RU2527277C1

RU2527277C1 - Hydroelectric plant

Info

Publication number: RU2527277C1
Application number: RU2013111228/06A
Authority: RU
Inventors: Александр Геннадьевич Арзамасцев
Original assignee: Александр Геннадьевич Арзамасцев
Priority date: 2013-03-12
Filing date: 2013-03-12
Publication date: 2014-08-27

Abstract

FIELD: power engineering.

SUBSTANCE: hydroelectric plant for power generation comprises a block of blade screws 6 of axial type placed inside a body 7 and a nozzle. Screws 6 transmit rotation by geared wheels directly, one screw 6 to another one. Screws 6, according to their principle of operation, are master, and when engaged with each other, they rotate in different directions. The nozzle is made with a mixing chamber and is located outside the body 7 to provide for suction of the output flow from the body 7, increasing number of rotations of screws 6. Front ends of the screws 6 are installed in sliding bearings, and the rear ones are placed in thrust sliding bearings of horizontal arrangement, resting on conic journals providing for alignment of screws 6 relative to the body 7. Screws 6 are made with right and left rotation.

EFFECT: provision of continuous operation of a hydroelectric plant.

7 dwg

Description

Гидроэлектрическая станция относится к области малой энергетики, а именно к установкам по использованию энергии стока рек. Известен ряд устройств по выработке электроэнергии водными источниками.A hydroelectric station belongs to the field of small-scale energy, namely, to plants for the use of river runoff energy. A number of devices for generating electricity by water sources are known.

К ближайшему аналогу (прототипу) изобретения можно отнести гидроэлектрическую станцию, расположенную на открытой водной поверхности реки со свободной движущей энергией потока воды, содержащую гидравлический двигатель, состоящий из блока лопастных винтов осевого типа, установленных навстречу водяному потоку и размещенных внутри корпуса в горизонтальном, параллельном между собой положении в подшипниках с возможностью передачи вращения на ротор электрогенератора приводным зубчатым ремнем, и сопло (см. KR 20110107881 А, 05.10.2001, F03B 17/06).The closest analogue (prototype) of the invention can be attributed to a hydroelectric station located on the open water surface of the river with free moving energy of the water stream, containing a hydraulic motor, consisting of a block of axial-type blade propellers mounted towards the water stream and placed inside the housing in a horizontal parallel between position in bearings with the possibility of transmitting rotation to the rotor of the electric generator by a drive gear belt, and a nozzle (see KR 20110107881 A, 05.10.2001, F03B 17/06).

Задача изобретения - обеспечение возможности непрерывной работы гидроэлектрической станции, расширение возможностей для массового использования в местах, недоступных для подсоединения к электросети общего пользования потребителю электроэнергии.The objective of the invention is the provision of continuous operation of a hydroelectric station, the expansion of opportunities for mass use in places inaccessible to connect to the public power grid to a consumer of electricity.

Данная задача решена в гидроэлектрической станции по выработке электроэнергии, расположенной на открытой водной поверхности реки со свободной движущей энергией потока воды, содержащей гидравлический двигатель, состоящий из блока лопастных винтов осевого типа, установленных навстречу водяному потоку и размещенных внутри корпуса в горизонтальном, параллельном между собой положении в подшипниках с возможностью передачи вращения на ротор электрогенератора приводным зубчатым ремнем, и сопло, согласно изобретению гидравлический двигатель состоит из блока лопастных винтов осевого типа, размещенных внутри корпуса, лопастные винты передают вращение зубчатыми передачами напрямую, один лопастной винт на другой лопастной винт, при этом лопастные винты, по принципу работы, являются ведущими, а при взаимодействии между собой вращаются в разных направлениях, что, в общем, суммирует механическую мощность лопастных винтов, передаваемую на ротор электрогенератора, сопло выполнено со смесительной камерой и расположено снаружи корпуса для обеспечения подсасывания выходного потока из корпуса, увеличивающей обороты вращения лопастных винтов, при этом передние концы лопастных винтов установлены в подшипниках скольжения, а задние размещены в упорных подшипниках скольжения горизонтального расположения, опирающихся на конусные пятки, обеспечивающие центрацию лопастных винтов относительно корпуса, причем лопастные винты выполнены правого и левого вращения, что в целом обеспечивает эффективность работы гидравлического двигателя и электрогенератора на открытой водной поверхности реки со свободной движущей энергией потока воды.This problem was solved in a hydroelectric power generation station located on the open water surface of the river with free moving energy of the water stream, containing a hydraulic motor consisting of a block of axial-type blade screws mounted towards the water stream and placed inside the case in a horizontal, parallel position in bearings with the possibility of transmitting rotation to the rotor of the electric generator by a drive gear belt, and a nozzle, according to the invention, a hydraulic motor It consists of a block of axial-type rotor blades located inside the housing, the rotor blades transmit rotation directly by gears, one rotor blades to another rotor blades, while the rotor blades, according to the principle of operation, are leading and rotate in different directions when interacting with each other. that, in general, summarizes the mechanical power of the blade propellers transmitted to the rotor of the electric generator, the nozzle is made with a mixing chamber and is located outside the casing to ensure suction of the output flow and from the case, increasing the rotational speeds of the rotor blades, while the front ends of the blades are mounted in sliding bearings, and the rear are placed in the thrust bearings of horizontal position, supported by conical heels, providing centering of the blades relative to the body, and the blades are made of right and left rotation, which generally ensures the efficiency of the hydraulic motor and electric generator on the open water surface of the river with free driving energy the flow of water to it.

На фиг.1 изображена гидроэлектрическая станция на плаву в трехмерном изображении. На фиг.2 изображена схема движения рабочего тела и потока воды через блок лопастных винтов и смесительную камеру сопла. На фиг.3 изображен лопастной винт в корпусе, вид сбоку в разрезе. На фиг.4 изображен привод лопастных винтов зубчатым приводным ремнем. Изображен привод электрогенератора зубчатым приводным ремнем. На фиг.5 изображен привод лопастных винтов зубчатыми передачами. Изображен привод электрогенератора зубчатым приводным ремнем. На фиг.6 изображен блок лопастных винтов, взаимодействующих между собой, с направлением их вращений, вид спереди. На фиг.7 изображены блок лопастных винтов левого и правого направления вращения и схема движения рабочего тела между лопастными винтами, воздействующего на лопасти винтов, вид в плане, в разрезе. Figure 1 shows a hydroelectric station afloat in a three-dimensional image. Figure 2 shows a diagram of the movement of the working fluid and the flow of water through the block of blade screws and the mixing chamber of the nozzle. Figure 3 shows the blade screw in the housing, a side view in section. Figure 4 shows the drive of the blade propellers with a toothed drive belt. The drive of the electric generator is depicted by a gear drive belt. Figure 5 shows the drive of the blade screws by gears. The drive of the electric generator is depicted by a gear drive belt. Figure 6 shows a block of blade screws interacting with each other, with the direction of their rotation, front view. Figure 7 shows a block of blade screws of the left and right directions of rotation and a diagram of the movement of the working fluid between the blade screws acting on the blade of the screws, a plan view, in a section.

Гидроэлектрическая станция расположена на открытой водной поверхности реки со свободной движущей энергией потока воды. Гидроэлектрическая станция состоит из плотика 1, расположенного на водной поверхности и закрепленного к опоре 2 буйрепом 3. На плотике 1 расположен электрогенератор 4, размещенный внутри строения 5. Под плотиком 1 на глубине водного проточного пространства реки расположен гидравлический двигатель, состоящий из блока лопастных винтов 6 осевого типа, установленных навстречу водяному потоку в горизонтальном, параллельном между собой положение. Лопастные винты 6 размещены внутри цилиндрической формы корпуса 7. Передние концы лопастных винтов 6 установлены в подшипниках скольжения 8 на опорных кольцах 13. Задние концы размещены в упорных подшипниках 9 скольжения горизонтального расположения, опирающихся на конусные пятки 10, обеспечивающих центрацию лопастных винтов 6 относительно корпуса 7. По наружному периметру корпуса 7 расположено сопло 11 со смесительной камерой 12. В рабочем режиме лопастные винты 6 передают вращение на ротор электрогенератора 4 зубчатыми приводными ремнями 14 и 15.The hydroelectric station is located on the open water surface of the river with free moving energy of the water flow. The hydroelectric station consists of a raft 1, located on the water surface and fixed to the support 2 by a buoyer 3. On the raft 1, there is an electric generator 4 located inside the building 5. Under the raft 1, at the depth of the water flowing space of the river, there is a hydraulic motor consisting of a block of rotor blades 6 axial type mounted towards the water flow in a horizontal position parallel to each other. The blades 6 are placed inside the cylindrical shape of the housing 7. The front ends of the blades 6 are mounted in the sliding bearings 8 on the support rings 13. The rear ends are placed on the thrust bearings 9 of a horizontal arrangement based on the conical heels 10, which provide for the centering of the blades 6 relative to the housing 7 On the outer perimeter of the housing 7 is a nozzle 11 with a mixing chamber 12. In operation, the bladed screws 6 transmit rotation to the rotor of the electric generator 4 with timing gear belts 14 15.

Лопастные винты 6 передают вращение зубчатыми передачами 16 напрямую, один лопастной винт 6 на другой лопастной винт 6. Все лопастные винты 6, по принципу работы, являются ведущими, а при взаимодействии между собой вращаются в разных направлениях. Поэтому лопастные винты выполнены правого и левого вращения.Blade screws 6 transmit the rotation of gears 16 directly, one blade screw 6 to another blade screw 6. All blade screws 6, according to the principle of operation, are leading, and when interacting with each other, rotate in different directions. Therefore, the blade screws are made of right and left rotation.

Гидроэлектрическая станция работает следующим образом.Hydroelectric station operates as follows.

Через блок лопастных винтов 6 гидравлического двигателя течет поток воды свободно и непрерывно с гидравлической энергией. При движении массы воды по внутреннему пространству корпуса 7 образуется рабочее тело, перемещающееся в направлении осей вращения лопастных винтов 6. Лопастные винты 6 воспринимают прямолинейное движение потока рабочего тела с гидравлической энергией и преобразуют его во вращательное движение лопастных винтов 6 в механическую энергию.A flow of water flows freely and continuously with hydraulic energy through the blade unit 6 of the hydraulic motor. When the mass of water moves along the internal space of the housing 7, a working fluid is formed, moving in the direction of the rotational axes of the blade screws 6. The blade screws 6 perceive the linear motion of the flow of the working fluid with hydraulic energy and convert it into rotational movement of the blade screws 6 into mechanical energy.

Лопастные винты 6 передают вращение зубчатыми передачами 16, непосредственно, правый лопастной винт 6 - правого вращения передает вращение на левый лопастной винт 6 - левого вращения. Все лопастные винты 6 являются ведущими, а при взаимодействии между собой вращаются в разных направлениях. При движении массы рабочего тела по внутреннему пространству корпуса 7 рабочее тело перемещается в направлении осей вращения лопастных винтов 6. При этом на преодоление гидравлических сопротивлений и трений между деталями гидравлического двигателя тратится энергия, снижающая движение потока рабочего тела и число оборотов лопастных винтов 6. Для увеличения количества поступлений рабочего тела к лопастным винтам 6 водяной поток направляется одновременно и снаружи корпуса 7. Далее водяной поток проходит по смесительной камере 12 сопла 11 с большей скоростью и силой потока, чем рабочее тело, выходящее из корпуса 7. За счет разности скоростей потоков создается разрежение в смесительной камере 12 сопла 11, что создает режим подсасывания выходящего потока рабочего тела из корпуса 7 водяным потоком, проходящим снаружи корпуса 7, увеличивающим тягу рабочего тела внутри корпуса 7, что увеличивает обороты вращения лопастных винтов 6 и вращение ротора электрогенератора 4. Работа отдельных лопастных винтов 6 в общем взаимодействующем блоке гидравлического двигателя суммирует механическую мощность лопастных винтов 6, передаваемую на ротор электрогенератора 4.The blades 6 transmit the rotation by gears 16, directly, the right bladed screw 6 - of the right rotation transfers the rotation to the left bladed screw 6 - of the left rotation. All blade screws 6 are leading, and when interacting with each other, they rotate in different directions. When the mass of the working fluid moves along the internal space of the housing 7, the working fluid moves in the direction of the axis of rotation of the blades 6. In this case, energy is consumed to overcome hydraulic resistance and friction between the parts of the hydraulic motor, which reduces the flow of the working fluid and the number of revolutions of the blades 6. To increase the number of influences of the working fluid to the blades 6, the water flow is directed simultaneously from the outside of the housing 7. Next, the water flow passes through the mixing chamber 12 of the nozzle 11 s greater speed and flow force than the working fluid exiting the housing 7. Due to the difference in flow velocities, a vacuum is created in the mixing chamber 12 of the nozzle 11, which creates a mode of suction of the exhaust flow of the working fluid from the housing 7 with a water flow passing outside the housing 7, increasing thrust the working fluid inside the housing 7, which increases the rotational speed of the rotor blades 6 and the rotation of the rotor of the generator 4. The operation of the individual blades 6 in a common interacting unit of the hydraulic motor sums up the mechanical th power screw vane 6, transmitted to the generator rotor 4.

В целом, совокупностью технических решений обеспечивает эффективность работы гидравлического двигателя и электрогенератора 4 на открытой водной поверхности реки со свободной движущей энергией потока воды.In general, the totality of technical solutions ensures the efficiency of the hydraulic motor and electric generator 4 on the open water surface of the river with free moving energy of the water flow.

Claims

A hydroelectric power generation station located on the open water surface of the river with free moving energy of the water flow, comprising a hydraulic motor consisting of a block of axial-type blade propellers mounted opposite the water flow and placed inside the housing in a horizontal, parallel to each other position in bearings with the possibility transmission of rotation to the rotor of the electric generator with a drive gear belt, and a nozzle, characterized in that the hydraulic motor consists of a block axial-type propellers located inside the housing, the rotor blades transmit the rotation of gears directly, one blade rotor to another rotor blade, while the rotor blades, according to the principle of operation, are leading, and when interacting with each other, they rotate in different directions, which, in in general, summarizes the mechanical power of the blade screws transmitted to the rotor of the electric generator, the nozzle is made with a mixing chamber and is located outside the casing to ensure suction of the output stream from the casing, increasing the rotational speed of the blade screws, while the front ends of the blade screws are installed in the sliding bearings, and the rear ones are placed in the thrust horizontal sliding bearings resting on the conical heels, providing the centering of the blade screws relative to the housing, and the blade screws are made of right and left rotation, which On the whole, it ensures the efficiency of the hydraulic motor and electric generator on the open water surface of the river with free moving energy of the water flow.