RU2748105C2 - Гидрокомплекс капсульный - Google Patents
Гидрокомплекс капсульный Download PDFInfo
- Publication number
- RU2748105C2 RU2748105C2 RU2020107413A RU2020107413A RU2748105C2 RU 2748105 C2 RU2748105 C2 RU 2748105C2 RU 2020107413 A RU2020107413 A RU 2020107413A RU 2020107413 A RU2020107413 A RU 2020107413A RU 2748105 C2 RU2748105 C2 RU 2748105C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water conduit
- water
- capsule
- cylinder
- hydrogenerator
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
- F03B13/10—Submerged units incorporating electric generators or motors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D13/00—Pumping installations or systems
- F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
- F04D13/04—Units comprising pumps and their driving means the pump being fluid driven
- F04D13/043—Units comprising pumps and their driving means the pump being fluid driven the pump wheel carrying the fluid driving means
-
- 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
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Hydraulic Turbines (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
Abstract
Изобретение относится к гидрокомплексу капсульному. Гидрокомплекс состоит из водовода 1, пропеллерной гидротурбины 3, центробежного насоса 5, гидрогенератора 6 и опор 7 с бетонными фундаментами в ложе водного потока. Снаружи гидрокомплекс снабжен гидростабилизирующими пластинами 11. Водоводу 1 придана форма четырехгранной пирамиды со скругленными ребрами и входом в форме прямоугольника с выпуклыми сторонами и гранями по горизонтали и прямыми вертикальными сторонами и гранями. Выход водовода 1 плавно переходит в круглый цилиндр 2 для монтажа гидротурбины 3. Гидрогенератор 6 смонтирован в капсуле 4 обтекаемой формы, жестко смонтированной с цилиндром 2. Гидротурбина 3, насос 5 и гидрогенератор 6 смонтированы на едином валу 13 соосно с осью симметрии всего гидрокомплекса. Стык четырехгранной пирамиды водовода 1 с цилиндром 2 выполнен разборным на болтах 16. Корпус насоса 5 смонтирован в передней части капсулы 4. Изобретение направлено на создание гидрокомплекса, обеспечивающего автономных потребителей электричеством и водой, действующего круглый год. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области техники преобразования кинетической энергии водного потока в электричество потребительского уровня и подъем воды из водного потока для автономных потребителей.
Аналогом является устройством RU 2619966 С2, 22.05.2017
Конструктивно это капсульный гидрогенератор мощностью 1 квт для автономного потребителя.
Кинематика аналога состоит из гидротурбины на горизонтальном валу, двухступенчатой зубчатой ускоряющей передачи привода вала электрогенератора.
Гидротурбина состоит из внешнего цилиндрического кольца с внутренними лопатками и определяет поперечный габарит устройства.
Аналог размещен в обтекаемом корпусе, который снабжен двумя вертикальными стойками для закрепления устройства в ложе водного потока. Действует аналог при закреплении устройства стойками в ложе водного потока с погружением гидротурбины в водный поток. Вращение гидротурбины передается кинематической частью электрогенератору, который генерирует электричество автономным потребителям: рыбакам-охотникам.
Недостатки аналога:
- нет подачи воды потребителю,
- гидротурбина явно низкого КПД.
- только летний сезон эксплуатации
Вторым аналогом является капсульный гидрогенератор промышленного применения, см. БСЭ-3, т. II, с. 366; Электротехнический справочник. МЭИ М-Энергоиздат 1981, т.2, с. 228, рис 19-83,
Конструктивно это синхронный генератор с горизонтальным валом, на котором смонтирован ротор и пропеллерная гидротурбина. Генераторная часть устройства снабжена герметичной, обтекаемой капсулой с обтекаемыми опорами, которыми устройство крепится к водоводу в теле, плотины гидроэлектростанции. Через опоры проходят кабели силовые и кабели управления гидрогенератором.
В справочнике МЭИ представлены все основные параметры аналога: конструктивные, энергетические, коммерческие. Энергетическая мощность -это мгвт, масса тонны. КПД 0,95-0,98.
Второй аналог действует под напорам быстрого потока воды создаваемого водоводом в плотине гидроэлектростанции. Экономически и экологически гидроэлектростанции высокоэффективны.
В низконапорных гидроэлектростанциях, с напором 10-20 м, капсульные гидроагрегаты используют не только как генераторы электричества, но и как гидроаккумуляторы для обратного возврата воды в водохранилище, разумеется, по экономической ситуации.
Недостаток второго аналога в том, что он либо генерирует электричество, либо поднимает воду в водохранище, но никогда нельзя подавать воду потребителю непосредственно.
Второй недостаток второго аналога в весьма сложной процедуре технического обслуживания его в теле водовода плотины.
Прототипом предполагаемого изобретения является устройство по патенту RU 2709234 С2, 17.12.2019.
Этот гидрокомплекс состоит из пирамидального водовода, плавно переводящего в цилиндр с пропеллерной гидротурбиной, на горизонтальном валу которой смонтирована турбина центробежного насоса в обтекаемом корпусе с конической зубчатой передачей на вертикальный вал привода генератора, который смонтирован над водным потоком.
Сам прототип смонтирован на вертикальных стойках с бетонными основаниями в ложе водного потока. Конструкция водовода монолитна и снабжала продольными пластинами стабилизации: водного потока от завихрений, при необходимости устройство может быть поднято над водным потоком предусмотренными воротами.
Действует прототип под напором ускоренного в водоводе потока воды в цилиндре на пропеллерную гидротурбину, вращение вала которой приводит в действие центробежный насос и вода из него по отводящей трубе подается потребителю. Через ускоряющую зубчатую передачу, за центробежным насосом, вращение горизонтального вала передается вертикальным валом и второй конический, тоже, ускоряющей передачей ротору электрогенератора, в котором генерируется электричество потребителю.
При всех достоинствах прототипу присущи недостатки:
- пригоден к действию только в летний сезон.
- при первом ледоходе его снесет и утопит ледяной массой.
- Ледорезы трудоемки и требуют заблаговременного строительства.
А зимой подо льдом вода течет устойчиво и заманчиво...
Изобретение направлено на создание автономного устройства для генерации стандартного электричества мощностью 100 квт и поднимающее воду из водного потока на высоту 5-10 м производительностью 5-10 м3/час и способного действовать круглый год независимо от сезона года.
Технический результат решается в гидрокомплексе капсульном, состоящем из водовода, пропеллерной гидротурбины, центробежного насоса, гидрогенератора и опор с бетонными фундаментами в ложе водного потока, снаружи устройство снабжено гидростабилизирующими пластинами, согласно изобретению, водоводу придана форма четырехгранной пирамиды со скругленными ребрами и входом в форме прямоугольника с выпуклыми сторонами и гранями по горизонтали и прямыми вертикальными сторонами и гранями, с выходом водовода, плавно переходящим в круглый цилиндр для монтажа пропеллерной гидротурбины, гидрогенератор смонтирован в капсуле обтекаемой формы, жестко смонтированной с цилиндром водовода, гидротурбина, центробежный насос и гидрогенератор смонтированы на едином валу соосно с осью симметрии всего устройства, стык четырехгранной пирамиды водовода с цилиндром пропеллерной гидротурбины выполнен разборным на болтах, корпус центробежного насоса смонтирован в передней части капсулы, обращенной навстречу отработанному водному потоку воды в цилиндре водовода.
В качестве примера предполагаемое изобретение представлено на чертежах.
На фиг 1 изображен главный вид сверху.
На фиг 2 изображен вид спереди.
Устройство состоит из убывающего сечения водовода 1, состыкованного с цилиндром 2, в котором смонтирована пропеллерная гидротурбина 3, на горизонтальном валу 13 которой смонтирован центробежный насос 5 и ротор 18 гидрогенератора 6. Гидрогенератор 6 смонтирован в герметичной обтекаемой капсуле 4. Корпус центробежного насоса 5 смонтирован в передней части капсулы 4, обращенной навстречу отработанному водному потоку воды. Общий вал 13 совмещен с осью симметрии устройства и по торцам снабжен радиально-упорными подшипниками 19. Цилиндр 2 и капсула 4 смонтированы совместно жестко. Водовод 1 и цилиндр 2 состыкованы разборно по периметру болтами 16.
Вид устройства спереди на фиг. 2 показывает входной периметр водовода, который по горизонтали образован двумя дугами окружности с центрами, отстоящими от осевой линии устройства. По вертикали входной периметр водовода образован прямыми линиями. В целом периметр - это выпуклая осесимметричная фигура, вытянутая по горизонтали и сплющенная по вертикали. Так надо, потому что реки традиционно по глубине гораздо меньше своей ширины между берегами, а гидротурбине нужен мощный поток воды. При исходной скорости 1 м/сек через водоводный цилиндр нужно пропускать 10 м3/сек, чтобы гидротурбина развивала в гидрогенераторе 100 КВТ.
Применение выпуклой формы водовода при ограниченной толщине стенок обеспечит необходимую прочность водоводу, как это делает курица со своими яйцами… Для обеспечения жесткости водовода применены вертикальные стойки 9 и одна горизонталь 10. Снаружи водовод 1 усилен стабилизирующими пластинами 11.
Устройство монтируется на бетонных опорах 7 равномерно распределенных по профилю устройства на фиг 1 так, что устройство остается свободным между уровнем зимнего ледового покрова 8 и дном водного потока 12. При этом обеспечивается спокойное ламинарное течение водного потока, чтобы не вымывался, не выносился грунт из-под устройства.
Центробежный насос 5 заимствован из прототипа, его размеры и производительность увеличены многократно.
Гидрогенератор 6 для предлагаемого изобретения может быть типовым устройством общего назначения, потому что гидрогенераторы обычно уникальны, индивидуальны... В справочнике МЭИ М-Энергоиздат 1981, т. 2, с. 231-233, рис 19-87, Его мощность 94 ква, напряжение 0,4 кв, кпд 089. Его возбудитель можно перенести на общий вал гидрокомплекса.
Действует устройство следующим образом.
Набегающий водный поток 15 втекает во входное основание водовода и ускоряется по мере уменьшения сечения водовода. Максимум скорости приходится на стык водовода 1 с цилиндром 2. Пропеллерная гидротурбина 3 под напором максимально ускоренного водного потока вращается с заданной частотой вращения, и обеспечивает расчетную частоту вращения центробежного насоса 5, который захватывает отработанную воду из цилиндра 2 подавая ее под давлением в отводящую трубу 17.
Вращение пропеллерной гидротурбины через вал 13 передается ротору 18, который под совместным действием возбудителя 14 генерирует номинальное напряжение 0,4 кв для потребителя.
Капсульный гидрогенератор и устройство в целом будут изготовлены из качественных материалов по современной совершенной технологии, что обеспечит устойчивую работу изобретению установленный срок, например, 1 год. По истечении установленного срока устройство демонтируется для гарантийного технического обслуживания в цеховых условиях.
Достоинства предполагаемого изобретения:
- устойчивая работа круглый год, независимо от сезона года,
- предусмотренное периодическое техническое обслуживание удобно и целесообразно для комплектации гидроэлектростанции по патенту RU 2653401 С2.
- гарантированная защита от несанкционированных проникновений.
Claims (1)
- Гидрокомплекс капсульный, состоящий из водовода, пропеллерной гидротурбины, центробежного насоса, гидрогенератора и опор с бетонными фундаментами в ложе водного потока, снаружи устройство снабжено гидростабилизирующими пластинами, отличающийся тем, что водоводу придана форма четырехгранной пирамиды со скругленными ребрами и входом в форме прямоугольника с выпуклыми сторонами и гранями по горизонтали и прямыми вертикальными сторонами и гранями, с выходом водовода, плавно переходящим в круглый цилиндр для монтажа пропеллерной гидротурбины, гидрогенератор смонтирован в капсуле обтекаемой формы, жестко смонтированной с цилиндром водовода, гидротурбина, центробежный насос и гидрогенератор смонтированы на едином валу соосно с осью симметрии всего устройства, стык четырехгранной пирамиды водовода с цилиндром пропеллерной гидротурбины разборный на болтах, корпус центробежного насоса смонтирован в передней части капсулы, обращенной навстречу отработанному водному потоку воды в цилиндре водовода.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020107413A RU2748105C2 (ru) | 2020-02-18 | 2020-02-18 | Гидрокомплекс капсульный |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020107413A RU2748105C2 (ru) | 2020-02-18 | 2020-02-18 | Гидрокомплекс капсульный |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2020107413A RU2020107413A (ru) | 2020-04-06 |
RU2020107413A3 RU2020107413A3 (ru) | 2020-06-25 |
RU2748105C2 true RU2748105C2 (ru) | 2021-05-19 |
Family
ID=70155667
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020107413A RU2748105C2 (ru) | 2020-02-18 | 2020-02-18 | Гидрокомплекс капсульный |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2748105C2 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR725958A (fr) * | 1931-09-21 | 1932-05-20 | Pompes à divers usages, avec leur dispositif d'entraînement, immergés dans les cours d'eau et actionnés par eux | |
GB2340892A (en) * | 1998-08-21 | 2000-03-01 | Norman Frank Surplus | Water driven pump |
RU2619966C2 (ru) * | 2015-11-06 | 2017-05-22 | Анистрад Григорьевич Васильев | Микрогидроэлектростанция речная русловая |
RU2673965C1 (ru) * | 2015-11-11 | 2018-12-03 | Александр Петрович Ишков | Насосный гидроагрегат |
RU2709234C2 (ru) * | 2019-02-27 | 2019-12-17 | Александр Петрович Ишков | Гидрокомплекс |
-
2020
- 2020-02-18 RU RU2020107413A patent/RU2748105C2/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR725958A (fr) * | 1931-09-21 | 1932-05-20 | Pompes à divers usages, avec leur dispositif d'entraînement, immergés dans les cours d'eau et actionnés par eux | |
GB2340892A (en) * | 1998-08-21 | 2000-03-01 | Norman Frank Surplus | Water driven pump |
RU2619966C2 (ru) * | 2015-11-06 | 2017-05-22 | Анистрад Григорьевич Васильев | Микрогидроэлектростанция речная русловая |
RU2673965C1 (ru) * | 2015-11-11 | 2018-12-03 | Александр Петрович Ишков | Насосный гидроагрегат |
RU2709234C2 (ru) * | 2019-02-27 | 2019-12-17 | Александр Петрович Ишков | Гидрокомплекс |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2020107413A3 (ru) | 2020-06-25 |
RU2020107413A (ru) | 2020-04-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3980894A (en) | Flow tubes for producing electric energy | |
AU2018100007A4 (en) | An assembly for generating electricity | |
CN102913367A (zh) | 一种水力发电方法及其水轮发电装置 | |
RU2748105C2 (ru) | Гидрокомплекс капсульный | |
RU2508467C2 (ru) | Погружная моноблочная микрогидроэлектростанция | |
RU2709234C2 (ru) | Гидрокомплекс | |
KR101318480B1 (ko) | 고효율 다단 조류 발전기 | |
CN202531347U (zh) | 水上发电装置 | |
CN210370998U (zh) | 一种垂直水轮发电机 | |
RU2579283C1 (ru) | Подводная приливная электростанция | |
CN203146198U (zh) | 一种洋流发电用水轮机 | |
SK287751B6 (sk) | Prietoková turbína s otočnými lopatkami | |
WO2015053734A1 (ru) | Энергетическое устройство | |
KR101784493B1 (ko) | 해양 양식단지 방류구용 친환경 소수력 발전시설 | |
RU2612499C2 (ru) | Речная гидроветроэлектростанция (ГВЭС) | |
CN213175909U (zh) | 一种高效活动叶片水车发电装置 | |
CN203584662U (zh) | 一种水轮式发电机 | |
KR20120031984A (ko) | 유수력과 풍력을 병합한 발전시스템 | |
CN201377379Y (zh) | 一种水轮机 | |
RU2396392C1 (ru) | Гэс на кольцевом потоке воды | |
CN1061076A (zh) | 通用水轮机 | |
RU2395001C2 (ru) | Гэс на спиральном потоке воды | |
CN105298727A (zh) | 一种波浪发电装置 | |
AU2014200022A1 (en) | The mackenzie hydropower generator (mhg) mark i | |
RU2059874C1 (ru) | Русловой гидроагрегат петра плотникова |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
HE9A | Changing address for correspondence with an applicant |