RU2597732C1 - River ice hydro-electric power plant - Google Patents

River ice hydro-electric power plant Download PDF

Info

Publication number
RU2597732C1
RU2597732C1 RU2015119214/06A RU2015119214A RU2597732C1 RU 2597732 C1 RU2597732 C1 RU 2597732C1 RU 2015119214/06 A RU2015119214/06 A RU 2015119214/06A RU 2015119214 A RU2015119214 A RU 2015119214A RU 2597732 C1 RU2597732 C1 RU 2597732C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ice
generator
river
wheel
installation
Prior art date
Application number
RU2015119214/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Василий Николаевич Хабардин
Андрей Васильевич Хабардин
Геннадий Орденович Такаландзе
Светлана Егоровна Васильева
Роман Геннадьевич Гареев
Дмитрий Иванович Хлыстов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение Высшего образования Иркутский государственный аграрный университет имени А.А. Ежевского
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 образования Иркутский государственный аграрный университет имени А.А. Ежевского filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение Высшего образования Иркутский государственный аграрный университет имени А.А. Ежевского
Priority to RU2015119214/06A priority Critical patent/RU2597732C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2597732C1 publication Critical patent/RU2597732C1/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

  • Hydraulic Turbines (AREA)

Abstract

FIELD: energy.
SUBSTANCE: invention relates to design devices for electric power generation by hydraulic energy of river flow covered with ice. River ice hydroelectric plant includes impeller 1 and generator 4. Wheel 1 is immersed in water flow under ice cover of the river. Blade wheels 1 allow water flow energy conversion into mechanical energy of rotation of rims 1. Wheel 1 via shaft 10 fitted in cylindrical housing 2 on bearings and coupled with generator 4. Housing 2 is vertically fixed in ice cover so that its top part together with generator 4 is arranged above the surface of ice cover. Housing top part 2 is made with formation of mounting disc 5. To disc 5 is rigidly connected generator 4, three mounting lugs 3 located in horizontal plane and arranged relative to each other at an angle of 120 degrees. Free ends of tabs 3 protrude beyond the circle of disc 5 and are made so that holes for screws, which also includes the plant.
EFFECT: invention is aimed at creation of simple hydro-electric power plant for its use on the river, covered with ice.
2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к гидроэнергетике, в частности к конструкциям устройств для выработки электроэнергии за счет энергии гидравлического потока реки, покрытой льдом.The invention relates to hydropower, in particular to the design of devices for generating electricity due to the energy of the hydraulic flow of a river covered with ice.

Известна установка для использования энергии потока воды «Тунгуска», содержащая заякоренный плавучий корпус и лопастные колеса, кинематически связанные с электрогенераторами (А.с. СССР №1624198, F03B 17/06, 30.01.1991).A known installation for using the energy of the water flow "Tunguska" containing an anchored floating body and impellers kinematically connected with electric generators (AS USSR No. 1624198, F03B 17/06, 01/30/1991).

Недостатком указанной установки является то, что она не приспособлена к использованию в зимний период, когда река покрыта льдом.The disadvantage of this installation is that it is not suitable for use in winter, when the river is covered with ice.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является установка, содержащая лопастное колесо и кинематически связанный с ним электрогенератор. Причем лопастное колесо погружено в поток воды под ледяным покровом реки так, что его ось вращения вертикальна. Лопасти колеса выполнены с возможностью преобразования энергии потока воды в механическую энергию вращательного движения колеса. При этом колесо посредством вала, установленного в корпусе на подшипниках, кинематически связано с генератором, а корпус вертикально зафиксирован в ледяном покрове реки таким образом, что его верхняя часть вместе с генератором размещена над поверхностью ледяного покрова (Патент RU №2065076, F03B 7/00, F03B 17/06, 23.04.1993).The closest technical solution, selected as a prototype, is the installation containing the impeller and a kinematically associated electric generator. Moreover, the impeller is immersed in a stream of water under the ice cover of the river so that its axis of rotation is vertical. The blades of the wheel are configured to convert the energy of the water flow into the mechanical energy of the rotational movement of the wheel. In this case, the wheel is kinematically connected to the generator by means of a shaft mounted on bearings in the housing, and the housing is vertically fixed in the ice cover of the river so that its upper part together with the generator is located above the surface of the ice cover (Patent RU No. 2065076, F03B 7/00 , F03B 17/06, 04/23/1993).

Недостатком известного устройства является то, что оно имеет сложную и дорогостоящую конструкцию.A disadvantage of the known device is that it has a complex and expensive design.

Задачей изобретения является создание простой и малогабаритной гидроэнергетической установки с возможностью ее использования на реке, покрытой льдом.The objective of the invention is the creation of a simple and small-sized hydropower installation with the possibility of its use on a river covered with ice.

Это достигается тем, что в речной подледной гидроэнергетической установке, содержащей лопастное колесо и кинематически связанный с ним электрогенератор, при этом лопастное колесо погружено в поток воды под ледяным покровом реки, лопасти колеса выполнены с возможностью преобразования энергии потока воды в механическую энергию вращательного движения колеса, лопастное колесо посредством вала, установленного в цилиндрическом корпусе на подшипниках, кинематически связано с генератором, а цилиндрический корпус вертикально зафиксирован в ледяном покрове таким образом, что его верхняя часть вместе с генератором размещена над поверхностью ледяного покрова, согласно изобретению верхняя часть цилиндрического корпуса выполнена с образованием установочного диска, к указанному диску сверху жестко присоединен генератор, а снизу - три установочные лапки, лежащие в горизонтальной плоскости и размещенные друг относительно друга под углом 120 градусов, причем свободные концы лапок выступают за окружность диска и выполнены с образованием отверстий под винты, которые также входят в состав установки.This is achieved by the fact that in a river under-ice hydropower plant containing a blade wheel and a kinematically associated electric generator, the blade wheel is immersed in a stream of water under the ice cover of the river, the blade wheels are made with the possibility of converting the energy of the water stream into the mechanical energy of the rotational movement of the wheel, the impeller by means of a shaft mounted in a cylindrical housing on bearings is kinematically connected to the generator, and the cylindrical housing is vertically fixed in ice cover in such a way that its upper part together with the generator is placed above the surface of the ice cover, according to the invention, the upper part of the cylindrical body is formed into a mounting disk, a generator is rigidly attached to the said disk from above, and three mounting feet lying in a horizontal plane from below placed relative to each other at an angle of 120 degrees, and the free ends of the legs protrude beyond the circumference of the disk and are made with the formation of holes for screws, which are also included composition of the installation.

Кроме того, высота цилиндрического корпуса без учета высоты лапок чуть больше толщины ледяного покрова, образовавшегося к концу зимы, высота лопастного колеса с учетом длины выступающей из корпуса части вала не превышает высоты воды под ледяным покровом, образовавшимся к концу зимы.In addition, the height of the cylindrical body without taking into account the height of the legs is slightly larger than the thickness of the ice cover formed by the end of winter, the height of the impeller, taking into account the length of the shaft portion protruding from the body, does not exceed the height of the water under the ice cover formed by the end of winter.

В совокупности это позволяет создать простую и малогабаритную гидроэнергетическую установку с возможностью ее использования на реке, покрытой льдом.Together, this allows you to create a simple and small-sized hydropower installation with the possibility of its use on the river, covered with ice.

На фиг. 1 и 2 изображена речная подледная гидроэнергетическая установка, в частности на фиг. 1 дан ее продольный разрез, на фиг. 2 показан вид сверху (вид А).In FIG. 1 and 2 show a river under-ice hydropower plant, in particular in FIG. 1 shows a longitudinal section thereof, in FIG. 2 shows a top view (view A).

Установка состоит из лопастного колеса 1, погруженного в поток воды под ледяным покровом 8 реки и размещено таким образом, что колесо 1 не касается грунта реки 9, а его ось вращения вертикальна. Лопасти колеса 1 выполнены с возможностью преобразования энергии потока воды в механическую энергию вращательного движения колеса 1. При этом колесо 1 посредством вала 10, установленного в цилиндрическом корпусе 2 на подшипниках (не показаны), кинематически связано с генератором 4, а корпус 2 вертикально зафиксирован в ледяном покрове 8 таким образом, что его верхняя часть вместе с генератором 4 размещена над поверхностью ледяного покрова 8. Верхняя часть корпуса 2 выполнена с образованием установочного диска 5. К указанному диску сверху жестко присоединен генератор 4, а снизу - три установочные лапки 3, лежащие в горизонтальной плоскости и размещенные друг относительно друга под углом 120 градусов. Причем свободные концы лапок 3 выступают за окружность диска 5 и выполнены с образованием отверстий под винты (не показаны), которые также входят в состав установки.The installation consists of a paddle wheel 1, immersed in a stream of water under the ice cover 8 of the river and placed so that the wheel 1 does not touch the soil of the river 9, and its axis of rotation is vertical. The blades of the wheel 1 are made with the possibility of converting the energy of the water flow into the mechanical energy of the rotational motion of the wheel 1. In this case, the wheel 1 is kinematically connected to the generator 4 by means of a shaft 10 mounted in a cylindrical housing 2 on bearings (not shown), and the housing 2 is vertically fixed in ice cover 8 in such a way that its upper part together with the generator 4 is placed above the surface of the ice cover 8. The upper part of the casing 2 is made with the formation of the installation disk 5. To the specified disk on top hard generator 4 is connected, and bottom - three positioning tabs 3, which lie in a horizontal plane and arranged relative to each other at an angle of 120 degrees. Moreover, the free ends of the legs 3 protrude beyond the circumference of the disk 5 and are made with the formation of holes for screws (not shown), which are also part of the installation.

Принцип работы установки следующий. Под ледяным покровом 8 течет вода по направлению, показанному прямой стрелкой, и вращает колесо 1. Крутящий момент колеса передается через вал 10 на генератор 4, который вырабатывает электрический ток.The principle of operation of the installation is as follows. Under the ice cover 8, water flows in the direction shown by a straight arrow and rotates the wheel 1. The torque of the wheel is transmitted through the shaft 10 to the generator 4, which generates an electric current.

Установку устанавливают в поток воды в следующем порядке. Вырубают прорубь 7 по форме прямоугольника и с образованием продольного прямоугольного выреза 6, ось симметрии которого совпадает с направлением течения воды в реке и проходит через середину проруби 7. По ширине вырез 6 выполнен с возможностью пропуска и размещения в нем корпуса 2, по длине он чуть больше радиусов диска 5 и корпуса 2. Погружают колесо 1 в прорубь 7. При этом корпус 2 заводят в вырез 6 до контакта корпуса 2 с поперечной гранью выреза 6. Устанавливают установку лапками 3 на ледяной покров 8 таким образом, чтобы ось симметрии одной лапки 3 совпадала с осью симметрии выреза 6 и эта лапка была направлена вниз по течению реки, а две другие лапки 3 были направлены навстречу течению. По отверстиям в лапках 3 высверливают углубления в ледяном покрове 8 под винты (не показаны). Фиксируют установку в заданном положении. Для этого пропускают винты через отверстия в лапках 3 и ввинчивают их в выполненные в ледяном покрове 8 углубления. Спустя некоторое время вода в вырезе бив проруби 7 замерзает, что дополнительно фиксирует установку. При этом начальная толщина ледяного покрова 8 (в момент монтажа установки) минимальна и равна Нн. К концу зимы она увеличивается до Нк, а высота воды под ледяным покровом 8 к этому времени соответственно уменьшается и составляет Нв (на фиг. 1 пунктирной линией обозначена граница между ледяным покровом 8 реки и водой в ней, образовавшаяся к концу зимы). Поэтому для обеспечения работоспособности установки в течение всей зимы высота корпуса 2 без учета высоты лапок 3 Нцк чуть больше толщины ледяного покрова 8, образовавшегося к концу зимы Нк, а высота колеса 1 с учетом длины выступающей из корпуса 2 части вала 10 Нвк не превышает высоты воды под ледяным покровом 8, образовавшимся к концу зимы Нк. Весной установку демонтируют: вырубают ее изо льда.The installation is installed in a stream of water in the following order. Cut the hole 7 in the shape of a rectangle and with the formation of a longitudinal rectangular cutout 6, the axis of symmetry of which coincides with the direction of the flow of water in the river and passes through the middle of the hole 7. The width of the cutout 6 is made with the possibility of skipping and placement of the casing 2 in it, its length is slightly more radii of the disk 5 and the casing 2. Immerse the wheel 1 in the hole 7. In this case, the casing 2 is inserted into the cutout 6 until the casing 2 contacts the transverse face of the cutout 6. Install the installation with the tabs 3 on the ice cover 8 so that the axis of symmetry of one tab 3 coincides with the axis of symmetry of the recess 6 and this foot was directed downstream, and the other two feet 3 have been directed toward the downstream. The holes in the tabs 3 drill recesses in the ice cover 8 for screws (not shown). Fix the installation in a predetermined position. To do this, pass the screws through the holes in the tabs 3 and screw them into the recesses made in the ice cover 8. After some time, the water in the cutout after breaking the hole 7 freezes, which additionally fixes the installation. Moreover, the initial thickness of the ice cover 8 (at the time of installation) is minimal and equal to N n . By the end of winter, it increases to H k , and the height of the water under the ice cover 8 by this time decreases accordingly and amounts to H in (in Fig. 1, the dashed line indicates the boundary between the ice cover 8 of the river and the water in it formed by the end of winter). Therefore, to ensure the operability of the installation throughout the winter, the height of the casing 2, without taking into account the height of the legs 3 N cc, is slightly larger than the thickness of the ice cover 8 formed by the end of winter N k , and the height of the wheel 1, taking into account the length of the shaft part protruding from the casing 2, 10 N VK exceeds the height of the water under the ice cover 8, formed by the end of winter N to . In the spring, the installation is dismantled: it is cut out of ice.

На основе предложенных технических решений представляется возможным создать простую и малогабаритную гидроэнергетическую установку с возможностью ее использования на реке, покрытой льдом.Based on the proposed technical solutions, it seems possible to create a simple and small-sized hydropower installation with the possibility of its use on the river covered with ice.

Claims (2)

1. Речная подледная гидроэнергетическая установка, содержащая лопастное колесо и кинематически связанный с ним генератор, при этом лопастное колесо погружено в поток воды под ледяным покровом реки, лопасти колеса выполнены с возможностью преобразования энергии потока воды в механическую энергию вращательного движения колеса, лопастное колесо посредством вала, установленного в цилиндрическом корпусе на подшипниках, кинематически связано с генератором, а цилиндрический корпус вертикально зафиксирован в ледяном покрове таким образом, что его верхняя часть вместе с генератором размещена над поверхностью ледяного покрова, отличающаяся тем, что верхняя часть цилиндрического корпуса выполнена с образованием установочного диска, к указанному диску сверху жестко присоединен генератор, а снизу - три установочные лапки, лежащие в горизонтальной плоскости и размещенные друг относительно друга под углом 120 градусов, причем свободные концы лапок выступают за окружность диска и выполнены с образованием отверстий под винты, которые также входят в состав установки.1. River ice hydropower plant containing a blade wheel and a kinematically connected generator, the blade wheel immersed in a stream of water under the ice cover of the river, the blade wheels are made with the possibility of converting the energy of the water stream into the mechanical energy of the rotational movement of the wheel, the blade wheel by means of a shaft mounted in a cylindrical housing on bearings is kinematically connected to the generator, and the cylindrical housing is vertically fixed in the ice sheet in such a way then its upper part together with the generator is placed above the surface of the ice sheet, characterized in that the upper part of the cylindrical body is made with the formation of the installation disk, the generator is rigidly attached to the disk above, and three installation legs lying in the horizontal plane and placed relative to each other from the bottom each other at an angle of 120 degrees, and the free ends of the legs protrude beyond the circumference of the disk and are made with the formation of holes for screws, which are also part of the installation. 2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что высота цилиндрического корпуса без учета высоты лапок чуть больше толщины ледяного покрова, образовавшегося к концу зимы, высота лопастного колеса с учетом длины выступающей из корпуса части вала не превышает высоты воды под ледяным покровом, образовавшимся к концу зимы. 2. Installation according to claim 1, characterized in that the height of the cylindrical body without taking into account the height of the legs is slightly greater than the thickness of the ice cover formed by the end of winter, the height of the impeller, taking into account the length of the shaft portion protruding from the body, does not exceed the height of the water under the ice cover formed towards the end of winter.
RU2015119214/06A 2015-05-21 2015-05-21 River ice hydro-electric power plant RU2597732C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015119214/06A RU2597732C1 (en) 2015-05-21 2015-05-21 River ice hydro-electric power plant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015119214/06A RU2597732C1 (en) 2015-05-21 2015-05-21 River ice hydro-electric power plant

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2597732C1 true RU2597732C1 (en) 2016-09-20

Family

ID=56937869

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015119214/06A RU2597732C1 (en) 2015-05-21 2015-05-21 River ice hydro-electric power plant

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2597732C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110080935A (en) * 2019-04-19 2019-08-02 太原理工大学 A kind of ice base buoy power generation device from sea current

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3535430A1 (en) * 1985-10-04 1987-04-09 Claus Radebold Plant for recovering energy from flowing water
RU2065076C1 (en) * 1993-04-23 1996-08-10 Владимир Алексеевич Самсонов Free-flow hydroelectric power plant and method for its installation under the ice
RU2303707C1 (en) * 2006-01-23 2007-07-27 Военный инженерно-технический университет Hydroelectric power station
CN102705137A (en) * 2012-04-22 2012-10-03 宋树春 Under-ice hydroelectric generator set with XHL-600 vertical shaft hinge paddle
RU2511798C1 (en) * 2012-12-27 2014-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутская государственная сельскохозяйственная академия" Hydro-electric ejection power plant

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3535430A1 (en) * 1985-10-04 1987-04-09 Claus Radebold Plant for recovering energy from flowing water
RU2065076C1 (en) * 1993-04-23 1996-08-10 Владимир Алексеевич Самсонов Free-flow hydroelectric power plant and method for its installation under the ice
RU2303707C1 (en) * 2006-01-23 2007-07-27 Военный инженерно-технический университет Hydroelectric power station
CN102705137A (en) * 2012-04-22 2012-10-03 宋树春 Under-ice hydroelectric generator set with XHL-600 vertical shaft hinge paddle
RU2511798C1 (en) * 2012-12-27 2014-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутская государственная сельскохозяйственная академия" Hydro-electric ejection power plant

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110080935A (en) * 2019-04-19 2019-08-02 太原理工大学 A kind of ice base buoy power generation device from sea current

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2016100446A (en) SHORE HYDROELECTRIC POWER PLANT FOR ELECTRIC POWER GENERATION
JP5985494B2 (en) Turbine system and method
KR101213565B1 (en) Small hydraulic turbine having screw shape
US20160169208A1 (en) Air-cushioned small hydraulic power generating device
US4268757A (en) Water wheel electric generation device
KR101241134B1 (en) Tidal current electrical generating fevice
RU2597732C1 (en) River ice hydro-electric power plant
US10746155B2 (en) Water turbine support structure
KR101050304B1 (en) Wave power generator
JP2007009830A (en) Float type hydraulic power generation device
JP2013217361A (en) Variable blade waterwheel power-generation device
KR200395997Y1 (en) A water turine for tidal current power plant
RU2553594C1 (en) Unit for conversion of water flow energy under ice cover of river
KR20130139366A (en) Natural energy extraction device
JP2013181428A (en) Wave-power device
KR101310877B1 (en) Energy shaft, hydroelecric power generation using the same, and wind power generation using the same
KR20160025847A (en) Underwater installation type small hydroelectric power generator
JP3120021U (en) Underwater water turbine for power generation using water flow
JP2004340116A (en) Stream power generation
KR20130009285A (en) Small hydro power system having vortex generating part
KR102039312B1 (en) Hybrid power plant apparatus
RU2585161C2 (en) Submersible free-flow microhydroelectric power plant
RU2321939C1 (en) Propeller
RU2012157354A (en) PLANT FOR USING WATER FLOW ENERGY UNDER ICE RIVER COVER
RU2563560C1 (en) Device to convert energy of free water flow into electric energy

Legal Events

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

Effective date: 20190522