RU2796296C1 - Mobile rotary hydroelectric power plant - Google Patents
Mobile rotary hydroelectric power plant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2796296C1 RU2796296C1 RU2022128093A RU2022128093A RU2796296C1 RU 2796296 C1 RU2796296 C1 RU 2796296C1 RU 2022128093 A RU2022128093 A RU 2022128093A RU 2022128093 A RU2022128093 A RU 2022128093A RU 2796296 C1 RU2796296 C1 RU 2796296C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- hydroelectric power
- holder
- power plant
- mobile rotary
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Предложенное техническое решение относится к бесплотинным энергетическим установкам и может быть использовано для получения электрической энергии от потока движущейся среды, образуемой, например, от реки, канала и прочих водоемов с подвижным течением (далее, река).The proposed technical solution relates to damless power plants and can be used to obtain electrical energy from the flow of a moving medium, formed, for example, from a river, a canal and other bodies of water with a moving current (hereinafter referred to as a river).
В настоящее время, конструкция используемых гидроэлектростанций (далее, ГЭС) не претерпевает существенных изменений и достигла пика своего эволюционного развития, однако задачи по повышению мощности, КПД, эффективности работы ГЭС, стоят как никогда остро, в связи с постоянным поднятием цен на топливо и его образующемся дефиците во многих районах на планете.At present, the design of used hydroelectric power plants (hereinafter referred to as HPPs) does not undergo significant changes and has reached the peak of its evolutionary development, however, the tasks of increasing the power, efficiency, and efficiency of HPPs are more acute than ever, due to the constant rise in fuel prices and its emerging shortages in many parts of the world.
Широко известны ГЭС плотинного типа, построенные на основе основательных конструкций и имеющие модули преобразования энергии воды, пропущенной через плотину, однако их эффективность и КПД работы недостаточно высока, а конструкция сложная и громоздкая и может применяться далеко не везде.Dam-type hydroelectric power stations are widely known, built on the basis of solid structures and having modules for converting the energy of water passed through the dam, however, their efficiency and operating efficiency are not high enough, and the design is complex and cumbersome and can not be used everywhere.
В качестве прототипа может быть принят патент RU 187302 U1, 28.02.2019, раскрывающий конструкцию плавучей мини гидроэлектростанции, содержащей платформу, размещенную на двух поплавках катамаранного типа, водяное колесо, соединенное при помощи мультипликатора с электрогенератором, линию электропередачи, растяжки для крепления платформы к береговой линии, при этом платформа выполнена П-образной формы, на боковинах которой с внутренней стороны размещены поплавки обтекаемой формы, снабженные снизу транспортными колесами, при этом в центральной части платформы предусмотрен проем, где размещено рабочее колесо с лопастями на опорах, а в передней ее части - съемная рукоятка для перемещения мини гидроэлектростанции по грунтовым дорогам и установки ее в труднодоступных руслах реки.As a prototype, patent RU 187302 U1, February 28, 2019, can be adopted, which discloses the design of a floating mini hydroelectric power station containing a platform placed on two catamaran-type floats, a water wheel connected by a multiplier to an electric generator, a power line, stretch marks for attaching the platform to the shore lines, while the platform is U-shaped, on the sidewalls of which streamlined floats are placed on the inside, equipped with transport wheels from below, while in the central part of the platform there is an opening where the impeller with blades on supports is located, and in its front part - a removable handle for moving the mini hydroelectric power station along dirt roads and installing it in hard-to-reach riverbeds.
Его недостатком является то, что устройство имеет закрепленное рабочее колесо, затрудняющее перемещение устройства к месту выработки энергии (низкая мобильность), рабочее колесо не может быть погружено на глубину, исключающую сопротивление потока воды о корпус плавучей платформы, требует серьезного течения для корректной работы, что обеспечивает устройству низкий КПД при низкой мобильности и громоздкости конструкции.Its disadvantage is that the device has a fixed impeller, which makes it difficult to move the device to the place of energy generation (low mobility), the impeller cannot be submerged to a depth that excludes the resistance of the water flow against the body of the floating platform, requires a serious current for correct operation, which provides the device with low efficiency at low mobility and bulky design.
В основу данного изобретения поставлена задача разработать конструкцию роторной гидроэлектростанции, устраняющей указанные недостатки известного устройства.The basis of this invention is the task of developing a design of a rotary hydroelectric power station that eliminates these shortcomings of the known device.
Техническим результатом является повышение эффективности и КПД устройства с одновременной компактностью и мобильностью.The technical result is to increase the efficiency and efficiency of the device with simultaneous compactness and mobility.
Данный технический результат достигается тем, что мобильная роторная гидроэлектростанция, содержащая, по меньшей мере, два плавучих буля, связанных посредством каркасного основания,This technical result is achieved by the fact that a mobile rotary hydroelectric power station, containing at least two floating boules connected by means of a frame base,
на каркасном основании, на соответствующих стойках закреплены с возможностью поворота во втулках, первая и вторая горизонтальные штанги,on the frame base, on the corresponding racks, the first and second horizontal rods are fixed with the possibility of rotation in the bushings,
первая горизонтальная штанга включает связанный с ней держатель, включающий ротор, конический редуктор с рабочим валом ротора, а также выходной вал, проходящий через держатель, выполненный с возможностью передавать вращательное движение от ротора на электрогенератор, при этом держатель также включает крепежные элементы для фиксации в них обтекателя вокруг и по ширине указанного ротора,the first horizontal rod includes a holder associated with it, including a rotor, a bevel gear with a rotor working shaft, as well as an output shaft passing through the holder, configured to transmit rotational motion from the rotor to the electric generator, while the holder also includes fasteners for fixing in them fairing around and across the width of said rotor,
вторая горизонтальная штанга взаимодействует с механизмом натяжения и содержит намоточный шкив с тросом, который соединен с ротором, для осуществления его подъема-опускания,the second horizontal rod interacts with the tension mechanism and contains a winding pulley with a cable connected to the rotor to raise and lower it,
рабочий вал ротора связан с рассекателем воды, выполненным, в своей основе, в виде конуса с закругленными внутрь сторонами, вокруг рассекателя воды размещены, по меньшей мере, два опорных кольца, на которых установлены профильные лопатки, пропускающие через свою поверхность воду для создания вращательного движения ротора.the working shaft of the rotor is connected to the water divider, made, basically, in the form of a cone with sides rounded inwards, at least two support rings are placed around the water divider, on which profiled blades are installed, passing water through their surface to create a rotational movement rotor.
Механизм натяжения выполнен в виде мотор - редуктора.The tension mechanism is made in the form of a motor - reducer.
Крепежные элементы выполнены в виде проушин с отверстиями под болты.Fasteners are made in the form of eyelets with holes for bolts.
Профильные лопатки выполнены с возможностью менять угол их наклона.Profile blades are made with the ability to change their angle of inclination.
Далее, предложенное изобретение будет подробно рассмотрено с учетом иллюстраций, где на:Further, the proposed invention will be discussed in detail, taking into account the illustrations, where:
Фиг. 1 - представлена мобильная роторная гидроэлектростанция в рабочем состоянии, вид сбоку;Fig. 1 - a mobile rotary hydroelectric power station is presented in working condition, side view;
Фиг. 2 - вид А;Fig. 2 - view A;
Фиг. 3 - представлена мобильная роторная гидроэлектростанция в рабочем состоянии, вид спереди;Fig. 3 - a mobile rotary hydroelectric power station is presented in working condition, front view;
Фиг. 4 - представлена мобильная роторная гидроэлектростанция в рабочем состоянии, в изометрии;Fig. 4 - a mobile rotary hydroelectric power station is shown in working condition, in isometry;
Фиг. 5 - вид Б;Fig. 5 - view B;
Фиг. 6 - вид В;Fig. 6 - view B;
Фиг. 7 - представлена мобильная роторная гидроэлектростанция в транспортном состоянии, вид сбоку;Fig. 7 - shows a mobile rotary hydroelectric power plant in transport condition, side view;
Фиг. 8 - представлена мобильная роторная гидроэлектростанция в транспортном состоянии, вид спереди;Fig. 8 - a mobile rotary hydroelectric power station is presented in transport condition, front view;
Фиг. 9 - представлена мобильная роторная гидроэлектростанция в транспортном состоянии, в изометрии;Fig. 9 - a mobile rotary hydroelectric power station is presented in a transport state, in isometry;
Фиг. 10 - представлен ротор, вид сверху;Fig. 10 shows the rotor, top view;
Фиг. 11 - представлены лопатки;Fig. 11 - blades are presented;
Фиг. 12 - представлен ротор, вид сбоку;Fig. 12 - shows the rotor, side view;
Фиг. 13 - представлен ротор, в изометрии;Fig. 13 - the rotor is shown, in isometry;
Фиг. 14 - вид ГFig. 14 - view G
Где поз:Where pos:
1 - плавучий буль;1 - floating boule;
2 - каркасное основание;2 - frame base;
3 - стойки;3 - racks;
4 - первая горизонтальная штанга;4 - the first horizontal bar;
5 - вторая горизонтальная штанга;5 - second horizontal bar;
6 - держатель;6 - holder;
7 - крепежные элементы;7 - fasteners;
8 - обтекатель;8 - fairing;
9 - ротор;9 - rotor;
10 - конический редуктор;10 - bevel gear;
11 - рабочий вал;11 - working shaft;
12 - выходной вал;12 - output shaft;
13 - электрогенератор;13 - electric generator;
14 - намоточный шкив;14 - winding pulley;
15 - механизмом натяжения;15 - tension mechanism;
16 - трос;16 - cable;
17 - рассекатель;17 - divider;
18 - опорные кольца;18 - support rings;
19 - профильные лопатки.19 - profile blades.
Мобильная роторная гидроэлектростанция содержит, по меньшей мере, два плавучих буля 1, связанных посредством каркасного основания 2. Количество булей 1 должно быть не менее двух (с каждой стороны по булю). Для лучшей плавучести и устойчивости устройства на воде, количество булей 1 может быть увеличено, например четыре, шесть штук и пр. Материал и форма булей 1 может быть различными и не ограничиваться каким-либо выполнением, однако очевидно, они должны обеспечивать достаточную грузоподъемность и устойчивость на воде всей конструкции.The mobile rotary hydroelectric power station contains at least two
Каркасное основание 2 выполнено в виде единого каркаса, предпочтительно прямоугольной формы, например, из металлопрофиля, для обеспечения единой жесткой конструкции устройства и выполнения необходимой обвязки устройства ее узлами и элементами.The frame base 2 is made in the form of a single frame, preferably rectangular in shape, for example, from a metal profile, to provide a single rigid structure of the device and perform the necessary tying of the device with its nodes and elements.
На каркасном основании 2 выполнены две пары стоек 3, в которых закреплены с возможностью поворота во втулках, первая 4 и вторая 5 горизонтальные штанги.On the frame base 2, two pairs of
Первая 4 горизонтальная штанга включает связанный с ней держатель 6. Держатель 6 в своей конструкции включает ротор 9, конический редуктор 10 с рабочим валом 11 ротора 9, а также выходной вал 12, проходящий сквозь держатель 6, для передачи вращательного движения через указанные валы 11,12 от ротора 9 на электрогенератор 13. Конический редуктор 10 предпочтительно выполняется в толще держателя 6, для исключения попадания на него воды и обеспечения более легкого его вращения. Выходной вал 12 также предпочтительно проходит через корпус держателя 6, например, в соответствующем его внутреннем отверстии. Передача вращения с выходного вала 12 на электрогенератор 13 может осуществляться по различным схемам, как с использованием дополнительных узлов (редукторов, валов, передач), так и напрямую с выходного вала 12 на электрогенератор 13. Электрогенератор 13 может содержать генератор переменного тока и выпрямительный блок, для выравнивания вырабатываемого электрического тока.The first 4 horizontal rod includes a
Держатель 6 также включает крепежные элементы 7 для фиксации в них обтекателя 8, размещенного вокруг и по ширине ротора 9. Крепежные элементы 7 выполнены, например, в виде проушин с отверстиями под болты, для обеспечения надежной фиксации и быстрого съема обтекателя 8, в случае необходимости.The
Обтекатель 8 выполнен в виде наружного кожуха, закрывающего с боковой части элементы ротора 9, для исключения воздействия течения воды или волны или иных внешних факторов на подвижные элементы ротора 9 и препятствия вращения ротора 9, для повышения эффективности и КПД устройства. Предпочтительно выполнять обтекатель 8 в форме усеченного конуса с расширением его по ширине ротора 9.The
Вторая 5 горизонтальная штанга взаимодействует с механизмом натяжения 15. Механизм натяжения 15 предпочтительно выполнять в виде мотор - редуктора, для повышения компактности устройства, снижения веса, а также обеспечения достаточных тяговых усилий, создаваемых данным узлом.The second 5 horizontal rod interacts with the
Вторая 5 горизонтальная штанга содержит намоточный шкив 14 с тросом 16. Конструкция намоточного шкива 14 может быть различной, однако предпочтительно выполнять намоточный шкив 14 закрытым и/или с направляющей для ровной намотки, для исключения сползания с него троса 16. Трос 16 соединен с ротором 9, для осуществления его подъема-опускания при переходе устройства от сложенного (транспортируемого) состояния в рабочее, что повышает мобильность и компактность устройства, в том числе и при его транспортировке.The second 5 horizontal rod contains a winding
Далее, рассмотрим подробно конструкцию ротора 9 (см. фиг. 2). Необходимо отметить, что рассекатель 17 воды на фиг. 1 выполнен схематично.Next, consider in detail the design of the rotor 9 (see Fig. 2). It should be noted that the
Рабочий вал 11 ротора 9 связан с рассекателем 17 воды. Рассекатель 17 воды выполнен, в своей основе, в виде конуса с закругленными внутрь, под определенным радиусом изгиба, сторонами. Данное закругление рассекателя 17 воды обеспечивает перенаправление потока воды к краям рассекателя 17 на профильные лопатки 19, для повышения эффективности и КПД устройства. Профильные лопатки 19 по фиг. 1 также не показаны, а на фиг. 2 схематично изображены лишь часть профильных лопаток 19, которые распределяются по всему кругу по опорным кольцам 18.The working
Вокруг рассекателя 17 воды размещены, по меньшей мере, два опорных кольца 18, связанных с рассекателем 17 воды. Количество опорных колец 18 может быть и больше, например три, четыре и пр., что в первую очередь связано с шириной конструкции ротора 9 в целом, для обеспечения достаточной жесткости установки профильных лопаток 19.Around the
На опорных кольцах 18 устанавливаются профильные лопатки 19, пропускающие через свою поверхность воду для создания вращательного движения ротора 9. Количество профильных лопаток 19, их угол постановки, расстояние между ними подбираются исходя из условий применения устройства, скорости течения водоема, глубины водоема и прочих факторов. Предпочтительно, профильные лопатки 19 выполняются с возможностью менять угол их наклона в опорных кольцах 18. Механизм изменения угла наклона профильных лопаток 19 может быть различным, например, посредством их крепежных элементов, способных фиксировать лопатки под разными углами, или же посредством различных прорезей (прорези с различными углами установки) в опорных кольцах 18 или по иной схеме изменения угла их наклона. Наличие и конструкция данных профильных лопаток 19 обеспечивает повышение эффективности и КПД устройства.
Принцип использования предложенного изобретения следующий.The principle of using the proposed invention is as follows.
- мобильная роторная гидроэлектростанция спускается на воду и перемещается в нужную точку в транспортируемом состоянии (когда ротор 9 поднят вверх) или перемещается на транспортном средстве в транспортируемом состоянии.- mobile rotary hydropower plant is launched into the water and moves to the desired point in the transported state (when the
- мобильная роторная гидроэлектростанция разворачивается в рабочее положение, для чего механизмом натяжения 15 проворачивает вторую 5 горизонтальную штангу с намоточным шкивом 14. С намоточного шкива скручивается трос 16, который соединен с ротором 9, и происходит опускание ротора 9 в воду перпендикулярно плавучим булям 1.- the mobile rotary hydroelectric power station is turned into the working position, for which the second 5 horizontal rod with the winding
- поток воды, поступая в ротор 9, попадает на рассекатель 17 воды, по которому вода меняет свое направление и стремится к наружным краям ротора 9. Поток воды у края ротора 9 проходит через профильные лопатки 19, пропускающие через свою поверхность воду, тем самым толкая ротор 9 в одном направлении, для создания его вращательного движения.- the water flow, entering the
- вращение передается на электрогенератор 13 для выработки энергии, через рабочий вал 11, конический редуктор 10, а также выходной вал 12.- rotation is transmitted to the
Пример 1Example 1
Мобильная роторная гидроэлектростанция содержит два плавучих буля 1, связанных посредством каркасного основания 2,The mobile rotary hydroelectric power station contains two floating
на каркасном основании 2, на соответствующих стойках 3 закреплены с возможностью поворота во втулках, первая 4 и вторая 5 горизонтальные штанги,on the frame base 2, on the corresponding
первая 4 горизонтальная штанга включает связанный с ней держатель 6, включающий ротор 9, конический редуктор 10 с рабочим валом 11 ротора 9, а также выходной вал 12, передающий вращательное движение на электрогенератор 13, кроме того, держатель 6 также включает крепежные элементы 7 для фиксации в них обтекателя 8,the first 4 horizontal rod includes a
вторая 5 горизонтальная штанга взаимодействует с механизмом натяжения 15 и содержит намоточный шкив 14 с тросом 16, который соединен с ротором 9, для осуществления его подъема-опускания,the second 5 horizontal rod interacts with the
рабочий вал 11 ротора 9 связан с рассекателем 17 воды, выполненным, в своей основе, в виде конуса с закругленными внутрь сторонами, вокруг рассекателя 17 воды размещены два опорных кольца 18, на которых установлены профильные лопатки 19.the working
Пример 2Example 2
Мобильная роторная гидроэлектростанция содержит четыре плавучих буля 1, связанных посредством каркасного основания 2,The mobile rotary hydroelectric power station contains four floating
на каркасном основании 2, на соответствующих стойках 3, закреплены с возможностью поворота во втулках, первая 4 и вторая 5 горизонтальные штанги,on the frame base 2, on the corresponding
первая горизонтальная штанга 4 включает связанный с ней держатель 6, включающий ротор 9, конический редуктор 10 с рабочим валом 11 ротора 9, а также выходной вал 12, передающий вращательное движение на электрогенератор 13, кроме того, держатель 6 также включает крепежные элементы 7, выполненные в виде проушин с отверстиями под болты, для фиксации в них обтекателя 8,the first horizontal rod 4 includes a
вторая горизонтальная штанга 5 взаимодействует с механизмом натяжения 15, выполненным в виде мотор - редуктора и содержит намоточный шкив 14 с тросом 16, который соединен с ротором 9, для осуществления его подъема-опускания,the second horizontal rod 5 interacts with the
рабочий вал 11 ротора 9 связан с рассекателем 17 воды, выполненным, в своей основе, в виде конуса с закругленными внутрь сторонами, вокруг рассекателя 17 воды размещены три опорных кольца 18, на которых установлены профильные лопатки 19, выполненные с возможностью менять угол их наклона в опорных кольцах 18.the working
Предложенное изобретение обеспечивает повышение эффективности и КПД устройства с одновременной компактностью и мобильностью.The proposed invention provides an increase in the efficiency and efficiency of the device with simultaneous compactness and mobility.
Claims (8)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2796296C1 true RU2796296C1 (en) | 2023-05-22 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2359083C2 (en) * | 2005-04-01 | 2009-06-20 | Тимофеев Михаил Гаврилович | Tidal hydroelectric plant |
WO2012044267A1 (en) * | 2010-09-27 | 2012-04-05 | Remizov Pavlo Pavlovich | "cascade-m" hydrodynamic device |
RU2459110C2 (en) * | 2007-04-11 | 2012-08-20 | Оупенхайдроу Груп Лимитед | System and method of mounting hydroelectric turbine |
RU187302U1 (en) * | 2018-09-13 | 2019-02-28 | Тамирлан Рустамович Нагоев | Floating mini-hydroelectric power station Nagoyeva TR |
RU2742012C2 (en) * | 2015-02-12 | 2021-02-01 | Хайдроукайнетик Энерджи Корп | Unidirectional hydrokinetic turbine (variants) and enclosure for such a turbine |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2359083C2 (en) * | 2005-04-01 | 2009-06-20 | Тимофеев Михаил Гаврилович | Tidal hydroelectric plant |
RU2459110C2 (en) * | 2007-04-11 | 2012-08-20 | Оупенхайдроу Груп Лимитед | System and method of mounting hydroelectric turbine |
WO2012044267A1 (en) * | 2010-09-27 | 2012-04-05 | Remizov Pavlo Pavlovich | "cascade-m" hydrodynamic device |
RU2742012C2 (en) * | 2015-02-12 | 2021-02-01 | Хайдроукайнетик Энерджи Корп | Unidirectional hydrokinetic turbine (variants) and enclosure for such a turbine |
RU187302U1 (en) * | 2018-09-13 | 2019-02-28 | Тамирлан Рустамович Нагоев | Floating mini-hydroelectric power station Nagoyeva TR |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10253748B2 (en) | Water wave-type power generating device | |
CN103089531B (en) | Ocean wave energy generating set | |
EP1960659B1 (en) | Tidal stream energy conversion system | |
JP2004534175A (en) | Plant, generator and propeller elements for producing energy from water streams | |
KR20060090832A (en) | A system of underwater power generation | |
EP1686262A2 (en) | Hydro electric generator | |
KR101309124B1 (en) | Vortex-Induced Vibration by Lift-generating plant and Parallelogram Quadric crank mechanism | |
AU2005250508B2 (en) | A system of underwater power generation | |
US7841830B1 (en) | River power megawatts producer | |
CN104533699A (en) | Vertical shaft tidal current energy power generating device and application thereof | |
WO2012034026A1 (en) | Apparatus and method for generating power from a fluid current | |
CN102713259B (en) | Wave current plant and method thereof | |
KR101012094B1 (en) | Tidal Current Power Plant | |
RU2796296C1 (en) | Mobile rotary hydroelectric power plant | |
WO2010082011A4 (en) | River / tidal energy converter | |
JP2002310054A (en) | Tidal current power generator | |
KR20160039387A (en) | Tidal current generation apparatus | |
RU2674827C1 (en) | Energy generator by means tide | |
CA2637372A1 (en) | A system of underwater power generation | |
JP2004270674A (en) | Flowing water energy collector | |
US4421991A (en) | Wave powered electrical generator | |
RU214897U1 (en) | MARINE HYDRO WIND POWER PLANT | |
RU2802909C1 (en) | Mobile rotary wind power plant | |
WO2008025802A1 (en) | Blade device to produce energy | |
GB2356430A (en) | Wave energy convertor |