенным с турбиной, и установленный в потоке воды сужающийся в направлении потока воды конфузорный трубопровод (см. патент RU №2049924, кл. F03В 17/06, 10.12.1995).Closest to the invention is a floating power plant, containing a watercraft with an electric generator installed on it, connected to the turbine, and a confuser pipeline tapering in the direction of water flow installed in the water stream (see patent RU No. 2049924, class F03B 17/06, 12/10/1995 )
Однако и данная плавучая электростанция имеет сравнительно невысокий КПД, что связано с тем, что медленное вращение рабочего колеса турбины требует применения тяжелых и дорогих мультипликаторов для передачи вращения электрогенератору. Кроме того, имеет место запаздывание реакции турбины на изменение направления течения, связанное с большим маховым моментом рабочего колеса, препятствующим повороту его оси вращения вследствие гироскопических сил. Это приводит к значительным потерям выработки электроэнергии и мощности турбины.However, this floating power plant also has a relatively low efficiency, due to the fact that the slow rotation of the turbine impeller requires the use of heavy and expensive multipliers to transmit rotation to the generator. In addition, there is a delay in the reaction of the turbine to a change in the direction of flow due to the large flywheel moment of the impeller, which prevents the rotation of its axis of rotation due to gyroscopic forces. This leads to significant losses in power generation and turbine power.
Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является упрощение конструкции плавучей электростанции, улучшение ее эксплуатационных качеств и повышение эффективности использования энергии потока воды.The problem to which the present invention is directed, is to simplify the design of a floating power plant, improve its performance and increase the efficiency of energy use of the water stream.
Техническим результатом, достигаемым от реализации изобретения, является повышение экономичности и надежности работы электростанции.The technical result achieved from the implementation of the invention is to increase the efficiency and reliability of the power plant.
Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что плавучая водовоздушная электростанция содержит плавсредство с установленным на нем электрогенератором, соединенным с турбиной, и установленный в потоке воды сужающийся в направлении потока воды конфузорный трубопровод, при этом конфузорный трубопровод установлен горизонтально и со стороны его узкого конца снабжен горизонтально расположенным диффузорным трубопроводом с горловиной на входе в последний, а в горловине диффузорного трубопровода соосно последней установлено воздушное сопло, соединенное со стороны входа в него с криволинейным переходящим в вертикальный трубопровод воздухопроводом, соединенным посредством шарнира с воздушным конфузорным трубопроводом, в котором на выходном его участке установлена турбина, при этом воздухопровод соединен с шарниром с возможностью поворота относительно воздушного конфузорного трубопровода и установки конфузорного трубопровода вместе с диффузорным трубопроводом по потоку воды.This problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that the floating water-air power plant contains a watercraft with an electric generator installed on it, connected to the turbine, and a confuser pipeline tapering in the direction of the water flow, while the confuser pipeline is installed horizontally and from the side its narrow end is equipped with a horizontally located diffuser pipe with a neck at the entrance to the latter, and in the neck of the diffuser pipe coaxially a single air nozzle is installed, connected from the entrance to it with a curved air duct passing into a vertical pipeline, connected by a hinge to an air confuser pipeline, in which a turbine is installed at its outlet section, while the air duct is connected to the hinge with the possibility of rotation relative to the air confuser pipeline, and installation of a confuser pipeline along with a diffuser pipe along a water stream.
Предпочтительно площадь поперечного выходного сечения сопла составляет 25-30% от площади сечения горловины диффузорного трубопровода.Preferably, the nozzle cross-sectional area is 25-30% of the cross-sectional area of the neck of the diffuser pipe.
Предпочтительно расположенный в воде конфузорный трубопровод со стороны входа в него снабжен решеткой, выполненной из стержней с обтекаемым поперечным сечением.Preferably, the confuser pipe located in the water on the inlet side is provided with a grill made of rods with a streamlined cross section.
Воздушное сопло может быть установлено по оси горловины, а в последней вокруг сопла установлены криволинейные закручивающие по винтовой линии вдоль диффузорного трубопровода поток воды лопатки.An air nozzle can be installed along the axis of the neck, and in the latter around the nozzle there are curved water blades spinning along a helical line along the diffuser pipe.
Воздушное сопло может быть выполнено кольцевым и установлено вдоль стенки горловины с формированием стенками воздушного сопла осевого жидкостного сопла для подвода воды из конфузорного трубопровода по оси диффузорного трубопровода, при этом в жидкостном сопле установлена продольная изогнутая по спирали пластина для закрутки потока воды по винтовой линии вдоль диффузорного трубопровода.The air nozzle can be made circular and installed along the neck wall with the formation of an axial liquid nozzle for supplying water from the confuser pipe along the axis of the diffuser pipe with the walls of the air nozzle, while a longitudinal curved spiral plate is installed in the liquid nozzle for swirling the water flow along a helical line along the diffuser the pipeline.
В ходе проведенного исследования установлено, что наиболее целесообразно использовать энергию потока воды для организации высокоскоростного воздушного потока, в котором устанавливают турбины с приводом от последней электрогенератора. При этом достигается сразу несколько преимуществ.In the course of the study, it was found that it is most expedient to use the energy of the water flow to organize a high-speed air flow in which turbines are installed with a drive from the last electric generator. In this case, several advantages are achieved at once.
В воде расположена конструкция, которая не имеет ни одной подвижной детали, что резко снижает эксплуатационные расходы.In the water there is a structure that does not have a single moving part, which dramatically reduces operating costs.
Турбина установлена в высокоскоростном воздушном потоке, что позволяет отказаться от материалоемких, дорогих и конструктивно сложных мультипликаторов для передачи вращения от турбины электрогенератору.The turbine is installed in a high-speed air flow, which eliminates the material-intensive, expensive and structurally complex multipliers for transmitting rotation from the turbine to an electric generator.
Установка всех элементов конструкции, имеющих подвижные части и соединения выше уровня воды на плавсредстве, облегчает эксплуатацию и ремонт элементов конструкции электростанции.The installation of all structural elements having moving parts and connections above the water level on the boat facilitates the operation and repair of structural elements of the power plant.
На фиг.1 схематически представлена плавучая водовоздушная электростанция с воздушным соплом, расположенным по оси горловины диффузорного трубопровода.Figure 1 schematically shows a floating air-water power plant with an air nozzle located along the axis of the neck of the diffuser pipeline.
На фиг.2 схематически представлена плавучая водовоздушная электростанция с кольцевым воздушным соплом, расположенным вдоль стенки горловины диффузорного трубопроводаFigure 2 schematically shows a floating water-air power plant with an annular air nozzle located along the neck wall of the diffuser pipe
Плавучая водовоздушная электростанция содержит плавсредство 1 с установленным на нем электрогенератором 2, соединенным с турбиной 3, и установленный в потоке воды сужающийся в направлении потока воды конфузорный трубопровод 4. Последний установлен горизонтально и со стороны его узкого конца снабжен горизонтально расположенным диффузорным трубопроводом 5 с горловиной 6 на входе в последний. В горловине 6 диффузорного трубопровода 5 соосно последней установлено воздушное сопло 7, соединенное со стороны входа в него с криволинейным переходящим в вертикальный трубопровод 8 воздухопроводом 9, соединенным посредством шарнира 10 с воздушным конфузорным трубопроводом 11, в котором на выходном его участке установлена турбина 3. Вертикальный трубопровод воздухопровода 9 соединен с шарниром 10 с возможностью поворота относительно воздушного конфузорного трубопровода 11 и установки конфузорного трубопровода 4 вместе с диффузорным трубопроводом 5, с которыми он соединен через воздушное сопло 7, установленное в горловине 6, вдоль потока воды.A floating water-air power plant contains a watercraft 1 with an
Площадь поперечного выходного сечения воздушного сопла 7 составляет 25-30% от площади сечения горловины 6 диффузорного трубопровода 5.The cross-sectional area of the
Расположенный в воде конфузорный трубопровод 4 со стороны входа в него снабжен решеткой 12, выполненной из стержней с обтекаемым поперечным сечением.Located in the water, the
Воздушное сопло 7 установлено по оси горловины 6, а в последней вокруг воздушного сопла 7 установлены криволинейные закручивающие по винтовой линии вдоль диффузорного трубопровода 5 поток воды лопатки 13.The
Воздушное сопло 7 выполнено кольцевым и установлено вдоль стенки горловины 6 с формированием стенками воздушного сопла 7 осевого жидкостного сопла 14 для подвода воды из конфузорного трубопровода 4 по оси диффузорного трубопровода 5, при этом в жидкостном сопле 14 установлена продольная изогнутая по спирали пластина 15 для закрутки потока воды по винтовой линии вдоль диффузорного трубопровода 5.The
При размещении плавучей водовоздушной электростанции в потоке воды, например на реке, под действием потока воды конфузорный трубопровод 4 вместе с диффузорным трубопроводом 5 располагается вдоль потока воды, при этом вода через решетку 12 поступает в конфузорный трубопровод 4 и за счет сужения последнего разгоняется. Скоростной поток воды поступает в горловину 6 диффузорного трубопровода 5 и, обтекая воздушное сопло 7, создает в нем разрежение, что вызывает поступление в воздушное сопло 7 по воздуховоду 9 из окружающей плавсредство 1 воздушной среды через воздушный конфузорный трубопровод 11 воздуха. Поступая в воздушный конфузорный трубопровод, воздух разгоняется с формированием на его выходном узком участке скоростного воздушного потока, который набегает на турбину 3, заставляя вращаться ее рабочее колесо, что приводит к вращению соединенного с турбиной ротора электрогенератора 2 и выработке последним электрической энергии.When a floating water-air power plant is placed in a water stream, for example, on a river, under the influence of a water stream, a
При расположении плавучей водовоздушной электростанции в потоке с малыми скоростями воды целесообразно установить в горловине 6 средства для закрутки потока воды, что позволяет повысить скорость потока воды за выходным сечением воздушного сопла 7 при обтекании последнего потоком воды и, как следствие, дополнительно усилить создаваемое потоком воды разрежение в воздушном сопле 7.When the floating water-air power plant is located in a stream with low water speeds, it is advisable to install means for spinning the water stream in the
Кроме того, дополнительные возможности по снижению трудозатрат по эксплуатации электростанции достигаются за счет того, что при нормальной работе электростанции обеспечивается устойчивое положение вдоль потока воды образующих проточную часть для воды конфузорного и диффузорного трубопроводов 4 и 5. В то же время при засорении решетки 12 мусором вода перестает поступать в конфузорный трубопровод 4, что вызывает неравномерное обтекание потоком воды конфузорного и диффузорного трубопроводов 4 и 5. В результате теряется устойчивое продольное расположение вдоль потока воды конфузорного и диффузорного трубопроводов, и они поворачиваются на воздуховоде 9 поперек потока воды, что вызывает автоматический сброс мусора и промывку решетки 12 потоком воды, после чего тем же потоком воды конфузорный и диффузорный трубопроводы 4 и 5 поворачиваются (аналогично флюгеру по напором ветра) и устанавливаются в свое исходное положение вдоль потока воды, а работа электростанции возобновляется.In addition, additional opportunities to reduce labor costs for the operation of the power plant are achieved due to the fact that during normal operation of the power plant, a stable position along the water flow forming the flowing part for water of the confusion and
Данное изобретение может быть использовано везде, где есть созданный природой поток воды, в частности на реках и в прибрежных зонах морей и океанов, где во время отливов и приливов создается поток воды.This invention can be used wherever there is a stream of water created by nature, in particular on rivers and in coastal zones of the seas and oceans, where a stream of water is created during ebbs and flows.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007133289/06A RU2347938C1 (en) | 2007-09-05 | 2007-09-05 | Floating air-and-water power station |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007133289/06A RU2347938C1 (en) | 2007-09-05 | 2007-09-05 | Floating air-and-water power station |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2347938C1 true RU2347938C1 (en) | 2009-02-27 |
Family
ID=40529892
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007133289/06A RU2347938C1 (en) | 2007-09-05 | 2007-09-05 | Floating air-and-water power station |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2347938C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101956647B (en) * | 2009-07-15 | 2012-12-19 | 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 | Tidal power generating device |
CN102878004A (en) * | 2012-10-17 | 2013-01-16 | 中国水利水电科学研究院 | Spiral-flow type water and gas combined wave energy power generation method and device |
RU2523082C1 (en) * | 2013-07-08 | 2014-07-20 | Владимир Степанович Григорчук | Mobile flow-through hydraulic power station |
-
2007
- 2007-09-05 RU RU2007133289/06A patent/RU2347938C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101956647B (en) * | 2009-07-15 | 2012-12-19 | 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 | Tidal power generating device |
CN102878004A (en) * | 2012-10-17 | 2013-01-16 | 中国水利水电科学研究院 | Spiral-flow type water and gas combined wave energy power generation method and device |
CN102878004B (en) * | 2012-10-17 | 2014-12-17 | 中国水利水电科学研究院 | Spiral-flow type water and gas combined wave energy power generation method and device |
RU2523082C1 (en) * | 2013-07-08 | 2014-07-20 | Владимир Степанович Григорчук | Mobile flow-through hydraulic power station |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2007315295B2 (en) | Wind power installation, generator for generation of electrical power from ambient air, and method for generation of electrical power from ambient air in motion | |
US4722665A (en) | Turbine | |
CA2735765C (en) | Hydropower plant | |
JP6257617B2 (en) | Vertical axis wind turbine and water turbine with flow control | |
US4258271A (en) | Power converter and method | |
US8376686B2 (en) | Water turbines with mixers and ejectors | |
CA2725231C (en) | Water turbines with mixers and ejectors | |
KR20100100876A (en) | A power generator | |
SG177955A1 (en) | A power generator | |
CN101956641B (en) | Guiding device for horizontal-shaft tidal generation water turbine | |
US8123457B2 (en) | System and apparatus for improved turbine pressure and pressure drop control using turbine head potential | |
JP2011074921A (en) | Structure of ultra low head drop water turbine of flow velocity/rate adjusting type | |
US20100171313A1 (en) | Under the bottom ocean wave energy converter | |
CN107237718A (en) | A kind of multi-stage impeller tumbler for absorbing tide energy | |
RU2347938C1 (en) | Floating air-and-water power station | |
CN108644058A (en) | A kind of extra low head hydroelectric generator | |
RU2462612C1 (en) | Orthogonal power generating unit to convert energy of water or air flows | |
CN201068836Y (en) | Drop height-free long vane column-shaped hydroturbine | |
JP5738273B2 (en) | Power generator | |
KR101959887B1 (en) | Pipe type small hydroelectric generator having oar shaped blades | |
JPS6329063A (en) | Flow turbine with draft tube | |
KR102220554B1 (en) | Tubular type watertightness permanent magnet synchronous power generation system with vortex prevention guide vane | |
CN212003412U (en) | Pipeline hydroelectric generator set | |
CN208441958U (en) | A kind of extra low head hydroelectric generator | |
JP2005273464A (en) | Generating equipment and deep water pumping device using sea-bottom tidal current hydraulic turbine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090906 |