RU2258154C2 - Hydroelectric plant - Google Patents
Hydroelectric plant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2258154C2 RU2258154C2 RU2003127313/06A RU2003127313A RU2258154C2 RU 2258154 C2 RU2258154 C2 RU 2258154C2 RU 2003127313/06 A RU2003127313/06 A RU 2003127313/06A RU 2003127313 A RU2003127313 A RU 2003127313A RU 2258154 C2 RU2258154 C2 RU 2258154C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- water wheel
- wheel
- electric generator
- shaft
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 68
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 22
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 5
- XUKUURHRXDUEBC-KAYWLYCHSA-N Atorvastatin Chemical compound C=1C=CC=CC=1C1=C(C=2C=CC(F)=CC=2)N(CC[C@@H](O)C[C@@H](O)CC(O)=O)C(C(C)C)=C1C(=O)NC1=CC=CC=C1 XUKUURHRXDUEBC-KAYWLYCHSA-N 0.000 claims 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 4
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 4
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 4
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
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
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
- Hydraulic Turbines (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к гидроэнергетике и касается установок, использующих течение воды для производства электроэнергии и перекачки воды, например в оросительных системах.The invention relates to hydropower and relates to installations using the flow of water to generate electricity and pump water, for example in irrigation systems.
Известно устройство для генерирования электроэнергии за счет использования кинетической энергии воды, содержащее корпус плавсредства с водопроводящим каналом, лопастные колеса с криволинейными лопастями, закрепленные на валах, кинематически связанных с электрогенератором (см. RU 2049924 С1, МПК6 F 03 В 7/00,17/00, 1995).A device is known for generating electricity through the use of kinetic energy of water, comprising a watercraft body with a water supply channel, impeller wheels with curved blades mounted on shafts kinematically connected with an electric generator (see RU 2049924 C1, IPC 6 F 03
Технический недостаток известного устройства для генерирования электроэнергии за счет течения воды: сложность конструкции и, как следствие, недостаточная высокая надежность; наличие большого количества генераторов, что диктует необходимость сложной синхронизации вырабатываемого электротока.The technical disadvantage of the known device for generating electricity through the flow of water: the complexity of the design and, as a result, insufficient high reliability; the presence of a large number of generators, which dictates the need for complex synchronization of the generated electric current.
Известна также гидроэлектрическая установка, содержащая плавучее основание, выполненное в виде катамарана, между корпусами которого образован канал, размещенный в последнем транспортер с валами и бесконечной лентой с закрепленными на ней лопатками, и электрогенератор, кинематически связанный с валом транспортера (SU 1474317 А1, МПК4 F 03 В 7/00, 1989).Also known is a hydroelectric installation containing a floating base made in the form of a catamaran, between the bodies of which a channel is formed, located in the last conveyor with shafts and an endless belt with blades fixed on it, and an electric generator kinematically connected with the conveyor shaft (SU 1474317 A1, IPC 4 F 03
Технический недостаток данной установки: недостаточная надежность из-за наличия работающей в воде транспортерной ленты; нерациональный режим работы электрогенератора, функционирующего на малых оборотах из-за отсутствия повышающей передачи; ограниченные функциональные возможности из-за отсутствия средств для перекачки воды, что отрицательно сказывается на водообеспечении оросительных систем.Technical disadvantage of this installation: insufficient reliability due to the presence of a conveyor belt operating in water; irrational mode of operation of the generator operating at low speeds due to the lack of overdrive; limited functionality due to the lack of funds for pumping water, which negatively affects the water supply of irrigation systems.
Наиболее близким к заявленному устройству является гидроэлектрическая установка, описанная в заявке Франции №1175566, МПК F 03 B 7/00, 27.03.1959.Closest to the claimed device is a hydroelectric installation described in the application of France No. 1175566, IPC F 03
Известная гидроэлектрическая установка содержит плавучее основание, выполненное в виде катамарана, между корпусами которого образован канал, размещенное в последнем водяное колесо с закрепленными на его наружной поверхности лопатками и электрогенератор, кинематически связанный с валом водяного колеса, при этом диаметр водяного колеса меньше его длины.The known hydroelectric installation contains a floating base made in the form of a catamaran, between the bodies of which a channel is formed, located in the last water wheel with blades fixed on its outer surface and an electric generator kinematically connected with the water wheel shaft, while the diameter of the water wheel is less than its length.
Однако и данная установка не обеспечивает надежность работы и оптимизацию режима работы электрогенератора.However, this installation does not provide reliable operation and optimization of the operating mode of the generator.
Задачей изобретения является повышение надежности и расширение функциональных возможностей установки, оптимизация режима работы электрогенератора.The objective of the invention is to increase reliability and expand the functionality of the installation, optimization of the operating mode of the generator.
Указанный технический результат достигается за счет того, что гидроэлектрическая установка содержит плавучее основание, выполненное в виде катамарана, между корпусами которого образован канал, размещенное в последнем водяное колесо с закрепленными на его наружной поверхности лопатками и электрогенератор, кинематически связанный с валом водяного колеса, при этом диаметр водяного колеса меньше его длины. Торцы водяного колеса закрыты, фронтальный профиль лопаток водяного колеса выполнен по логарифмической спирали. Установка снабжена водяным насосом, привод электрогенератора выполнен в виде размещенной внутри колеса повышающей зубчатой волновой передачи - мультипликатора, гибкое колесо которого связано с торцом водяного колеса, выходной вал мультипликатора совмещен с валами водяного колеса и электрогенератора, который посредством повышающей ременной передачи связан с водяным насосом, ведущий шкив ременной передачи установлен на валу электрогенератора, при этом на валах ременной передачи установлены управляемые муфты. При этом отношение диаметра к длине водяного колеса составляет 1:1,3...1:2,0.The specified technical result is achieved due to the fact that the hydroelectric installation contains a floating base made in the form of a catamaran, between the bodies of which a channel is formed, placed in the last water wheel with blades fixed on its outer surface and an electric generator kinematically connected with the water wheel shaft, while the diameter of the water wheel is less than its length. The ends of the water wheel are closed, the frontal profile of the blades of the water wheel is made along a logarithmic spiral. The installation is equipped with a water pump, the generator’s drive is made in the form of an increasing gear wave transmission located inside the wheel — a multiplier, the flexible wheel of which is connected to the end of the water wheel, the output shaft of the multiplier is combined with the shafts of the water wheel and the generator, which is connected to the water pump by means of an increase belt drive, drive belt pulley mounted on the shaft of the generator, while on the shafts of the belt drive mounted controlled clutch. The ratio of the diameter to the length of the water wheel is 1: 1.3 ... 1: 2.0.
Изобретение поясняется графическим материалом.The invention is illustrated by graphic material.
На фиг.1 изображен общий вид гидроэлектрической установки, вид в плане; на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.3 - кинематическая схема установки.Figure 1 shows a General view of a hydroelectric installation, a plan view; figure 2 - a view of figure 1; figure 3 is a kinematic diagram of the installation.
Гидроэлектрическая установка содержит плавучее основание в виде катамарана 1, между корпусами 2 которого образован рабочий канал 3. В последнем размещено водяное колесо 4, у которого диаметр D меньше длины L. На наружной поверхности колеса 4 закреплены лопатки 5, фронтальный профиль которых выполнен по логарифмической спирали. Внутри колеса 4 размещен мультипликатор 6, выходной вал 7 которого совмещен с валом колеса 4 и кинематически связан с электрогенератором 8 и дополнительно снабжен водяным насосом 9. На входе в рабочий канал 3 предусмотрена сетка 10, между корпусами 2 установлены мостки 11, охватывающие водяное колесо 4.The hydroelectric installation contains a floating base in the form of a catamaran 1, between the bodies 2 of which a working channel 3 is formed. The latter has a
Мультипликатор 6 выполнен в виде повышающей зубчатой волновой передачи; в ней наружное зубчатое колесо 12 с внутренним зацеплением снабжено фланцем 13, жестко соединенным с выходным валом 7, который выведен за пределы торца 14 водяного колеса 4. Продолжением гибкого зубчатого колеса 15 (с наружными зубьями) является гибкая цилиндрическая обечайка 16, скрепленная с противоположным торцом 17 водяного колеса. Генератор волн (водило) 18 мультипликатора скреплен с неподвижным валом 19, который выведен за пределы торца 17 и зафиксирован от поворота. Генератор волн 18 снабжен роликами, их количество равно, как правило, двум.The multiplier 6 is made in the form of an increasing gear wave transmission; in it, the
Между валами 19 и 7 мультипликатора и соответствующими торцами 17 и 14 водяного колеса 4 предусмотрены уплотнения, вследствие чего внутренняя полость водяного колеса 4 (с мультипликатором 6) герметизирована.Between the
На валу 7 (сбоку водяного колеса 4) установлен ведущий шкив 20 ременной передачи 21, являющейся кинематической связью между валом 7, электрогенератором 8 и водяным насосом 9. Ременная передача выполнена повышающей, ведущий шкив 20 которой имеет больший диаметр; вал этого шкива посредством управляемой муфты 22 связан с генератором. Ведомый шкив 23 (меньшего диаметра) ременной передачи 21 посредством своей управляемой муфты 24 связан с насосом 9, имеющим всасывающий 25 и нагнетательный 26 патрубки. Расчетная частота вращения: водяного колеса 4 nк=100 мин-1; электрогенератора 8 nг=1500 мин-1; водяного насоса 9 nн=3000 мин-1. В связи с этим ориентировочные передаточные числа повышающих передач: мультипликатора 6 iм=nк/nг≈0,067; ременной передачи 21 iп=nг/nн=0,5; как известно, мультипликатор - повышающая зубчатая волновая передача может обеспечить и меньшие значения передаточных чисел. Отношение диаметра к длине водяного колеса 4 D:L=1:1,3...1:2,0 (подтверждено экспериментально на лабораторной установке). Установка может быть снабжена якорями 27.A
Гидроэлектрическая установка работает следующим образом. Установка используется, как правило, на малых реках, в том числе у водозаборов для оросительных систем. Установку буксируют на намеченное место с помощью, например, якорей 27. Вода устремляется в рабочий канал 3 между корпусами 2 плавучего основания - катамарана 1. За счет сужения потока в канале 3 скорость течения воды возрастает, после чего поток воды воздействует на лопатки 5 водяного колеса 4 и приводит его во вращение в опорах основания 1. За счет выполнения фронтальных профилей лопаток 5 по логарифмической спирали снижаются гидравлические потери в процессе преобразования энергии потока воды в механическую энергию вращающегося водяного колеса 4.Hydroelectric installation works as follows. The installation is used, as a rule, on small rivers, including water intakes for irrigation systems. The installation is towed to the intended place using, for example, anchors 27. Water rushes into the working channel 3 between the hulls 2 of the floating base - the catamaran 1. Due to the narrowing of the flow in the channel 3, the water flow rate increases, after which the water flow acts on the blades 5 of the
Колесо 4, вращаясь, увлекает за собой (своим торцом 17) гибкую цилиндрическую обечайку 16 и связанное с ней гибкое зубчатое колесо 15 (с наружными зубьями). За счет того, что на гибкое колесо (с его внутренней стороны) своими роликами воздействует генератор волн 18 - с двух сторон, зубья гибкого колеса 15 в двух местах входят в зацепление с внутренними зубьями наружного зубчатого колеса 12. На гибком зубчатом колесе 15 количество зубьев z1 меньше числа зубьев z2 наружного зубчатого колеса 12 (z1<Z2; Z2-Z1=k), при этом k равно или кратно числу волн-роликов генератора 18. Вследствие этого наружное зубчатое колесо 12 вовлекается в ускоренное вращение с передаточным отношением мультипликатора 6 км=к/z2.
Выходной вал 7 мультипликатора 6 приводит во вращение ведущий шкив 20, который посредством повышающей ременной передачи 21 приводит во вращение ведомый шкив 23. В зависимости от условий эксплуатации возможны, по крайней мере, три режима работы гидроэлектрической установки:The
1) электрогенератор 8 задействован, водяной насос 9 не используется (в этом режиме управляемая муфта 22 включена, муфта 24 выключена, ведомый шкив 23 вращается вхолостую);1) the
2) задействован водяной насос 9, генератор 8 не используется (управляемая муфта 24 включена, муфта 22 выключена, повышающая ременная передача 21 находится под нагрузкой);2) the
3) задействованы и работают совместно генератор 8 и насос 9 (обе управляемые муфты 22 и 24 включены, ременная передача 21 находится под нагрузкой). Совместная работа генератора 8 и насоса 9 возможна при интенсивном потоке воды в реке или при ограниченной потребности в электроэнергии. При работе водяного насоса 9 вода забирается из реки посредством всасывающего патрубка 25 и подается в водную, например оросительную, магистраль через нагнетательный патрубок 26.3) the
Таким образом, указанные режимы работы установки достигаются при простой кинематической схеме, вследствие чего возрастает надежность работы системы, а генератор и насос задействуются при оптимальной частоте вращения. Наряду с этим обеспечивается расширение функциональных возможностей установки и рациональное использование энергии воды.Thus, the specified operating modes of the installation are achieved with a simple kinematic scheme, as a result of which the reliability of the system increases, and the generator and pump are activated at the optimal speed. Along with this, the expansion of the installation functionality and rational use of water energy is provided.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003127313/06A RU2258154C2 (en) | 2003-09-08 | 2003-09-08 | Hydroelectric plant |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003127313/06A RU2258154C2 (en) | 2003-09-08 | 2003-09-08 | Hydroelectric plant |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2003127313A RU2003127313A (en) | 2005-03-20 |
| RU2258154C2 true RU2258154C2 (en) | 2005-08-10 |
Family
ID=35453906
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003127313/06A RU2258154C2 (en) | 2003-09-08 | 2003-09-08 | Hydroelectric plant |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2258154C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007023432A3 (en) * | 2005-08-22 | 2007-07-19 | Pieter Malan | Water barricade incorporating floating waterwheel |
| RU2474724C1 (en) * | 2011-11-11 | 2013-02-10 | Павел Николаевич Манташьян | Hydro-electric plant |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2555663A1 (en) * | 1975-12-11 | 1977-06-30 | Georg Weiss | Energy generator for land cultivation and stream clearance - has liftable float:supported paddle wheels in stream for electricity generation |
| DE3241469A1 (en) * | 1982-11-10 | 1983-07-14 | Rolf M. 1000 Berlin Schöpflin | Power flow roller |
| GB2223063A (en) * | 1988-09-26 | 1990-03-28 | Allen Royston Howard Bissex | Water powered floating electric generator |
| RU2168066C2 (en) * | 1995-07-10 | 2001-05-27 | Джейден Дэвид Хармэн | Rotor, device converting energy of liquid medium flow, device forming fluid medium flow (versions) and pump |
-
2003
- 2003-09-08 RU RU2003127313/06A patent/RU2258154C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2555663A1 (en) * | 1975-12-11 | 1977-06-30 | Georg Weiss | Energy generator for land cultivation and stream clearance - has liftable float:supported paddle wheels in stream for electricity generation |
| DE3241469A1 (en) * | 1982-11-10 | 1983-07-14 | Rolf M. 1000 Berlin Schöpflin | Power flow roller |
| GB2223063A (en) * | 1988-09-26 | 1990-03-28 | Allen Royston Howard Bissex | Water powered floating electric generator |
| RU2168066C2 (en) * | 1995-07-10 | 2001-05-27 | Джейден Дэвид Хармэн | Rotor, device converting energy of liquid medium flow, device forming fluid medium flow (versions) and pump |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007023432A3 (en) * | 2005-08-22 | 2007-07-19 | Pieter Malan | Water barricade incorporating floating waterwheel |
| RU2474724C1 (en) * | 2011-11-11 | 2013-02-10 | Павел Николаевич Манташьян | Hydro-electric plant |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2003127313A (en) | 2005-03-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8350400B2 (en) | Ribbon drive power generation and method of use | |
| US4524285A (en) | Hydro-current energy converter | |
| CN110594083B (en) | Parallel hydroelectric power generation equipment | |
| EP2185811A2 (en) | Magnus force fluid flow energy harvester | |
| JP2011529541A (en) | Power generation equipment using continuous fluid, especially wind power generation equipment | |
| CN112074661A (en) | Hydroelectric generator | |
| WO2010086958A1 (en) | Hydraulic power generation device | |
| JP6168269B2 (en) | Fluid machinery and fluid plant | |
| RU2258154C2 (en) | Hydroelectric plant | |
| CN104976031A (en) | High-voltage outward-transmission spiral-groove electricity generating system | |
| KR20040033160A (en) | Current energy power generation apparatus using impeller type water mill | |
| KR20100103121A (en) | Tidal current power plant | |
| BG110063A (en) | Pontoon water-power station | |
| CN2119509U (en) | Generating ship with multi-water turbine | |
| CN2213869Y (en) | Float type power station | |
| US20200011286A1 (en) | Floating drum turbine for electricity generation | |
| CN218644395U (en) | Cylindrical paddle and hydroelectric generation device | |
| CN104976062A (en) | High-voltage outer transmission electricity generating system with threaded concave walls | |
| CN113431728A (en) | Power generation device capable of enabling low-water-head micro-water source to generate high-efficiency energy | |
| RU2474724C1 (en) | Hydro-electric plant | |
| KR20100010406A (en) | Ship having apparatus which generates power and electricity using the force of water and wind | |
| WO2012100128A2 (en) | Hydroelectric power generating system | |
| US20050132700A1 (en) | Converting energy from flowing fluids into electrical energy | |
| JPH0518345A (en) | Submerged type propeller power generation device | |
| CN212079500U (en) | Follow current power generation system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060909 |