RU2469207C2 - Run-of-river hydropower unit - Google Patents
Run-of-river hydropower unit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2469207C2 RU2469207C2 RU2011106673/06A RU2011106673A RU2469207C2 RU 2469207 C2 RU2469207 C2 RU 2469207C2 RU 2011106673/06 A RU2011106673/06 A RU 2011106673/06A RU 2011106673 A RU2011106673 A RU 2011106673A RU 2469207 C2 RU2469207 C2 RU 2469207C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- blades
- shaped guide
- sidewalls
- hydropower unit
- axes
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/20—Hydro energy
Landscapes
- Hydraulic Turbines (AREA)
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к гидроэнергетике и служит, в частности, для преобразования энергии русловых потоков реки в электрическую энергию.The invention relates to hydropower and serves, in particular, to convert the energy of riverbed river flows into electrical energy.
Известны малые и микро-ГЭС мощностью 1…5000 кВт на напоры 2…400 м с пропеллерными, диагональными, осевыми, радиально-осевыми, ковшовыми турбинами [http://ovis.khv.ru/index 2…].Small and micro-hydroelectric power stations with a power of 1 ... 5,000 kW for pressures of 2 ... 400 m with propeller, diagonal, axial, radial-axial, bucket turbines are known [http://ovis.khv.ru/index 2 ...].
Недостатком таких ГЭС является необходимость большого перепада высот или постройка плотины.The disadvantage of such hydropower plants is the need for a large difference in elevation or the construction of a dam.
Известна реактивная гидравлическая турбина в виде колеса, внутренняя поверхность каждой лопасти которой имеет полукруглый криволинейный участок, а внешняя - обтекаемый участок (Патент РФ №2138680 С1, МПК F03B 7/00, опубл. 27.09.1999).A jet hydraulic turbine in the form of a wheel is known, the inner surface of each blade of which has a semicircular curved section, and the outer one is a streamlined section (RF Patent No. 2138680 C1, IPC
Эта турбина имеет небольшие размеры и мощность.This turbine is small in size and power.
Известна бесплотинная гидроэнергетическая установка на сваях с вертикальными лопастями и направляющими проемами эллиптической формы, лопатки связаны при помощи тяговых цепей, установленных на приводные и натяжную звездочки (Патент РФ №2062351 С1, МПК F03B 9/00, опубл. 20.06.1996).Known damless hydropower plant on piles with vertical blades and elliptical guide openings, the blades are connected using traction chains mounted on drive and tension sprockets (RF Patent No. 2062351 C1, IPC F03B 9/00, published on 06/20/1996).
Установка имеет сложный цепной привод и низкую надежность в эксплуатации.The installation has a complex chain drive and low reliability.
Известна бесплотинная всесезонная гидроэлектростанция, содержащая загубленный в поток вертикальный корпус ротора, разделенный на барабаны со смещенными по окружности лопастями трех видов: внутренних створчатых, поворотных ступенчатых и флюгерных, установленных в клети (Патент РФ №2171912 С2, МПК F03B 17/06, 13/10, опубл. 10.08.2001).Known damless all-weather hydroelectric power station containing a vertical rotor body ruined into the stream, divided into drums with three types of blades displaced around the circumference: inner casement, rotary step and weather vane installed in the stand (RF Patent No. 2171912 C2, IPC
Эта гидроэлектростанция имеет сложную конструкцию, недостаточно надежные во влажной среде шестеренные передаточные механизмы и невозможность последовательного соединения нескольких рабочих органов.This hydroelectric power station has a complex structure, gear gears insufficiently reliable in a humid environment and the inability to connect several working bodies in series.
Известна гидроэнергетическая установка конвейерного типа, лопатки которых на свободном конце имеют ролики, перекатывающиеся по горизонтальным направляющим (Патент РФ на полезную модель №65578 U1, МПК F03B 9/00, опубл. 10.08.2007).Known hydropower installation of the conveyor type, the blades of which at the free end have rollers rolling along horizontal rails (RF Patent for Utility Model No. 65578 U1, IPC F03B 9/00, published on 08/10/2007).
Установка также имеет низкую надежность в эксплуатации.The installation also has low reliability.
Известен гидроэнергоагрегат, содержащий установленное на валу рабочее колесо с лопастями и механизмом их поворота, выполненным в виде системы подвижных и неподвижных относительно своих осей звездочек с зубчатым отношением 2:1, соединенных между собой цепной передачей (Патент РФ №2016220, МПК F03B 7/00).A known hydroelectric power unit containing an impeller mounted on a shaft with blades and a mechanism for their rotation, made in the form of a system of sprockets moving and stationary relative to their axes with a gear ratio 2: 1, interconnected by a chain transmission (RF Patent No. 20166220, IPC
Цепная передача работает в воде, и долговечность и надежность его низкая.The chain drive operates in water, and its durability and reliability are low.
Известна также гидротурбина для русловой ГЭС, содержащая вал, установленный на двух опорах, и две противостоящие прямоугольные лопасти, размещенные на равном расстоянии от вала на концах водил и поворачиваемые вокруг своей оси при помощи приводного механизма, состоящего из цилиндрических шестерен (Патент РФ №2131994 С1, МПК F03B 7/06, 7/00, опубл. 20.06.1991, прототип).Also known is a hydraulic turbine for a channel hydropower plant, containing a shaft mounted on two bearings, and two opposing rectangular blades placed at an equal distance from the shaft at the ends of the carrier and rotated around its axis by means of a drive mechanism consisting of cylindrical gears (RF Patent No. 2131994 C1 IPC F03B 7/06, 7/00, published on 06/20/1991, prototype).
Недостатками этой турбины являются небольшие размеры лопастей, вследствие зависимости их от размеров шестерен приводного механизма, и, следовательно, небольшая мощность гидротурбины.The disadvantages of this turbine are the small size of the blades, due to their dependence on the size of the gears of the drive mechanism, and, consequently, the small capacity of the turbine.
Задачей изобретения является упрощение конструкции, повышение мощности, надежности и долговечности гидроэнергоагрегата.The objective of the invention is to simplify the design, increase power, reliability and durability of the hydropower unit.
Технический результат достигается тем, что в русловом гидроэнергоагрегате, содержащем основание со стойками, на которых вращается вал колеса с водилами радиусом вращения R2, и на концах которых установлены оси с лопастями длиной l и шириной b, на краях лопастей закреплены растяжки, имеющие на концах ролики, попеременно перекатывающиеся по П-образным направляющим дорожкам боковин, находящихся внутри рядом с водилами, причем П-образные направляющие дорожки выполнены по окружности радиусом R1=R2+е, а центр окружности направляющих смещен от оси вала вниз на величину эксцентриситета е, равную 0,25 величины ширины лопасти b, а также в боковинах вырезаны центральные отверстия для прохода осей лопастей, направляющие в верхней части имеют Г-образную форму вследствие выреза. Боковины по периферии для жесткости, параллельности между собой и перпендикулярности к основанию стянуты упорами.The technical result is achieved by the fact that in the channel hydropower unit containing a base with uprights on which the wheel shaft rotates with carriers with a radius of rotation R 2 , and at the ends of which axles with blades of length l and width b are installed, stretch marks are fixed at the edges of the blades having ends rollers, the rolling of alternately U-shaped guide track sidewalls inside next to the carrier, wherein the U-shaped guide grooves formed on the circumference of a radius R 1 = R 2 + e and the center of the circle is offset from the guide B down the shaft on the value of the eccentricity e equal to the value 0.25 of the blade width b, and in the sidewalls cut central openings for the passage of the blade axes, the guides in the upper part have a T-shape due to the cutout. Sidewalls on the periphery for rigidity, parallelism between themselves and perpendicularity to the base are pulled together by stops.
На фиг.1 показан вид сбоку гидроэнергоагрегата; на фиг.2 - фронтальный вид в разрезе А-А с фиг.1; на фиг.3 - вид боковины с направляющей дорожкой; на фиг.4 - сопряжение конца осей лопастей с головкой водила; на фиг.5 - сопряжение конца растяжки лопасти с роликом с П-образной направляющей дорожкой; на фиг.6 - лопасть в разрезе Б-Б; на фиг.7 - разрез по В-В боковины; на фиг.8 - разрез по Г-Г боковины; на фиг.9 - схема гидроэнергетической установки.Figure 1 shows a side view of a hydroelectric power unit; figure 2 is a front view in section aa from figure 1; figure 3 is a side view with a guide track; figure 4 - conjugation of the end of the axes of the blades with the head drove; figure 5 - pairing of the end of the stretching of the blades with a roller with a U-shaped guide track; figure 6 - blade in the context of BB; Fig.7 is a section along BB side; in Fig.8 is a section along the G-D sidewalls; figure 9 is a diagram of a hydropower installation.
На стойках 1 основания 2 гидроэнергоагрегата на фторопластовых втулках 3 вращается вал 4 с установленными на нем жестко водилами 5, на концах 6 которых закреплены оси 7, цапфы 8 которых свободно сопрягаются через фторопластовые втулки 9 с головками 6 водил 5. На оси 7 жестко установлены лопасти 10 длиной l и шириной b, имеющие по краям 11 растяжки 12. Лопасти жестко огибают растяжки 12 и оси 7. На цапфах 13 растяжек свободно установлены ролики 14. Внутри рядом с водилами неподвижно жестко установлены боковины 15, имеющие направляющие П-образные дорожки 16, по которым катятся ролики 14 одной из растяжек лопасти. В верхней части дорожки имеют Г-образную форму 17 ввиду наличия в боковине 15 круглого центрального выреза для движения осей 7 лопастей 10. Параллельность и жесткость установки боковин достигается упорами 18 и ребрами жесткости. Модули гидроэнергоагрегата 19 соединены между собой последовательно муфтами 20. В здании 21 ГЭС установлены генератор 22, мультипликатор 23, конический повышающий редуктор 24 и другое оборудование.On the
Русловый гидроэнергоагрегат работает следующим образом. Для водил с осью и лопастями длиной l и шириной b в боковинах 15 выполнены отверстия радиусом R2+h (где R2 - радиус вращения водила, h - высота головки водила от оси) с центром по оси вала. Круговые направляющие 16 боковин выполнены с радиусом R1=R2+e с центром ниже оси вала на величину эксцентриситета е=0,25b, что соответствует в нижней части расстоянию 0,5b. Под действием потока воды υb, водяное колесо-гидроэнергоагрегат вращается против часовой стрелки. Сопряжение лопастей 10 с направляющими дорожками 16 боковин 15 через ролики 14 осуществлено таким образом, что каждая лопасть, кроме верхнего положения, образует нормальную силу, обеспечивающую максимальный крутящий момент относительно оси. При вращательном движении лопастей снизу вверх с положения 1 до положения 4 лопасти сопряжены свободно через ролики торца растяжек одной стороны. В верхнем положении часть П-образной направляющей дорожки вырезана, ограничителем является только верхняя часть дорожки. При дальнейшем движении ролики другой стороны растяжек лопастей входят в П-образную направляющую и усилие от потока воды воспринимает другая сторона лопасти. Силы F1, F2, F3, F4, F6, F7, F8 воздействия потока воды на лопасти образуют вращающий момент относительного вала, кроме верхнего положения.Channel hydroelectric power unit operates as follows. For a carrier with an axis and blades of length l and width b in the
При таком выполнении колеса в каждый момент времени лопасти занимают такое определенное положение, при котором получается максимальный вращающий момент.With this embodiment of the wheel at each moment of time, the blades occupy a certain position at which the maximum torque is obtained.
По сравнению с прототипом русловый гидроэнергоагрегат имеет большие по размеру лопасти, модули гидроэнергоагрегатов соединяются последовательно, и вырабатывает значительно большую мощность.Compared with the prototype, the channel hydropower unit has large blades, the modules of the hydropower units are connected in series, and generate significantly more power.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011106673/06A RU2469207C2 (en) | 2011-02-22 | 2011-02-22 | Run-of-river hydropower unit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011106673/06A RU2469207C2 (en) | 2011-02-22 | 2011-02-22 | Run-of-river hydropower unit |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011106673A RU2011106673A (en) | 2012-08-27 |
RU2469207C2 true RU2469207C2 (en) | 2012-12-10 |
Family
ID=46937392
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011106673/06A RU2469207C2 (en) | 2011-02-22 | 2011-02-22 | Run-of-river hydropower unit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2469207C2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2529764C2 (en) * | 2013-02-12 | 2014-09-27 | Александр Петрович Акимов | Pumped storage plant (psp) and riverbed water wheel of hydraulic power unit |
RU2563560C1 (en) * | 2014-01-28 | 2015-09-20 | Степан Павлович Филипчук | Device to convert energy of free water flow into electric energy |
RU2619969C1 (en) * | 2015-12-22 | 2017-05-22 | Анистрад Григорьевич Васильев | All-season micro run-of-river plant |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR387326A (en) * | 1907-05-04 | 1908-07-07 | Francois Peronnie | Hydraulic and steam turbine device |
DE19611906A1 (en) * | 1996-03-26 | 1997-10-02 | Heinz Bankroth | Windmill on vertical axis with rotating vanes |
RU2131994C1 (en) * | 1997-07-08 | 1999-06-20 | Пятигорская государственная фармацевтическая академия | Hydraulic turbine for river-channel hydroelectric power plant |
DE10032674A1 (en) * | 2000-07-05 | 2002-01-24 | Boris Hanukaev | Rotor for utilizing energy of flowing medium has rotor blades guided so that blades present minimum opposition when rotating against wind |
US20040101397A1 (en) * | 2002-11-27 | 2004-05-27 | Godsall Terrence Gordon | Low head water turbine |
-
2011
- 2011-02-22 RU RU2011106673/06A patent/RU2469207C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR387326A (en) * | 1907-05-04 | 1908-07-07 | Francois Peronnie | Hydraulic and steam turbine device |
DE19611906A1 (en) * | 1996-03-26 | 1997-10-02 | Heinz Bankroth | Windmill on vertical axis with rotating vanes |
RU2131994C1 (en) * | 1997-07-08 | 1999-06-20 | Пятигорская государственная фармацевтическая академия | Hydraulic turbine for river-channel hydroelectric power plant |
DE10032674A1 (en) * | 2000-07-05 | 2002-01-24 | Boris Hanukaev | Rotor for utilizing energy of flowing medium has rotor blades guided so that blades present minimum opposition when rotating against wind |
US20040101397A1 (en) * | 2002-11-27 | 2004-05-27 | Godsall Terrence Gordon | Low head water turbine |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2529764C2 (en) * | 2013-02-12 | 2014-09-27 | Александр Петрович Акимов | Pumped storage plant (psp) and riverbed water wheel of hydraulic power unit |
RU2563560C1 (en) * | 2014-01-28 | 2015-09-20 | Степан Павлович Филипчук | Device to convert energy of free water flow into electric energy |
RU2619969C1 (en) * | 2015-12-22 | 2017-05-22 | Анистрад Григорьевич Васильев | All-season micro run-of-river plant |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011106673A (en) | 2012-08-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4270056A (en) | Undershot current motor | |
US8076791B2 (en) | Wind and water turbine | |
US10683841B2 (en) | Closed loop multiple airfoil wind turbine | |
US8497594B2 (en) | Horizontal-axis hydrokinetic water turbine system | |
CN201461218U (en) | Double-pontoon impeller stream generating device | |
US20110198857A1 (en) | Orbiting drum wind turbine and method for the generation of electrical power from wind energy | |
RU2469207C2 (en) | Run-of-river hydropower unit | |
CN102996318A (en) | Floating conjugate double-wheel water flow blocking-gathering device | |
WO2003046376A1 (en) | Multivane windwheel with concentric wheels | |
CN201696203U (en) | Conveyor belt type fluid energy generating device | |
EP3619422B1 (en) | Flow turbine for hydro power plants | |
RU2346182C2 (en) | Windmill sailing plant (versions) | |
EP2500590B1 (en) | Turning structure and horizontal wind turbine using same | |
RU2445507C2 (en) | Riverbed all-season hydraulic power plant | |
KR20140142500A (en) | Turbine and power generating apparatus having the same | |
CN110454311A (en) | A kind of crawler type hydraulic turbine | |
RU2171912C2 (en) | Damless all-weather hydroelectric power station | |
CN109477453B (en) | Marine power turbine | |
WO2017034504A1 (en) | Damless hydroelectric power plant | |
RU2461733C1 (en) | Wind-driven unit | |
RU2453726C1 (en) | Run-of-river pumping hydraulic power plant | |
WO2023209279A1 (en) | A turbine and a turbine assembly immersed in a flowing medium | |
CN203906165U (en) | Running water power generating device | |
RU182692U1 (en) | HYDRO POWER PLANT | |
PL220217B1 (en) | Floating water plant |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170223 |