RU2585161C2 - Submersible free-flow microhydroelectric power plant - Google Patents

Submersible free-flow microhydroelectric power plant Download PDF

Info

Publication number
RU2585161C2
RU2585161C2 RU2014128733/06A RU2014128733A RU2585161C2 RU 2585161 C2 RU2585161 C2 RU 2585161C2 RU 2014128733/06 A RU2014128733/06 A RU 2014128733/06A RU 2014128733 A RU2014128733 A RU 2014128733A RU 2585161 C2 RU2585161 C2 RU 2585161C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
free
flow
blades
submersible
power plant
Prior art date
Application number
RU2014128733/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2014128733A (en
Inventor
Владимир Иванович Чиндяскин
Алина Алексеевна Попова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Оренбургский государственный аграрный университет"
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Оренбургский государственный аграрный университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Оренбургский государственный аграрный университет"
Priority to RU2014128733/06A priority Critical patent/RU2585161C2/en
Publication of RU2014128733A publication Critical patent/RU2014128733A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2585161C2 publication Critical patent/RU2585161C2/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B3/00Machines or engines of reaction type; Parts or details peculiar thereto
    • F03B3/12Blades; Blade-carrying rotors
    • F03B3/121Blades, their form or construction
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B17/00Other machines or engines
    • F03B17/06Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head"
    • F03B17/062Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head" with rotation axis substantially at right angle to flow direction
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20Hydro energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
  • Hydraulic Turbines (AREA)

Abstract

FIELD: energy.
SUBSTANCE: invention relates to hydroelectric power, specifically to design of free-flow microhydro power plants converting kinetic energy of free flow of water into electricity. Submersible free-flowing microhydro power plant includes blades 3, a sealed electric generator connected with hydraulic turbine with horizontal rotation axis. On shaft of hydraulic turbine 1 is rigidly installed frame 2, to which orthogonal blade 3 is mounted. Upper part of blade 3 is fixed with help of sliding bearing 4. Bottom is fixed by means of spring 5, one side of which is installed in frame 2, and other in blades 3.
EFFECT: invention is aimed at improvement of blades of orthogonal turbine in order to increase resistance to vibrations, higher efficiency of free-flow submersible microhydro power plant.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к гидроэнергетике, а именно к конструкции свободнопоточных микрогидроэлектростанций, преобразующих кинетическую энергию свободного потока воды в электрическую.The invention relates to hydropower, in particular to the design of free-flow microhydroelectric power plants that convert the kinetic energy of the free flow of water into electrical energy.

Известна погружная свободнопоточная микрогидроэлектростанция (патент RU 2148184 С1, кл. F03B 13/00, опубл. 27.04.2000 г.). Устройство предназначено для преобразования кинетической энергии свободного потока воды в электрическую. Микрогидроэлектростанция содержит гидротурбину с горизонтальной осью вращения, соединенную с погруженным в воду герметизированным электрогенератором. В качестве электрогенератора использован низкоскоростной генератор, вал которого соединен непосредственно с валом гидротурбины, выполненной из отдельных секций, смонтированных в подшипниковых опорах. Каждая секция содержит одну или более лопастей, смещенных относительно друг друга на равный угол.Known submersible free-flow microhydroelectric power station (patent RU 2148184 C1, CL F03B 13/00, publ. 04/27/2000). The device is designed to convert the kinetic energy of the free flow of water into electrical energy. The microhydroelectric power station contains a hydraulic turbine with a horizontal axis of rotation connected to a sealed electric generator immersed in water. As an electric generator, a low-speed generator is used, the shaft of which is connected directly to the shaft of a hydraulic turbine made of separate sections mounted in bearing bearings. Each section contains one or more blades offset relative to each other by an equal angle.

Недостатком известного устройства является вибрация и неравномерность вращения вала гидротурбины. Применение жесткозакрепленных лопастей на раме не обеспечивает устойчивости к вибрациям, так как под влиянием турбулентного характера движения водных потоков лопасти передают колебания на вал турбины и вал генератора, в результате чего микрогидроэлектростанция может отклоняться от положения, при котором эффективность выработки электроэнергии наиболее высока.A disadvantage of the known device is the vibration and uneven rotation of the turbine shaft. The use of rigidly fixed blades on the frame does not provide resistance to vibration, since under the influence of the turbulent nature of the movement of water flows, the blades transmit vibrations to the turbine shaft and the generator shaft, as a result of which the microhydroelectric power station can deviate from the position at which the electricity generation efficiency is highest.

Задача изобретения заключается в усовершенствовании конструкции крепления ортогональных лопастей турбины с целью увеличения устойчивости к вибрациям и повышения эффективности работы свободопоточной погружной микрогидроэлектростстанции, которые вызваны турбулентным характером движения потоков воды. Колебания снижают КПД установки. Их демпфирование позволяет минимизировать отклонения турбины от положения, при котором эффективность выработки электрической энергии наиболее высока.The objective of the invention is to improve the design of the fastening of the orthogonal blades of the turbine in order to increase resistance to vibration and increase the efficiency of the free-flow submersible micro-hydroelectric station, which are caused by the turbulent nature of the movement of water flows. Fluctuations reduce the efficiency of the installation. Their damping allows to minimize deviations of the turbine from the position at which the efficiency of electric energy generation is the highest.

Технический результат достигается тем, что в погружной свободнопоточной микрогидроэлектростанции, включающей лопасти, герметизированный электрогенератор, соединенный с гидротурбиной с горизонтальной осью вращения, согласно изобретению, на валу гидротурбины жестко установлена рама, к которой закреплена ортогональная лопасть, при этом верхняя часть лопасти закреплена подвижно с помощью скользящего подшипника, а нижняя - при помощи пружины, одна сторона которой установлена в раме, а другая - в лопасти.The technical result is achieved by the fact that in a submersible free-flow microhydroelectric power station, including blades, a sealed electric generator connected to a hydraulic turbine with a horizontal axis of rotation, according to the invention, a frame is fixed to the hydraulic turbine shaft to which an orthogonal blade is fixed, while the upper part of the blade is movably fixed with a sliding bearing, and the bottom with a spring, one side of which is installed in the frame and the other in the blades.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображена конструкция крепления ортогональной лопасти гидротурбины. На валу 1 гидротурбины жестко закреплена рама 2 гидротурбины. К раме 2 крепится ортогональная лопасть 3, верхняя часть которой закреплена подвижно с помощью скользящего подшипника 4, а нижняя крепится при помощи пружины 5, которая одной стороной вставляется в небольшое отверстие 6, сделанное в раме 2 гидротурбины, а другой стороной - в отверстие 7 ортогональной лопасти 3.The invention is illustrated by the drawing, which shows the design of the fastening of the orthogonal blades of a hydraulic turbine. On the shaft 1 of the turbine is rigidly fixed frame 2 of the turbine. An orthogonal blade 3 is attached to the frame 2, the upper part of which is movably fixed using a sliding bearing 4, and the lower is attached using a spring 5, which is inserted on one side into a small hole 6 made in the turbine frame 2 and the other side into the orthogonal hole 7 blades 3.

Погружная свободнопоточная микрогидроэлектростанция работает следующим образом. Поток воды за счет разности скоростей на внешней и внутренней стороне ортогональной лопасти 3 создает подъемную силу, вращающую вал 1 гидротурбины, соединенный с валом низкоскоростного генератора, который превращает кинетическую энергию вращения гидротурбины в переменный ток. Предложенная конструкция позволяет при поступлении неравномерных водных потоков на ортогональную лопасть 3 нижней части ортогональной лопасти 3 отклоняться от заданного положения на угол не более 30 градусов за счет пружины 5 и скользящего подшипника 4. После установления постоянной скорости водного потока ортогональная лопасть 3 возвращается в исходное положение.Submersible free-flow microhydroelectric power station operates as follows. The flow of water due to the speed difference on the outer and inner sides of the orthogonal blade 3 creates a lifting force that rotates the turbine shaft 1 of the hydraulic turbine connected to the shaft of the low-speed generator, which converts the kinetic energy of rotation of the hydraulic turbine into alternating current. The proposed design allows, upon receipt of uneven water flows to the orthogonal blade 3 of the lower part of the orthogonal blade 3, to deviate from the set position by an angle of not more than 30 degrees due to the spring 5 and the sliding bearing 4. After establishing a constant speed of the water flow, the orthogonal blade 3 returns to its original position.

Таким образом, предлагаемая конструкция позволяет увеличить устойчивость агрегата к вибрациям и повысить эффективность работы свободнопоточной погружной микрогидроэлектростанции.Thus, the proposed design allows to increase the stability of the unit to vibrations and increase the efficiency of the free-flow submersible microhydroelectric power station.

Claims (1)

Погружная свободнопоточная микрогидроэлектростанция, включающая лопасти, герметизированный электрогенератор, соединенный с гидротурбиной с горизонтальной осью вращения, отличающаяся тем, что на валу гидротурбины жестко установлена рама, к которой закреплена ортогональная лопасть, при этом верхняя часть лопасти закреплена подвижно с помощью скользящего подшипника, а нижняя - при помощи пружины, одна сторона которой установлена в раме, а другая - в лопасти. Submersible free-flow microhydroelectric power station, including blades, a sealed electric generator connected to a hydraulic turbine with a horizontal axis of rotation, characterized in that a frame is fixed to the hydraulic turbine shaft to which an orthogonal blade is fixed, while the upper part of the blade is movably fixed using a sliding bearing, and the lower by means of a spring, one side of which is installed in the frame, and the other in the blades.
RU2014128733/06A 2014-07-11 2014-07-11 Submersible free-flow microhydroelectric power plant RU2585161C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014128733/06A RU2585161C2 (en) 2014-07-11 2014-07-11 Submersible free-flow microhydroelectric power plant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014128733/06A RU2585161C2 (en) 2014-07-11 2014-07-11 Submersible free-flow microhydroelectric power plant

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014128733A RU2014128733A (en) 2016-02-10
RU2585161C2 true RU2585161C2 (en) 2016-05-27

Family

ID=55313075

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014128733/06A RU2585161C2 (en) 2014-07-11 2014-07-11 Submersible free-flow microhydroelectric power plant

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2585161C2 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR506199A (en) * 1919-11-18 1920-08-16 Franck John Luick Improvements to hydraulic wheels
RU2045681C1 (en) * 1991-09-05 1995-10-10 Вадим Федорович Копосов Wind motor
RU2148184C1 (en) * 1998-05-18 2000-04-27 Ломанов Аполлон Анатольевич Water-stream hydroelectric power plant
MD3846F1 (en) * 2008-03-05 2009-02-28 Universitatea Tehnica A Moldovei Hydraulic station with horizontal axle
CN202707360U (en) * 2012-07-27 2013-01-30 秦皇岛德邦电气设备有限公司 Automatic speed limiting structure of vertical shaft wind-driven generator
RU2507412C1 (en) * 2012-06-28 2014-02-20 Открытое акционерное общество "Авиационное оборудование" Tidal-wave power plant
RU2515302C2 (en) * 2011-11-29 2014-05-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" Rotor

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR506199A (en) * 1919-11-18 1920-08-16 Franck John Luick Improvements to hydraulic wheels
RU2045681C1 (en) * 1991-09-05 1995-10-10 Вадим Федорович Копосов Wind motor
RU2148184C1 (en) * 1998-05-18 2000-04-27 Ломанов Аполлон Анатольевич Water-stream hydroelectric power plant
MD3846F1 (en) * 2008-03-05 2009-02-28 Universitatea Tehnica A Moldovei Hydraulic station with horizontal axle
RU2515302C2 (en) * 2011-11-29 2014-05-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" Rotor
RU2507412C1 (en) * 2012-06-28 2014-02-20 Открытое акционерное общество "Авиационное оборудование" Tidal-wave power plant
CN202707360U (en) * 2012-07-27 2013-01-30 秦皇岛德邦电气设备有限公司 Automatic speed limiting structure of vertical shaft wind-driven generator

Also Published As

Publication number Publication date
RU2014128733A (en) 2016-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2857674A3 (en) Variable blade type tidal and wind power generator with increased generation efficiency
CN104005904B (en) Shore-based energy collecting type wave energy power generation device
JP2012202264A (en) Water wheel impeller blade type electric power generating apparatus
CO6770215A1 (en) Wind machine
PH12017550133A1 (en) Vertical-shaft hydraulic power generating device and vertical-shaft hydraulic power generating unit
WO2010008206A3 (en) Vertical axis, floating wind turbine
KR20140009936A (en) Electricity generation system use of pillar and current force and wind force
RU2585161C2 (en) Submersible free-flow microhydroelectric power plant
RU2012114340A (en) SUBMERSIBLE MONOBLOCK MICROHYDRO POWER PLANT
CN102943742A (en) Lateral torque blade perpendicular shaft fluid energy cushioning device
BR112018003235A2 (en) dam-free hydroelectric power plant
KR20140001286A (en) Form of waterwheel use of floating body and wire
RU137061U1 (en) WIND POWER PLANT
EA201501031A1 (en) Wind turbine
KR20140000332U (en) Electricity generation system use of Floating body and Vertical Form of Waterwheel and Wire
KR101407777B1 (en) fan generator
US20160333851A1 (en) Wind power generating apparatus
RU2015108532A (en) River hydroelectric power station (GVES)
MD1261Y (en) Wind turbine with vertical axis (embodiments)
KR20140001280A (en) Electricity generation system use of floating body and vertical form of waterwheel and wire
WO2012157944A3 (en) Wind collection type wind power generator
Lukiyanto A Couple of Savonius Wind Mill and Centrifugal Reaction Pump as a Wind Energy Water Pump System
TH1601001333A (en) Wind turbines generate electricity with low speed wind.
WO2009049605A3 (en) Azimuth bearing of a wind turbine generator system
KR20110092902A (en) The reverse direction to utilize the wind windmill

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170712