RU2790113C2 - Hydraulic power plant - Google Patents
Hydraulic power plant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2790113C2 RU2790113C2 RU2021119615A RU2021119615A RU2790113C2 RU 2790113 C2 RU2790113 C2 RU 2790113C2 RU 2021119615 A RU2021119615 A RU 2021119615A RU 2021119615 A RU2021119615 A RU 2021119615A RU 2790113 C2 RU2790113 C2 RU 2790113C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- pipe
- installation according
- possibility
- rod
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области силовых механизмов, а именно к водяным двигателям и может быть использовано для привода вентилятора при вентилировании помещений, насоса при перекачивании жидкости, но основную ценность данное изобретение имеет для выработки электроэнергии при работе с электрогенератором в качестве нагрузочного устройства.The invention relates to the field of power mechanisms, namely to water engines and can be used to drive a fan when ventilating rooms, a pump when pumping liquid, but this invention has the main value for generating electricity when working with an electric generator as a load device.
Известны гидросиловые установки (см. SU 31832 A1, 31.08.1933; KR 102175264 B1, 06.11.2020; CN 113007002 A, 22.06.2021). Указанные устройства не достаточно экономично используют потенциальную энергию воды.Hydraulic power plants are known (see SU 31832 A1, 08/31/1933; KR 102175264 B1, 11/06/2020; CN 113007002 A, 06/22/2021). These devices do not use the potential energy of water economically enough.
В качестве прототипа принята гидросиловая установка для преобразования потенциальной энергии воды в электрическую, содержащая элементы доставки воды к месту преобразования, расположенные в верхней её части, вертикальный цепной конвейер с доньями, валом, на котором жестко установлена ведомая звездочка, нагрузочное устройство - генератор цепной передачи (см. KR 2010000341129 А, 01.04.2010). Основным недостатком этого устройства является то, что она не может использовать весь водяной столб перепада в результате снижается КПД использования потенциальной энергии воды.As a prototype, a hydraulic power plant was adopted for converting the potential energy of water into electrical energy, containing elements for delivering water to the place of conversion located in its upper part, a vertical chain conveyor with bottoms, a shaft on which a driven sprocket is rigidly mounted, a load device - a chain drive generator ( see KR 2010000341129 A, 04/01/2010). The main disadvantage of this device is that it cannot use the entire water column of the differential, as a result, the efficiency of using the potential energy of water decreases.
Техническим результатом предложенного изобретения является повышение КПД гидросиловой установки.The technical result of the proposed invention is to increase the efficiency of the hydraulic power plant.
Технический результат достигается тем, что гидросиловая установка для преобразования потенциальной энергии воды в электрическую, содержащая элементы доставки воды к месту преобразования, расположенные в верхней её части, вертикальный цепной конвейер с доньями, валом, на котором жестко установлена ведомая звездочка, нагрузочное устройство - генератор цепной передачи, согласно изобретению, снабжена трубой, имеющей пазы для прохождения штанги, соединяющей цепи, на которой закреплены донья, пазы на трубе закрыты планками, жестко установленными на штанге с возможностью регулирования, при этом верхняя часть установки выполнена с возможностью поступления воды на донья с образованием между ними и стенками трубы емкостей по всей высоте перепада высот и созданием посредством веса воды, находящейся в емкостях, через цепи конвейера крутящего момента на валу с последующей передачей его через ведомую звездочку и цепную передачу нагрузочному устройству - генератору, при этом установка выполнена с возможность размещения на платформе в водоеме плотины в герметичном кожухе. The technical result is achieved by the fact that a hydraulic power plant for converting the potential energy of water into electrical energy, containing elements for delivering water to the place of conversion, located in its upper part, a vertical chain conveyor with bottoms, a shaft on which a driven sprocket is rigidly mounted, a load device - a chain generator transmission, according to the invention, is equipped with a pipe having grooves for the passage of the rod connecting the chains on which the bottom is fixed, the grooves on the pipe are closed with strips rigidly mounted on the rod with the possibility of regulation, while the upper part of the installation is made with the possibility of water entering the bottom with the formation between them and the walls of the pipes of the tanks along the entire height of the height difference and the creation by means of the weight of the water in the tanks through the conveyor chains of the torque on the shaft with its subsequent transmission through the driven sprocket and chain transmission to the load device - generator, while the installation is made with air the possibility of placing a dam in a sealed casing on a platform in a reservoir.
Кроме того, дно дополнительно снабжено роликами, по два на каждой стороне, для уменьшения силы трения, это особенно актуально при использовании сливающейся воды для вращения дополнительной турбины.In addition, the bottom is additionally equipped with rollers, two on each side, to reduce friction, this is especially true when using draining water to rotate an additional turbine.
Кроме того, планки дополнительно снабжены валиками в местах контакта со стенкой трубы, а также они выполнены с продольными пазами с подводом воды к ним или без. На дне могут быть предусмотрены валики, на местах контакта со стенками на чертеже не показаны.In addition, the strips are additionally provided with rollers at the points of contact with the pipe wall, and they are also made with longitudinal grooves with or without water supply to them. At the bottom, rollers can be provided, at the points of contact with the walls are not shown in the drawing.
Кроме того, штанга соединена с цепью валиком и муфтой, причем зазор между валиком и штангой выполнен достаточным для установки или замены планки. In addition, the rod is connected to the chain by a roller and a clutch, and the gap between the roller and the rod is made sufficient for installing or replacing the bar.
Кроме того, установка снабжена турбиной с использованием сливной воды. In addition, the plant is equipped with a turbine using waste water.
Кроме того, дно выполнено с возможностью горизонтального положения во всех позициях. In addition, the bottom is made with the possibility of a horizontal position in all positions.
Кроме того, выход отработанных вод осуществлен через трубу, расположенную в нижней части плотины. In addition, the outlet of waste water is carried out through a pipe located in the lower part of the dam.
Кроме того, установка расположена выше нижнего уровня перепада с выходом отработавшей воды по трубе, проходящей через верх плотины до нижней части перепада, за счет сифона из-за разности уровней начала выхода и уровнем слива отработавшей воды. In addition, the installation is located above the lower level of the differential with the outlet of the waste water through a pipe passing through the top of the dam to the lower part of the differential, due to the siphon due to the difference in the levels of the beginning of the outlet and the level of discharge of the waste water.
Кроме того, установка снабжена воронкой с горловиной, а подача отработавшей воды на турбину осуществлена через середину горловины воронки, при этом турбина является турбиной гидроэлектростанции. Подобным образом можно получить электроэнергию при наличии движения воды в морях, создавая специальную воронку и подавая отработавшую воду на середину горловины.In addition, the installation is equipped with a funnel with a neck, and the supply of waste water to the turbine is carried out through the middle of the funnel neck, while the turbine is a turbine of a hydroelectric power plant. In a similar way, it is possible to obtain electricity in the presence of water movement in the seas, creating a special funnel and supplying the waste water to the middle of the neck.
Пазы в трубе для прохождения штанги закрываются планками жестко, с возможностью регулирования, установленными на штанге. В процессе движения планки стыкуются между собой под углом или по радиусу.The grooves in the pipe for the passage of the rod are closed with slats rigidly, with the possibility of regulation, mounted on the rod. In the process of movement, the slats are joined together at an angle or along a radius.
Между дном и стенками трубы создаются емкости, и в верхнюю часть емкости поступает вода, причем вода поступает постепенно, сначала с отверстия небольшого сечения, направленного на дно по ходу движения, далее из основной трубы с задвижками заполняется весь объем между доньями.Tanks are created between the bottom and the walls of the pipe, and water enters the upper part of the tank, and the water enters gradually, first from a hole of a small section directed to the bottom in the direction of travel, then from the main pipe with valves the entire volume between the bottoms is filled.
Вес воды, находящийся в емкостях на всем протяжении перепада, создает крутящий момент на валу конвейера, на котором жестко сидят звездочки. Диаметры звездочек конвейера должны быть достаточными для прохождения доньев, не задевая друг друга, и поэтому они получаются довольно большими, и через цепную передачу и ведомую звездочку вращение передается нагрузочному устройству - генератору. The weight of the water, which is in the tanks throughout the drop, creates a torque on the conveyor shaft, on which the sprockets sit rigidly. The diameters of the conveyor sprockets must be sufficient to pass the bottoms without hitting each other, and therefore they turn out to be quite large, and through the chain drive and the driven sprocket, the rotation is transmitted to the load device - the generator.
Для возможности качения стяжки вместе с дном предусмотрены подшипниковые втулки, так как за один оборот конвейера стяжка делает один оборот относительно оси штанги.To enable the screed to roll along with the bottom, bearing bushings are provided, since in one revolution of the conveyor the screed makes one revolution relative to the axis of the rod.
Труба крепится к стойкам обечайками, на которых крепятся стенки трубы, причем обечайки выполнены ступенчатыми для прохождения цепей с обеих сторон трубы.The pipe is attached to the racks by shells, on which the pipe walls are attached, and the shells are made stepped for the passage of chains on both sides of the pipe.
На установке предусмотрены передачи-вращения на два нагрузочных устройства - генераторам, так как на установке каждая капля воды участвует в создании крутящего момента на протяжении всей высоты перепада, в результате создается, огромный крутящий момент, а скорость транспортировки ограничена, эффективнее вращать сразу два генератора, а также в этом случае нагрузка на подшипники вала минимальные. Крутящий момент, созданный конвейером, может быть передан нагрузочному устройству цепной передачей, клиноременной передачей и т.д.The installation provides for transfer-rotation to two load devices - generators, since at the installation each drop of water participates in the creation of torque throughout the entire height of the drop, as a result, a huge torque is created, and the transportation speed is limited, it is more efficient to rotate two generators at once, and also in this case, the load on the shaft bearings is minimal. The torque generated by the conveyor can be transferred to the load device by chain transmission, V-belt transmission, etc.
Звездочки или шкивы могут быть закреплены непосредственно на ведущие звездочки конвейера, а также вращения могут быть переданы разным генераторам из одной звездочки с двумя рядами зубцов.Sprockets or pulleys can be attached directly to the drive sprockets of the conveyor, and the rotations can be transferred to different generators from one sprocket with two rows of teeth.
Установка выполнена с возможностью размещения на платформе, на плотах, на кораблях, в водоеме плотины, где нижняя часть установки расположена в герметичном кожухе, жестко закрепленном на платформе, нижняя часть конвейера закреплена на дно кожуха.The installation is made with the possibility of placement on a platform, on rafts, on ships, in a reservoir of a dam, where the lower part of the installation is located in a sealed casing rigidly fixed to the platform, the lower part of the conveyor is fixed to the bottom of the casing.
Место платформ наверху и кожуха внизу определены ограничителями.The place of the platforms at the top and the casing at the bottom are determined by the limiters.
Для обеспечения платформы на плаву предусмотрены поплавки внизу и емкость на платформе взаимно связанные, например, насосом, поплавок и емкость частично или полностью могут быть заполнены водой или пустыми, в зависимости от обстоятельств.To ensure the platform afloat, floats are provided at the bottom and a container on the platform is interconnected, for example, by a pump, the float and the container can be partially or completely filled with water or empty, depending on the circumstances.
На платформе дополнительно может быть установлена ветро-гидросиловая установка по патенту на изобретение RU 2587731 С2 для получения дополнительной электрической энергии от ветра.A wind-hydropower plant can be additionally installed on the platform according to the patent for the invention RU 2587731 C2 to obtain additional electrical energy from the wind.
Изобретение поясняется чертежами, где:The invention is illustrated by drawings, where:
На Фиг. 1 изображен общий вид гидросиловой установки ГСУ с частичным вырезом для наглядности, где уровень воды в верхней части обозначен буквой W, в нижней буквой S.On FIG. 1 shows a general view of the HSU hydraulic power plant with a partial cutout for clarity, where the water level in the upper part is indicated by the letter W, in the lower part by the letter S.
На Фиг. 2 - разрез А-А на фиг.1;On FIG. 2 - section A-A in Fig.1;
На Фиг. 3 - разрез В-В на фиг.1;On FIG. 3 - section B-B in Fig.1;
На Фиг. 4 - узел I на фиг.2, где зазор между специальным валиком цепи и штангой выполнен достаточным для установки и съема планки в соединительной муфте и с вариантом подпорки роликами дна об стенки трубы может быть предусмотрена специальная дорожка;On FIG. 4 - node I in figure 2, where the gap between the special chain roller and the rod is made sufficient for installing and removing the strap in the coupling and with the option of supporting the bottom rollers against the pipe walls, a special track can be provided;
На Фиг. 5 - вид Г на фиг. 3 с вариантом соединения планок между собой под углом;On FIG. 5 - view D in Fig. 3 with the option of connecting the planks to each other at an angle;
На Фиг. 6 - вид Г на фиг. 3 с вариантом соединения планок между собой по радиусу;On FIG. 6 - view D in Fig. 3 with the option of connecting the strips to each other along the radius;
На Фиг. 7 - разрез Д-Д на фиг. 5, где изображено соединения планок на стыке при соединении планок под углом;On FIG. 7 - section D-D in Fig. 5, which shows the connection of the strips at the junction when connecting the strips at an angle;
На Фиг 8 - разрез Е-Е на фиг. 6, где изображено соединение планок на стыке при соединении планок по радиусу;Fig. 8 is a section E-E in Fig. 6, which shows the connection of the strips at the junction when connecting the strips along the radius;
На Фиг. 9 - разрез Ж-Ж на фиг. 6, где изображено взаимодействие планок со стенками трубы и с вариантом применения ролика, и с вариантом с продольными пазами, и с подводом воды к пазам или без;On FIG. 9 - section W-W in Fig. 6, which shows the interaction of the strips with the walls of the pipe and with the option of using the roller, and with the option with longitudinal grooves, and with or without water supply to the grooves;
На Фиг. 10 изображен общий вид гидросиловой установки при варианте исполнения, когда установка расположена на платформе, расположенной на водоеме плотины, установка работает в герметичном кожухе, а отработавшая вода уходит через трубу, расположенную в нижней части плотины;On FIG. 10 shows a general view of the hydraulic power plant in the embodiment, when the plant is located on a platform located on the reservoir of the dam, the plant operates in a sealed casing, and the exhaust water leaves through a pipe located in the lower part of the dam;
На Фиг. 11 изображен общий вид гидросиловой установки и водоемов рядом с ущельем, когда установка расположена, например, на платформе, расположенной на водоеме плотины, или когда рядом с водоемом есть ущелья, или водопад, установка работает в герметичном кожухе и расположена выше нижнего уровня перепада, отработавшая вода уходит, например, по гибкой трубе до нижней части перепада за счет сифона, созданного разностью высот, между выходом отработавши вод и сливом, разность высот обозначена буквой L;On FIG. 11 shows a general view of the hydropower plant and reservoirs next to the gorge, when the installation is located, for example, on a platform located on the reservoir of the dam, or when there are gorges or a waterfall near the reservoir, the installation operates in an airtight casing and is located above the lower level of the drop, which has worked out water leaves, for example, through a flexible pipe to the bottom of the drop due to the siphon created by the height difference between the outlet of the waste water and the drain, the height difference is indicated by the letter L;
На Фиг. 12 изображен общий вид половины гидросиловой установки по оси со стороны выхода отработавших вод при варианте исполнения, когда установка расположена, например, на платформе, расположенной на водоеме плотины, установка работает в герметичном кожухе, отработавшая вода подается к месту подачи воды на турбину ГЭС посередине потока, где создается у выхода отрицательное давление, это особенно актуально при работающих ГЭС.On FIG. 12 shows a general view of half of the hydraulic power plant along the axis from the side of the outlet of the exhaust water in the embodiment, when the installation is located, for example, on a platform located on the reservoir of the dam, the installation operates in a sealed casing, the exhaust water is supplied to the place of water supply to the HPP turbine in the middle of the flow , where a negative pressure is created at the outlet, this is especially true when HPPs are operating.
Описание конструкцииDesign description
На плотине ГЭС 1 имеется машинное отделение и на полу 2 установлен вертикальный, например, цепной конвейер 3, состоящий из верхних звездочек 4, расположенных на некотором расстоянии друг от друга, цепей 5, доработанных, например, от стандартной пластинчатой цепи или от специальных пластинчатых цепей, или от цепей якорного типа, или с применением специальных цепей с учетом требований конструкции установки, цепи соединены между собой штангой 6, на которой на стяжках 7 жестко закреплено дно 8, которое, в процессе движения, всегда остается в горизонтальном положении, при дальнейшем движении дно входит в трубу 9, имеющую пазы с двух противоположных сторон для прохождения штанги, пазы закрываются специальными планками 10 жестко, с возможностью регулирования, установленными на штанге 6, труба установлена на стойках 11 и закреплена обечайками 12.There is an engine room on the
Вода в верхней части на дно подается по трубе 13, причем вода на дно подается постепенно, сначала из парубков меньшего сечения под углом в направлении движения, при дальнейшем движении из основного отверстия для окончательного заполнения емкости, образованной между дном и стенками трубы, и вес воды, находящейся в образованных емкостях по всей высоте перепада, создает крутящий момент на валу 14, на котором жестко сидят звездочки 15 и через цепные передачи 16 вращением передается нагрузочному элементу, например, генератору 17, установленному на станине 18.Water in the upper part is supplied to the bottom through the
Применен вариант передачи вращения сразу на два нагрузочных устройства, так как в процессе работы создается огромный крутящий момент, а также в этом случае нагрузка на подшипники вала минимальные.The option of transferring rotation to two load devices at once was used, since a huge torque is created during operation, and in this case, the load on the shaft bearings is minimal.
На нижней части конвейера, на оси на подшипниках, сидят звездочки 19 в корпусе подшипников 20 с целью выработки дополнительной электроэнергии, на наружной стене трубы 9 выполнено окно, и сливающаяся вода через окно попадает в лоток 21, далее на лопасти дополнительной турбины 22.On the lower part of the conveyor, on the axis on bearings,
Вал 14 сидит на подшипниках в корпусе подшипников 23, установленном на станине 24.Shaft 14 sits on bearings in bearing housing 23 mounted on
Штанга 6 соединяется с цепью 5 муфтой 25 и специальным валиком 26, на штанге 6 установлена подшипниковая втулка 27, работающая в паре с втулкой 28, установленной во втулке 29 для крепления стяжки 7.
Дно 8 жестко крепится к стяжке 7 с помощью планки 30 П-образного сечения.The
На нижней стороне дна установлены ролики 31, по два на каждой стороне, с целью уменьшения трения скольжения, это особенно важно в момент слива при использовании сливающейся воды, например, для вращения турбины.On the lower side of the bottom there are
На планке 10, на месте контакта со стенкой, предусмотрен валик 32, а также с целью уменьшения силы трения предусмотрены продольные пазы с подводом воды на них или без.On the
На платформе 33 жестко установлен герметичный кожух 34, вода в трубу 9 поступает по трубе 35, герметично заделанной кожуху 34, отработанная вода в нижней части уходит через промежуточную трубу 36 и трубу, проходящую через плотины 37, сливается в реку.A sealed
Для поддержания платформы 33 на водоеме предусмотрены поплавки 38 с возможностью заполнения водой и слива, на платформе предусмотрена емкость 39 для поддержания платформы на плаву, противовес подъемной силе герметичного кожуха. Для ограничения положения предусмотрены ограничители наверху 40 и внизу 41.To maintain the
При работе установки за счет сифона из-за разности уровня отработавшей воды и уровня слива на расстоянии L для отвода воды предусмотрена, например, гибкая труба 42.When the plant is operating due to the siphon, due to the difference in the level of the waste water and the level of the drain at a distance L, for example, a
При применении установки при действующей ГЭС отработанная вода по парубку 43 попадает на середину специальной воронки 44 на турбину 45 вместе с основной водой.When using the installation at an operating hydroelectric power station, the waste water through the
Высокий КПД и широкая область применения предложенной гидросиловой установки найдет широкое применение на практике.The high efficiency and wide scope of the proposed hydraulic power plant will find wide application in practice.
Claims (10)
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2021119615A RU2021119615A (en) | 2023-01-09 |
RU2790113C2 true RU2790113C2 (en) | 2023-02-14 |
Family
ID=
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU31832A1 (en) * | 1932-07-25 | 1933-08-31 | В.И. Савватеев | Water chain engine |
KR20100034129A (en) * | 2008-09-23 | 2010-04-01 | 이종식 | Low head micro hydropower system |
WO2013036001A1 (en) * | 2011-09-09 | 2013-03-14 | Choi Ki Ho | Rotor driving apparatus using the potential energy of a fluid, and power generating system using same |
CN108331697A (en) * | 2018-01-30 | 2018-07-27 | 李家诚 | A kind of water ponderomotive force circulating generator |
KR102175264B1 (en) * | 2019-11-22 | 2020-11-06 | 이규현 | Power generator using weight of water |
CN113007002A (en) * | 2021-03-17 | 2021-06-22 | 麦麦提·阿布杜瓦依提 | Hydroelectric power generation device |
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU31832A1 (en) * | 1932-07-25 | 1933-08-31 | В.И. Савватеев | Water chain engine |
KR20100034129A (en) * | 2008-09-23 | 2010-04-01 | 이종식 | Low head micro hydropower system |
WO2013036001A1 (en) * | 2011-09-09 | 2013-03-14 | Choi Ki Ho | Rotor driving apparatus using the potential energy of a fluid, and power generating system using same |
CN108331697A (en) * | 2018-01-30 | 2018-07-27 | 李家诚 | A kind of water ponderomotive force circulating generator |
KR102175264B1 (en) * | 2019-11-22 | 2020-11-06 | 이규현 | Power generator using weight of water |
CN113007002A (en) * | 2021-03-17 | 2021-06-22 | 麦麦提·阿布杜瓦依提 | Hydroelectric power generation device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7986054B2 (en) | Magnus force fluid flow energy harvester | |
AU2006272429B2 (en) | Electricity generating apparatus from a flow of water such as tide, river or the like | |
US6009707A (en) | Buoyancy driven energy producing device | |
US20100207394A1 (en) | Device and method for utilizing water flow kinetic energy continuously | |
EP2946107B1 (en) | Device for generating hydro-electric energy | |
JP2010533264A (en) | Power generation station that converts gravity into electric power | |
US8310078B2 (en) | Apparatus for receiving and transferring kinetic energy from water flow | |
EP2917416B1 (en) | Mobile modular hydroelectric power plant | |
WO2004107527A2 (en) | Low head, dynamic variable pitch, submersible hydro generator | |
RU2790113C2 (en) | Hydraulic power plant | |
US7670101B2 (en) | Portable hydro-generator | |
US20200318600A1 (en) | Transportable gravitational system and method for generating consistent electrical power and generating minimized pollution | |
KR101088101B1 (en) | Small hydropower generating system | |
US3817662A (en) | Wave motor | |
JP4681009B2 (en) | Tidal energy hydropower generation method and apparatus | |
KR200329785Y1 (en) | Float type hydraulic power generater | |
KR101097655B1 (en) | Buoyancy and gravity power generation device | |
KR20050003976A (en) | Float type hydraulic power generator | |
WO2019147153A1 (en) | The process of air compression in the hydroelectric power plant | |
CN212583872U (en) | Buoyancy energy storage power generation power device | |
CA2783957A1 (en) | Energy generating apparatus and method | |
CN201953551U (en) | Water wheel power generator | |
RU2733736C1 (en) | Hydroelectric power plant | |
CN112128047A (en) | Buoyancy energy storage power generation power device | |
KR20230016506A (en) | Generation apparatus using water power |