RU2543362C2 - Damless hydro-electric power plant - Google Patents

Damless hydro-electric power plant Download PDF

Info

Publication number
RU2543362C2
RU2543362C2 RU2012137653/06A RU2012137653A RU2543362C2 RU 2543362 C2 RU2543362 C2 RU 2543362C2 RU 2012137653/06 A RU2012137653/06 A RU 2012137653/06A RU 2012137653 A RU2012137653 A RU 2012137653A RU 2543362 C2 RU2543362 C2 RU 2543362C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
impeller
cylinder
stage
rotation
support
Prior art date
Application number
RU2012137653/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012137653A (en
Inventor
Виктор Иванович Кривчиков
Дмитрий Иванович Акишин
Original Assignee
Виктор Иванович Кривчиков
Дмитрий Иванович Акишин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Виктор Иванович Кривчиков, Дмитрий Иванович Акишин filed Critical Виктор Иванович Кривчиков
Priority to RU2012137653/06A priority Critical patent/RU2543362C2/en
Publication of RU2012137653A publication Critical patent/RU2012137653A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2543362C2 publication Critical patent/RU2543362C2/en

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

  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
  • Hydraulic Turbines (AREA)

Abstract

FIELD: power industry.
SUBSTANCE: invention can be used in hydraulic power industry as an energy conversion device of a gravity water flow to electrical energy. A damless hydro-electric power plant includes a blade wheel and a housing installed on a support. The central vertical part of the housing is made in the form of a hollow sealed cylinder filled with water or air when necessary. The horizontal part of the housing, which is rigidly attached to a cylinder, represents a truss, on which there arranged is an annular track for support rollers of a bladed wheel, a bladed wheel rotated about the hollow cylinder, a support of driven sprocket 6 of the first stage of a kinematic circuit for transmission of revolutions from the bladed wheel to an electrical energy generator, side enclosures functionally performing a role of input and output diffusers A, B.
EFFECT: invention is aimed at improvement of an efficiency factor, simplification of a design and increase of unit power.
4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к гидроэнергетике, в частности к устройствам преобразования энергии самотечного потока (речного и морского течения) в энергию электрическую.The invention relates to hydropower, in particular to devices for converting the energy of a gravity flow (river and sea current) into electrical energy.

Известна гидроэлектрическая установка, выполненная в виде катамарана, с входным диффузором перед началом рабочего канала и выходным диффузором после его окончания, с основной гидротурбиной в рабочем канале с деталями проточной части, расположенными двумя рядами в шахматном порядке, с валами основных турбин, установленными на корпусах катамарана и кинематически связанными с ними генераторами электрического тока, содержащая также в выходном диффузоре дополнительные гидротурбины с вертикальными осями вращения и кинематически связанными с ними генераторами электрического тока, а корпуса катамарана имеют в плане трапециевидную форму, рабочий канал между корпусами катамарана разделен перегородкой на отдельные рабочие каналы, переходящие в выходном диффузоре во вспомогательные каналы с погруженными в них дополнительными гидротурбинами, детали проточной части основных турбин выполнены в виде ковшей, в конце внешних обводов корпусов катамарана закреплены вихреотводы (см. SU 1474317 A, 23.04.1989, F03B 7/00).Known hydroelectric installation, made in the form of a catamaran, with an inlet diffuser before the start of the working channel and an output diffuser after its completion, with the main hydraulic turbine in the working channel with flow parts located in two staggered rows, with the shafts of the main turbines mounted on the catamaran bodies and kinematically coupled electric current generators, also containing additional hydraulic turbines with vertical axes of rotation in the output diffuser and kinematically coupled electric current generators are used with them, and the catamaran bodies are trapezoidal in shape, the working channel between the catamaran bodies is divided by a partition into separate working channels, passing in the output diffuser into auxiliary channels with additional hydroturbines immersed in them, the details of the flow part of the main turbines are made in the form buckets, at the end of the outer contours of the catamaran’s hulls there are fixed vortex taps (see SU 1474317 A, 04/23/1989, F03B 7/00).

Основными недостатками этой гидроэлектрической установки являются: невозможность функционирования в зимнее время при наличии ледяного покрова; ограниченная зона контакта лопастей основных гидротурбин с потоком воды по причине высокого расположения их осей вращения; высокая материалоемкость из-за необходимости использования катамарана.The main disadvantages of this hydroelectric installation are: the impossibility of functioning in winter time in the presence of ice cover; limited contact zone of the blades of the main hydraulic turbines with the flow of water due to the high location of their rotation axes; high material consumption due to the need to use a catamaran.

Наиболее близкой по своей технической сути и достигаемому эффекту, принимаемой за прототип, является бесплотинная всесезонная гидроэлектростанция, у которой лопастное колесо со складывающимися лопастями расположено горизонтально, а вертикальный корпус разделен на барабаны и установлен на опоре с возможностью вращения взаимодействием роликов с круглыми направляющими, связанными с наружными поворотными ступенчато открывающимися лопастями, оси вращения которых смещены относительно друг друга на одинаковый угол. Основной и резервный электрогенераторы закреплены на опоре и связаны с корпусом и зубчатым колесом механической передачей. Внутренняя часть корпуса снабжена решетками, являющимися продолжением наружных поворотных лопастей, и неподвижными внутренними лопастями, выполненными из свободно закрепленных створок, опирающихся на решетку. Наружные лопасти установлены с обеспечением перекрытия внутренних лопастей в нерабочем положении и их более раннего вступления в работу (см. RU 1836586 A3, 23.08.1993, F03B 9/00).The closest in its technical essence and the achieved effect, taken as a prototype, is a damless all-weather hydroelectric station, in which the impeller with folding blades is located horizontally, and the vertical housing is divided into drums and mounted on a support with the possibility of rotation by the interaction of the rollers with round guides associated with external rotary stepwise opening blades, the axis of rotation of which are offset relative to each other by the same angle. The main and backup power generators are fixed on a support and are connected to the casing and gear by mechanical transmission. The inner part of the body is equipped with gratings, which are a continuation of the external rotary blades, and fixed internal blades made of freely fixed flaps resting on the grate. The outer blades are installed with the overlapping of the inner blades in the idle position and their earlier entry into operation (see RU 1836586 A3, 08.23.1993, F03B 9/00).

Основными недостатками этой бесплотинной гидроэлектростанции для предлагаемого использования являются: расположение электростанции на дне потока воды, где активно перемещаются абразивные частицы песка и другие осадки, негативно влияющие на работоспособность узлов трения; наличие конструктивных узлов, требующих точного кинематического взаимодействия контактных деталей; многоступенчатая кинематическая схема мультипликации, снижающая коэффициент полезного действия устройства.The main disadvantages of this damless hydroelectric power station for the proposed use are: the location of the power station at the bottom of the water stream, where sand abrasive particles and other precipitation actively affect the performance of friction units; the presence of structural units that require accurate kinematic interaction of contact details; multistage kinematic animation scheme that reduces the efficiency of the device.

В основу изобретения поставлена задача обеспечения регулируемой глубины погружения гидроэлектростанции с возможностью расположения ее как на дне водного потока, так и внутри потока в подвесном положении, уменьшения количества ступеней мультипликации, повышающего коэффициент полезного действия, упрощения доставки гидроэлектростанции к месту ее эксплуатации и облегчения обслуживания и ремонта.The basis of the invention is the task of providing an adjustable depth of immersion of a hydroelectric power station with the possibility of placing it both at the bottom of the water stream and inside the stream in a suspended position, reducing the number of stages of animation, increasing the efficiency, simplifying the delivery of the hydroelectric station to its place of operation and facilitating maintenance and repair .

Решение поставленной задачи достигается тем, что в бесплотинной гидроэлектростанции с лопастным колесом и корпусом, установленным на опоре, согласно изобретению, центральная вертикальная часть корпуса выполнена в виде полого герметичного цилиндра, заполняемого по мере необходимости водой или воздухом, а горизонтальная часть корпуса, жестко соединенная с цилиндром, представляет собой ферму, на которой размещены кольцевая дорожка под опорные ролики лопастного колеса, лопастное колесо, вращающееся вокруг полого цилиндра, опора ведомой звездочки первой ступени кинематической схемы передачи оборотов от лопастного колеса к генератору электроэнергии, боковые заграждения, функционально выполняющие роль входного и выходного диффузоров.The solution to this problem is achieved by the fact that in a damless hydroelectric power station with a blade wheel and a casing mounted on a support, according to the invention, the central vertical part of the casing is made in the form of a hollow sealed cylinder, filled as necessary with water or air, and the horizontal part of the casing is rigidly connected to a cylinder, is a truss on which an annular track is placed under the support rollers of the impeller, a vane wheel rotating around a hollow cylinder, a driven follower vezdochki first stage kinematic transmission scheme of revolutions of the impeller to the generator of electricity, the side barriers functionally acting as inlet and outlet diffusers.

Кроме того, лопастное колесо представляет собой пространственную конструкцию в виде кольца, кольцевые стороны которого и внутренняя кольцевая поверхность закрыты, а наружная кольцевая сторона открыта, причем внутреннее пространство лопастного колеса разделено на секторы, в каждом из которых размещена лопасть с возможностью разворота внутри сектора на оси, расположенной со стороны наружной кольцевой поверхности, а свободным концом опирается на кронштейн, закрепленный на внутренней кольцевой поверхности лопастного колеса, кроме того, на внешней стороне внутренней кольцевой поверхности лопастного колеса установлены ролики с вертикальной осью вращения, а под наружной кольцевой поверхностью колеса размещены ролики с горизонтальной осью вращения, посредством которых лопастное колесо при вращении опирается соответственно на боковую поверхность цилиндра и на кольцевую дорожку, расположенную на ферме, а также над наружной кольцевой поверхностью лопастного колеса по его периметру закреплены звездочки цепной передачи.In addition, the impeller is a spatial structure in the form of a ring, the annular sides of which and the inner annular surface are closed, and the outer annular side is open, and the inner space of the impeller is divided into sectors, in each of which there is a blade with the possibility of rotation inside the sector on the axis located on the side of the outer annular surface, and the free end rests on a bracket mounted on the inner annular surface of the impeller, in addition, rollers with a vertical axis of rotation are mounted on the outer side of the inner annular surface of the impeller, and rollers with a horizontal axis of rotation are placed under the outer annular surface of the wheel, by which the impeller rests on the side surface of the cylinder and on the ring track located on the truss, respectively also above the outer annular surface of the impeller along its perimeter are fixed chain sprockets.

Кроме того, кинематическая схема вращения от лопастного колеса к генератору электроэнергии трехступенчатая и содержит: в первой ступени передачи - закрепленные на верхней боковой поверхности по периметру лопастного колеса звездочки, тяговую цепь и ведомую звездочку, размещенную на оси опоры, закрепленной на ферме; во второй ступени передачи - закрепленную на ведомой звездочке первой ступени раму, по периметру которой закреплены звездочки, тяговую цепь и ведомую звездочку, размещенную на оси, закрепленной на верхнем днище цилиндра; в третьей ступени передачи - закрепленную на ведомой звездочке второй ступени раму, по периметру которой закреплены звездочки, тяговую цепь и ведомую звездочку, передающую вращение на вал, один конец которого размещен в опоре, закрепленной на верхнем днище цилиндра, а другой выведен на технологическую платформу и содержит конструктивный элемент, при посредстве которого вал взаимодействует с валом генератора электроэнергии.In addition, the kinematic rotation scheme from the impeller to the electric power generator is three-stage and contains: in the first transmission stage, sprockets fixed to the upper lateral surface around the perimeter of the paddle wheel, a traction chain and a driven sprocket placed on a support axis mounted on the truss; in the second stage of transmission - a frame fixed to the driven sprocket of the first stage, along the perimeter of which the sprockets, the traction chain and the driven sprocket are mounted on an axis fixed to the upper cylinder bottom; in the third gear stage, a frame fixed to the driven sprocket of the second stage, along the perimeter of which are sprockets, a traction chain and a driven sprocket, transmitting rotation to the shaft, one end of which is placed in a support mounted on the upper cylinder bottom, and the other is displayed on the technological platform and contains a structural element, through which the shaft interacts with the shaft of the electric power generator.

Кроме того, бесплотинная гидроэлектростанция содержит технологическую платформу, расположенную над цилиндром и жестко с ним связанную, на которой размещены генератор электроэнергии, компрессор, приводы задвижек, обеспечивающих по мере необходимости поступление воды и воздуха в цилиндр, крепежные узлы якорных устройств с приспособлениями для регулирования натяжения гибких связей якорных устройств.In addition, the damless hydroelectric power station contains a technological platform located above the cylinder and rigidly connected with it, on which the electric power generator, compressor, gate valve actuators are located, providing water and air to the cylinder as necessary, fastening assemblies of anchor devices with devices for adjusting the tension of flexible communications anchor devices.

Предложенное техническое решение отличается от прототипа и ему подобных устройств тем, что конструктивная схема соединения вертикальной части корпуса с его горизонтальной частью позволяет располагать бесплотинную гидроэлектростанцию на слабых придонных грунтах водного потока с опорой на большую поверхность нижнего дна цилиндра. При этом подвижные части предложенной гидроэлектростанции располагаются за пределами зоны активного переноса абразивных частиц, перемещаемых потоком воды.The proposed technical solution differs from the prototype and similar devices in that the structural scheme for connecting the vertical part of the hull with its horizontal part makes it possible to place a damless hydroelectric power station on weak bottom soils of the water flow, resting on a large surface of the lower bottom of the cylinder. In this case, the moving parts of the proposed hydroelectric power station are located outside the active transfer zone of abrasive particles moved by the water stream.

Наличие цилиндра, заполняемого по мере необходимости водой или воздухом, обеспечивает возможность расположения предложенной бесплотинной гидроэлектростанции как на дне водоема, так и непосредственно в толще водяного потока в подвесном положении. Это отличие от прототипа облегчает доставку бесплотинной гидроэлектростанции к месту ее эксплуатации, а в дальнейшем облегчает регламентный осмотр и, в случае необходимости, ремонт подвижных частей устройства.The presence of a cylinder, filled as necessary with water or air, makes it possible to locate the proposed damless hydroelectric power station both at the bottom of the reservoir and directly in the thickness of the water flow in a suspended position. This difference from the prototype facilitates the delivery of a damless hydroelectric power station to its place of operation, and further facilitates routine inspection and, if necessary, repair of moving parts of the device.

Наличие закрытых кольцевых поверхностей секторов лопастного колеса в предложенной бесплотинной гидроэлектростанции, в течение времени контакта подвижной лопасти с опорным кронштейном, создает в секторе лопастного колеса пространство в форме ковша, способствуя тем самым повышению силового воздействия потока воды на проворот лопастного колеса.The presence of closed annular surfaces of the sectors of the impeller in the proposed damless hydroelectric power station during the contact time of the movable blade with the support bracket creates a bucket-shaped space in the sector of the impeller, thereby contributing to an increase in the force effect of the water flow on the rotation of the impeller.

Использование в кинематической схеме передачи вращения от лопастного колеса к генератору электроэнергии тяговой цепи и звездочек, среди которых одни вращаются, а другие закреплены на вращающихся рамах, позволяет сократить количество ступеней передачи оборотов до трех за счет возможности получения больших передаточных чисел в такой схеме (до 50 и более) и обеспечивает высокий коэффициент полезного действия. Кроме того, предложенное техническое решение позволяет создавать подобные устройства большей единичной мощности, ограниченной только прочностными свойствами конструкционных материалов.Using in the kinematic scheme of transmission of rotation from the impeller to the generator of electric power of the traction chain and sprockets, some of which rotate and the other mounted on rotating frames, can reduce the number of transmission stages of revolutions to three due to the possibility of obtaining large gear ratios in this scheme (up to 50 and more) and provides a high coefficient of performance. In addition, the proposed technical solution allows you to create such devices of greater unit power, limited only by the strength properties of structural materials.

Техническим результатом заявленного технического решения является расширение области применения бесплотинной гидроэлектростанции за счет расположения ее как на дне водоема, так и непосредственно в толще водяного потока, а простая конструктивная и оригинальная кинематическая схема передачи вращения с лопастного колеса на генератор электроэнергии позволяют создавать бесплотинные гидроэлектростанции большой единичной мощности, ограниченной только прочностными свойствами конструкционных материалов.The technical result of the claimed technical solution is to expand the scope of the damless hydroelectric power station due to its location both at the bottom of the reservoir and directly in the thickness of the water stream, and a simple structural and original kinematic transmission scheme of rotation from the impeller to the electric power generator allows the creation of damless hydroelectric power plants of large unit power limited only by the strength properties of structural materials.

Дальнейшая сущность изобретения поясняется совместно с иллюстрационным материалом, на котором изображено следующее: фиг.1 - конструктивная схема предложенной бесплотинной гидроэлектростанции, вид сбоку; фиг.2 - схема взаимного расположения функциональных элементов конструкции, вид в плане.A further essence of the invention is illustrated in conjunction with illustrative material, which shows the following: figure 1 is a structural diagram of the proposed damless hydroelectric power station, side view; figure 2 - diagram of the mutual arrangement of functional structural elements, view in plan.

Бесплотинная гидроэлектростанция содержит корпус, вертикальная часть которого выполнена в виде полого герметичного цилиндра 1 с соединенной с ним технологической платформой 2, а горизонтальная часть - в виде фермы 3.Damless hydroelectric power station contains a housing, the vertical part of which is made in the form of a hollow sealed cylinder 1 with a technological platform 2 connected to it, and the horizontal part is in the form of a truss 3.

На ферме 3 закреплены кольцевая дорожка 4, опора 5 ведомой звездочки 6 первой ступени мультипликации оборотов лопастного колеса 7, боковые заграждения 8 в виде входного (зона А) и выходного (зона В) диффузоров, а также размещено лопастное колесо 7 в виде кольца с вертикальной осью вращения, верхняя и нижняя поверхности которого закрыты, по периметру кольца в нижней его части расположены опорные ролики 9 с горизонтальной осью вращения, в верхней части - звездочки 10 первой ступени мультипликации оборотов лопастного колеса 7, а на внешней стороне внутренней кольцевой поверхности колеса 7 - ролики 11 с вертикальной осью вращения, посредством которых лопастное колесо 7 при вращении опирается на боковую поверхность цилиндра 1. Внутреннее пространство лопастного колеса 7 разделено на секторы, в каждом из которых размешена лопасть 12 с возможностью разворота ее на оси 13 таким образом, что в зоне активного силового воздействия водного потока на лопасть 12 она контактирует с опорным кронштейном 14 и формирует пространство в виде ковша, а в зоне пассивного воздействия (при обратном направлении движения колеса 7) - разворачивается в сторону наружной кольцевой поверхности лопастного колеса 7, раскрывая тем самым пространство в виде ковша и уменьшая сопротивление вращению лопастного колеса 7.On the truss 3, an annular track 4 is fixed, a support 5 of the driven sprocket 6 of the first stage of rotation of the impeller 7, side barriers 8 in the form of input (zone A) and output (zone B) diffusers, and the impeller 7 is placed in the form of a ring with a vertical axis of rotation, the upper and lower surfaces of which are closed, support rollers 9 with a horizontal axis of rotation are located on the perimeter of the ring in the lower part of the ring, sprockets 10 of the first stage of multiplication of the revolutions of the impeller 7 are located on the upper part, and on the outside the morning annular surface of the wheel 7 - rollers 11 with a vertical axis of rotation, through which the impeller 7 rests on rotation on the side surface of the cylinder 1. The inner space of the impeller 7 is divided into sectors, in each of which is placed the blade 12 with the possibility of rotation on the axis 13 so that in the zone of active force of the water flow on the blade 12, it is in contact with the support bracket 14 and forms a space in the form of a bucket, and in the zone of passive action (in the opposite direction izheniya wheel 7) - unfolds toward the outer circumferential surface of the impeller 7, thereby opening a space in the ladle and reducing the resistance to rotation of the impeller 7.

Кинематическая схема передачи вращения от лопастного колеса 7 к генератору электроэнергии 15, расположенному на технологической платформе 2, трехступенчатая.The kinematic diagram of the transmission of rotation from the impeller 7 to the electric power generator 15 located on the technological platform 2 is three-stage.

Первая ступень кинематической схемы передачи оборотов (мультипликация) включает звездочки 10, закрепленные неподвижно по периметру лопастного колеса 7, тяговую цепь 16, передающую усилие от кругового перемещения звездочек 10, и ведомую звездочку 6, свободно вращающуюся на оси, закрепленной на опоре 5.The first stage of the kinematic transmission circuit of revolutions (animation) includes sprockets 10 fixed fixed along the perimeter of the impeller 7, a traction chain 16, transmitting force from the circular movement of the sprockets 10, and a driven sprocket 6 freely rotating on an axis fixed to the support 5.

Вторая ступень передачи вращения содержит раму 17 с закрепленными на ней звездочками 18, тяговую цепь 19 и ведомую звездочку 20. Рама 17 жестко закреплена на ведомой звездочке 6 первой ступени передачи вращения.The second rotation transmission stage comprises a frame 17 with sprockets 18 fixed thereon, a traction chain 19 and a driven sprocket 20. The frame 17 is rigidly fixed to the driven sprocket 6 of the first rotation transmission stage.

Третья ступень передачи вращения содержит раму 21 с закрепленными на ней звездочками 22, тяговую цепь 23 и звездочку 24, расположенную на вале 25. Рама 21 жестко соединена со звездочкой 20.The third stage of rotation transmission comprises a frame 21 with sprockets 22 fixed thereon, a traction chain 23 and an asterisk 24 located on the shaft 25. The frame 21 is rigidly connected to the sprocket 20.

Звездочка 24 передает вращение на вал 25, один конец которого размещен в опоре 26, закрепленной на верхнем днище цилиндра 1, а другой конец выведен на технологическую платформу 2 и содержит конструктивный элемент 27, например муфту, при помощи которого вал 25 взаимодействует с валом генератора электроэнергии 15.The sprocket 24 transmits rotation to the shaft 25, one end of which is placed in the support 26, mounted on the upper bottom of the cylinder 1, and the other end is displayed on the technological platform 2 and contains a structural element 27, for example, a coupling by means of which the shaft 25 interacts with the shaft of the electric power generator fifteen.

На технологической платформе 2 размещены узлы крепления и регулировки натяжения гибких связей 28 якорных устройств, компрессор, помещение для обслуживающего персонала, управление задвижками, регулирующими заполнение цилиндра 1 водой или воздухом, и средства, предусмотренные правилами безопасности для объектов, располагаемых на воде (не показаны ввиду общеизвестности).On technological platform 2, there are fixed and fastening knots for flexible connections of 28 anchor devices, a compressor, a room for service personnel, control valves, regulating the filling of cylinder 1 with water or air, and the facilities provided for by safety rules for objects located on water (not shown due to common knowledge).

Предложенная бесплотинная гидроэлектростанция (ГЭС) работает следующим образом.The proposed damless hydroelectric power station (HPS) works as follows.

Конструкцию бесплотинной гидроэлектростанции с зафиксированными в нерабочем положении лопастями 12 лопастного колеса 7 буксируют в плавучем положении к месту эксплуатации (где заблаговременно установлены якорные устройства) при заполненном воздухом цилиндре 1.The design of the damless hydroelectric power station with the blades 12 of the impeller 7 fixed in the inoperative position is towed in a floating position to the place of operation (where anchor devices are installed in advance) with cylinder 1 filled with air.

На месте эксплуатации бесплотинной гидроэлектростанции ее закрепляют на якорных устройствах посредством гибких связей 28, путем регулировки натяжения которых гидроэлектростанцию разворачивают входным диффузором (зона А) навстречу потоку, соединяют сеть генератора электроэнергии 15 с подводным кабелем (не показан в виду общеизвестности), разблокируют лопасти 12 лопастного колеса 7 и путем регулируемого заполнения цилиндра 1 водой и необходимого натяжения гибких связей 28 устанавливают бесплотинную гидроэлектростанцию на требуемой глубине водного потока.At the place of operation of the damless hydroelectric power station, it is fixed to the anchor devices by means of flexible connections 28, by adjusting the tension of which the hydroelectric power station is turned upstream with an inlet diffuser (zone A), the electricity generator network 15 is connected to an underwater cable (not shown in view of the general knowledge), the blades 12 of the blade wheels 7 and by adjustable filling of the cylinder 1 with water and the necessary tension of flexible connections 28 establish a damless hydroelectric power station at the required depth not a water stream.

Водный поток, проникая через входной диффузор вовнутрь лопастного колеса 7, воздействует на лопасти 12 активной части лопастного колеса 7 и разворачивает их вокруг оси 13 таким образом, что они своим подвижным концом опираются на кронштейн 14 и образуют в секторах активной части лопастного колеса 7 пространство в виде ковша, увеличивая тем самым силовое воздействие водного потока на проворачивание лопастного колеса 7 вокруг оси его вращения. При этом лопастное колесо 7 своей нижней торцевой частью через посредство опорных роликов 9 с горизонтальной осью вращения опирается на кольцевую дорожку 4, а внутренней кольцевой поверхностью через посредство роликов 11 с вертикальной осью вращения - на боковую поверхность цилиндра 1. Лопасти 12, находящиеся в пассивной части лопастного колеса 7, которое вращается в направлении, обратном направлению движения водного потока, проворачиваются вокруг оси 13 и раскрывают дно ковша каждая в своем секторе, следствием чего является уменьшение сопротивления вращению лопастного колеса 7.The water flow, penetrating through the inlet diffuser into the impeller 7, acts on the blades 12 of the active part of the impeller 7 and turns them around the axis 13 so that they rest on the bracket 14 with their movable end and form a space in the sectors of the active part of the impeller 7. a bucket, thereby increasing the force of the water flow on the rotation of the impeller 7 around the axis of rotation. In this case, the impeller 7 with its lower end part through the support rollers 9 with the horizontal axis of rotation rests on the ring track 4, and the inner annular surface through the rollers 11 with the vertical axis of rotation - on the side surface of the cylinder 1. The blades 12 located in the passive part the impeller 7, which rotates in the opposite direction to the flow of water, rotate around axis 13 and open the bottom of the bucket each in its sector, which results in a decrease in tv rotation of the impeller 7.

При вращении лопастного колеса 7 звездочки 10, закрепленные по его периметру, осуществляют протягивание тяговой цепи 16, передающей вращение на ведомую звездочку 6, размещенную на оси, закрепленной на опоре 5. Далее вращение от звездочки 6 передают на раму 17, жестко соединенную со звездочкой 6, и, посредством закрепленных на раме 17 звездочек 18, осуществляют протягивание цепи 19, при посредстве которой вращение передают на звездочку 20 и закрепленную на ней раму 21. Звездочки 22, закрепленные на раме 21, при ее вращении осуществляют протягивание цепи 23 и через ее посредство передают вращение звездочке 24, расположенной на вале 25. С вала 25 вращение на вал генератора электроэнергии 15 передают посредством конструктивного элемента 27.During the rotation of the impeller 7 of the sprocket 10, fixed around its perimeter, pulling the traction chain 16, transmitting rotation to the driven sprocket 6, placed on an axis fixed to the support 5. Next, the rotation from the sprocket 6 is transmitted to the frame 17, rigidly connected to the sprocket 6 , and by means of the sprockets fixed on the frame 17, the chain 19 is pulled, by means of which the rotation is transmitted to the sprocket 20 and the frame 21 mounted on it. The sprockets 22, mounted on the frame 21, during its rotation, the chain 23 is pulled and through it, the rotation is transmitted by an asterisk 24 located on the shaft 25. From the shaft 25, the rotation on the shaft of the electric power generator 15 is transmitted by means of the structural element 27.

К техническим преимуществам предложенного технического решения, по сравнению с прототипом, можно отнести следующее:The technical advantages of the proposed technical solution, in comparison with the prototype, include the following:

- расширение области применения за счет возможности размещения бесплотинной гидроэлектростанции как на слабых придонных грунтах, так и толще водного потока;- expanding the scope due to the possibility of placing a damless hydroelectric power station both on weak bottom soils and in a thicker water stream;

- простая конструктивная схема с небольшим количеством обрабатываемых механическим способом узлов и деталей позволяет создавать бесплотинные гидроэлектростанции больших размеров с большой единичной мощностью, ограниченных только прочностными свойствами конструкционных материалов;- a simple structural scheme with a small number of mechanically processed components and assemblies allows the creation of large-sized damless hydroelectric power plants with a large unit capacity, limited only by the strength properties of structural materials;

- облегчение транспортировки бесплотинной гидроэлектростанции к месту установки и эксплуатации с помощью буксиров;- facilitating the transportation of damless hydroelectric power plants to the place of installation and operation using tugs;

- повышение коэффициента полезного действия бесплотинной гидроэлектростанции за счет применения трехступенчатой кинематической схемы передачи крутящего момента (оборотов) с лопастного колеса на генератор электроэнергии.- increase the efficiency of damless hydroelectric power due to the use of a three-stage kinematic scheme for transmitting torque (revolutions) from the impeller to the electric power generator.

После описания наилучшего варианта предложенной бесплотинной гидроэлектростанции специалистам в данной области знаний должно быть очевидным, что все вышеописанное является лишь иллюстрационным, а не ограничительным, будучи представленными данным примером исполнения. Многочисленные возможные модификации и варианты конкретного изготовления предложенной бесплотинной гидроэлектростанции, в частности количество лопастей, тип цепей и звездочек в цепных передачах, материалы и прочее, могут изменяться в зависимости от назначения и характера эксплуатации предложенной бесплотинной гидроэлектростанции и, понятно, находятся в пределах объема одного из обычных и естественных подходов в данной области знаний и рассматриваются находящимися в пределах объема предложенного технического решения.After describing the best option of the proposed damless hydroelectric power station, it should be obvious to those skilled in the art that all of the above is illustrative only and not restrictive, as presented by this example of execution. Numerous possible modifications and specific manufacturing options of the proposed damless hydroelectric power station, in particular the number of blades, the type of chains and sprockets in chain transmissions, materials, etc., may vary depending on the purpose and nature of operation of the proposed damless hydroelectric power station and, of course, are within the scope of one of conventional and natural approaches in this field of knowledge and are considered to be within the scope of the proposed technical solution.

Квинтэссенцией предложенного технического решения является возможность обеспечения проворота лопастей в зоне активного водного потока внутри лопастного колеса, что позволяет создавать пространство в виде ковша, что, в свою очередь, значительно увеличивает силовое воздействие водного потока на проворот лопастного колеса, а наличие входного диффузора способствует формированию водного потока, направляемого на лопасти лопастного колеса, и обеспечивает более раннее вступление их в работу, и, в тоже время, наличие выходного диффузора способствует более полному отбору энергии у водного потока за счет более позднего выхода из контакта с активной части водного потока внутри лопастного колеса, а применение кинематической схемы с высоким передаточным числом ступеней мультипликации обеспечивает повышение коэффициента полезного действия предложенной бесплотинной гидроэлектростанции, и, благодаря совокупности этих совершенствований, предложенное техническое решение приобрело вышеперечисленные и иные преимущества. Использование комбинаций отдельных конструктивных элементов из всей совокупности заявленных, естественно, ограничивает спектр преимуществ, перечисленных выше, поскольку иные конструкции, подобные описанным, уже не требуют никакого творческого подхода от конструкторов и инженеров, и не могут считаться результатами их творческой деятельности или объектами интеллектуальной собственности, соответствующими требованиям действующего законодательства для защиты охранными документами.The quintessence of the proposed technical solution is the ability to rotate the blades in the zone of active water flow inside the impeller, which allows you to create a space in the form of a bucket, which, in turn, significantly increases the force effect of the water flow on the rotation of the impeller, and the presence of an inlet diffuser contributes to the formation of water flow directed to the blades of the impeller, and ensures their earlier entry into operation, and, at the same time, the presence of an output diffuser It allows for a more complete selection of energy from the water stream due to a later exit from contact with the active part of the water stream inside the impeller, and the use of a kinematic scheme with a high gear ratio of the animation steps provides an increase in the efficiency of the proposed damless hydroelectric power station, and, due to the combination of these improvements, the proposed technical solution has acquired the above and other advantages. The use of combinations of individual structural elements from the totality declared is, of course, limits the range of advantages listed above, since other designs, similar to those described, no longer require any creative approach from designers and engineers, and cannot be considered the results of their creative activities or intellectual property objects, complying with the requirements of current legislation for the protection of title documents.

Claims (4)

1. Бесплотинная гидроэлектростанция с лопастным колесом и корпусом, установленным на опоре, отличающаяся тем, что центральная вертикальная часть корпуса выполнена в виде полого герметичного цилиндра, заполняемого по мере необходимости водой или воздухом, а горизонтальная часть корпуса, жестко соединенная с цилиндром, представляет собой ферму, на которой размещены кольцевая дорожка под опорные ролики лопастного колеса, лопастное колесо, вращающееся вокруг полого цилиндра, опора ведомой звездочки первой ступени кинематической схемы передачи оборотов от лопастного колеса к генератору электроэнергии, боковые заграждения, функционально выполняющие роль входного и выходного диффузоров.1. Damless hydroelectric power station with a blade wheel and a casing mounted on a support, characterized in that the central vertical part of the casing is made in the form of a hollow sealed cylinder, filled as needed with water or air, and the horizontal part of the casing, rigidly connected to the cylinder, is a truss on which the annular track is placed under the support rollers of the impeller, the impeller rotating around a hollow cylinder, the support of the driven sprocket of the first stage of the kinematic scheme rotation speed drivers from the impeller to the electric power generator, side barriers that functionally serve as input and output diffusers. 2. Бесплотинная гидроэлектростанция по п.1, отличающаяся тем, что лопастное колесо представляет собой пространственную конструкцию в виде кольца, кольцевые стороны которого и внутренняя кольцевая поверхность закрыты, а наружная кольцевая сторона открыта, причем внутреннее пространство лопастного колеса разделено на секторы, в каждом из которых размещена лопасть с возможностью разворота внутри сектора на оси, расположенной со стороны наружной кольцевой поверхности, а свободным концом опирается на кронштейн, закрепленный на внутренней кольцевой поверхности лопастного колеса, кроме того, на внешней стороне внутренней кольцевой поверхности лопастного колеса установлены ролики с вертикальной осью вращения, а под наружной кольцевой поверхностью колеса размещены ролики с горизонтальной осью вращения, посредством которых лопастное колесо при вращении опирается соответственно на боковую поверхность цилиндра и на кольцевую дорожку, расположенную на ферме, а также над наружной кольцевой поверхностью лопастного колеса по его периметру закреплены звездочки цепной передачи.2. Damless hydroelectric power station according to claim 1, characterized in that the impeller is a spatial structure in the form of a ring, the annular sides of which and the inner annular surface are closed, and the outer annular side is open, and the inner space of the impeller is divided into sectors, in each of which the blade is placed with the possibility of a turn inside the sector on an axis located on the side of the outer annular surface, and with its free end rests on a bracket mounted on the inner the outer surface of the impeller, in addition, rollers with a vertical axis of rotation are installed on the outer side of the inner annular surface of the impeller, and rollers with a horizontal axis of rotation are placed under the outer annular surface of the wheel, by which the impeller rests respectively on the side surface of the cylinder and on an annular track located on the farm, as well as above the outer annular surface of the impeller, chain sprockets are fixed along its perimeter . 3. Бесплотинная гидроэлектростанция по п.1, отличающаяся тем, что кинематическая схема вращения от лопастного колеса к генератору электроэнергии трехступенчатая и содержит: в первой ступени передачи - закрепленные на верхней боковой поверхности по периметру лопастного колеса звездочки, тяговую цепь и ведомую звездочку, размещенную на оси опоры, закрепленной на ферме; во второй ступени передачи - закрепленную на ведомой звездочке первой ступени раму, по периметру которой закреплены звездочки, тяговую цепь и ведомую звездочку, размещенную на оси, закрепленной на верхнем днище цилиндра; в третьей ступени передачи - закрепленную на ведомой звездочке второй ступени раму, по периметру которой закреплены звездочки, тяговую цепь и ведомую звездочку, передающую вращение на вал, один конец которого размещен в опоре, закрепленной на верхнем днище цилиндра, а другой выведен на технологическую платформу и содержит конструктивный элемент, при посредстве которого вал взаимодействует с валом генератора электроэнергии.3. The damless hydroelectric power station according to claim 1, characterized in that the kinematic rotation pattern from the impeller to the electric power generator is three-stage and comprises: in the first transmission stage, sprockets mounted on the upper lateral surface around the perimeter of the impeller wheel, a traction chain and a driven sprocket located on the axis of the support mounted on the farm; in the second stage of transmission - a frame fixed to the driven sprocket of the first stage, along the perimeter of which the sprockets, the traction chain and the driven sprocket are mounted on an axis fixed to the upper cylinder bottom; in the third gear stage, a frame fixed to the driven sprocket of the second stage, along the perimeter of which are sprockets, a traction chain and a driven sprocket, transmitting rotation to the shaft, one end of which is placed in a support mounted on the upper cylinder bottom, and the other is displayed on the technological platform and contains a structural element, through which the shaft interacts with the shaft of the electric power generator. 4. Бесплотинная гидроэлектростанция по п.1, отличающаяся тем, что содержит технологическую платформу, расположенную над цилиндром и жестко с ним связанную, на которой размещены генератор электроэнергии, компрессор, приводы задвижек, обеспечивающих по мере необходимости поступление воды и воздуха в цилиндр, крепежные узлы якорных устройств с приспособлениями для регулирования натяжения гибких связей якорных устройств. 4. The damless hydroelectric power station according to claim 1, characterized in that it comprises a technological platform located above the cylinder and rigidly connected with it, on which the electric power generator, compressor, valve actuators are located, providing water and air into the cylinder, as necessary, mounting units anchor devices with devices for regulating the tension of flexible connections of anchor devices.
RU2012137653/06A 2012-09-03 2012-09-03 Damless hydro-electric power plant RU2543362C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012137653/06A RU2543362C2 (en) 2012-09-03 2012-09-03 Damless hydro-electric power plant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012137653/06A RU2543362C2 (en) 2012-09-03 2012-09-03 Damless hydro-electric power plant

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012137653A RU2012137653A (en) 2014-03-10
RU2543362C2 true RU2543362C2 (en) 2015-02-27

Family

ID=50191513

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012137653/06A RU2543362C2 (en) 2012-09-03 2012-09-03 Damless hydro-electric power plant

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2543362C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017034504A1 (en) * 2015-08-25 2017-03-02 Виктор Иванович КРИВЧИКОВ Damless hydroelectric power plant

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2078987C1 (en) * 1994-02-01 1997-05-10 Украинский государственный проектно-изыскательский и конструкторский институт Wave-electric power plant
FR2811720A1 (en) * 2000-07-13 2002-01-18 Jacques Coste Air or water driven turbine having twin concentric counter rotating rotors for electricity generation or water pumping, counter rotation is achieved by use of conic pinions
DE102008036307A1 (en) * 2007-08-10 2009-05-07 Krauss, Gunter Versatile wind energy conversion unit for static and mobile applications, has roller-type rotor carrying main blades and deflector blades, operating in diffuser casing

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2078987C1 (en) * 1994-02-01 1997-05-10 Украинский государственный проектно-изыскательский и конструкторский институт Wave-electric power plant
FR2811720A1 (en) * 2000-07-13 2002-01-18 Jacques Coste Air or water driven turbine having twin concentric counter rotating rotors for electricity generation or water pumping, counter rotation is achieved by use of conic pinions
DE102008036307A1 (en) * 2007-08-10 2009-05-07 Krauss, Gunter Versatile wind energy conversion unit for static and mobile applications, has roller-type rotor carrying main blades and deflector blades, operating in diffuser casing

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017034504A1 (en) * 2015-08-25 2017-03-02 Виктор Иванович КРИВЧИКОВ Damless hydroelectric power plant

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012137653A (en) 2014-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9086047B2 (en) Renewable energy extraction device
EP2831408B1 (en) Vertical axis wind and hydraulic turbine with flow control
US20100301609A1 (en) River-Flow Electricity Generation
US8564151B1 (en) System and method for generating electricity
KR101747119B1 (en) A bidirectional water turbine
CN203146200U (en) Turbine power device for ocean current power generation
KR101196357B1 (en) Energy integration with Magnetism-operation of Vertical axis a Water current Hydraulic turbine
RU2543362C2 (en) Damless hydro-electric power plant
CN103133214A (en) Turbine power device for ocean current power generation
CN201507388U (en) Runoff river type hydroelectric generating device
CN203430690U (en) Standard-type floating-tube-type hydroelectric generator
US11434866B2 (en) Water current catcher system for hydroelectricity generation
KR101062246B1 (en) Turbine for Hydroelectric Power Plant
KR101208613B1 (en) Hybrid type micro small hydroelectric power generator
WO2014011134A1 (en) Damless hydroelectric power plant
CN110454311A (en) A kind of crawler type hydraulic turbine
WO2017034504A1 (en) Damless hydroelectric power plant
CN214221396U (en) Hydraulic generator capable of fully utilizing water flow energy
RU2466293C1 (en) Flowing damless hydraulic turbine
RU2392492C2 (en) Turbine for conversion of force of flow of two media to rotation energy
BE1021097B1 (en) DEVICE FOR GENERATING HYDRO-ELECTRIC ENERGY.
RU2688871C2 (en) Mountain shore microhydroelectric power plant (msmhepp)
RU2435067C2 (en) Underwater river-run hydroelectric power plant
LT6106B (en) Running water power plant with pendulum blades
RU2346180C2 (en) Floating power-generating set

Legal Events

Date Code Title Description
FA92 Acknowledgement of application withdrawn (lack of supplementary materials submitted)

Effective date: 20140417

FZ9A Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal)

Effective date: 20140620

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150904

BF4A Cancelling a publication of earlier date [patents]

Free format text: PUBLICATION IN JOURNAL SHOULD BE CANCELLED

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170904