RU23317U1 - Автономная водопогруженная свободнопоточная микрогидроэлектростанция - Google Patents

Description

:,2r- 0:

Объект-устройство МКИ: F03B 13/00,17/06, 7/00

АВТОНОМНАЯ ВОДОНОГРУЖЕННАЯ СВОБОДНОПОТОЧНАЯ МИКРОГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ.

Полезная модель относится к гидроэнергетике, в частности к водопогруженнымсвободнопоточныммикрогидроэлектростанциям

предназначенным для всесезонного стабильного снабжения автономных потребителей электроэнергией и может быть использована для энергообеспечения фермерских хозяйств, метеостанций, геологоразведки и т.п. категорий потребителей.

Известна автономная водопогруженная свободнопоточная микрогидроэлектростанция по а.с. № 1701974, принятая за прототип, содержащая многоступенчатую осевую турбину, установленную в подшипниках передней и задней опор, жестко закрепленных в грунте дна реки, причем ротор турбины кинематически связан через зубчатую передачу с валом электрогенератора, сужающийся водоприемник, статор с прикрепленными к нему направляющими лопатками, водоотводящую приставку, расположенную за турбиной, сопло с водоприемными патрубками, а также электрогенератор, установленный над уровнем воды в реке. Зубчатая передача при этом расположена в гондоле.

Общими с предлагаемым техническим решением являются следующие существенные признаки -автономная свободнопоточная

микрогидроэлектростанция содержит электрогенератор,неподвижно

закрепленный водопогруженный модуль, включающий гидротурбину с горизонтальной осью вращения, соединенной через расположенную в гондоле зубчатую передачу с валом электрогенератора.

Данной, принятой в качестве прототипа автономной свободнопоточной микрогидроэлектростанции присущи следующие недостатки:

-размещение электрогенератора над уровнем воды требует применения конструктивно достаточно сложного дополнительного устройства для фиксации его на водопогруженном модуле, а также решения проблемы колебания уровня воды, работы в зимний и особенно весенний (таяния льда и ледохода) периоды;

-конструкция турбины не защищает ее от попадания посторонних плавающих в водопотоке предметов и соответственно от ее поломки;

-отсутствует система регулирования частоты вращения ротора генератора и его выходной мощности при изменении нагрузки потребителя и скорости водопотока в меженные периоды, что, в итоге, не обеспечивает необходимого качества электроэнергии на клеммах потребителя.

Для достижения указанного технического результата - обеспечения всесезонности работы и упрощения конструкции, в автономной свободнопоточной микрогидроэлектростанции, содержащей электрогенератор, неподвижно закрепленный водопогруженный модуль, включающий гидротурбину с горизонтальной осью вращения, соединенной через расположенную в гондоле зубчатую передачу с валом электрогенератора, электрогенератор размещен ниже уровня воды и установлен в герметичном корпусе, соединенном с гондолой мультипликатора вертикально расположенной герметичной трубой, размеры которой выбраны исходя из условия образования в районе электрогенератора воздушной подушки достаточной для предотвращения проникновения воды в корпус электрогенератора. Для предотвращения поломок, связанных с попаданием в турбину посторонних предметов, водопогруженный модуль дополнительно содержит коническую решетку, расположенную на входе диффузора перед гидротурбиной. С целью повышения качества вырабатываемой электроэнергии для регулирования скорости вращения, лопасти гидротурбины имеют профиль типа «Эсперо и линейную крутку концевого сечения относительно корневого, обеспечивающие срыв водопотока, а для управления вырабатываемой электроэнергией гидроэлектростанция дополнительно содержит соединенный с электрогенератором водостойким электрокабелем наземный блок, содержащий электро-распределительное устройство, блок управления и управляемую балластную нагрузку. Кроме того, для увеличения мощности за счет создаваемого за гидротурбиной разрежения, водопогруженный модуль дополнительно содержит выполняющий функции корпуса диффузор, в котором размещены гидротурбина и гондола. А для уменьшения размеров электрогенератора, располагаемая в гондоле зубчатая передача выполнена в виде мультипликатора.

Отличительнымипризнакамипредлагаемойавтономной

свободнопоточной водопогруженную микрогидроэлектростанции от известной, принятой за прототип, являются следующие признаки:

электрогенератор размещен ниже уровня воды и установлен в герметичном корпусе, соединенном с гондолой мультипликатора вертикально расположенной герметичной трубой, размеры которой выбраны исходя из условия образования в районе электрогенератора воздушной подушки достаточной для предотвращения проникновения воды в корпус электрогенератора;

-водопогруженный модуль содержит выполняющий функции корпуса диффузор, в котором размещены гидротурбина и гондола;

-зубчатая передача выполнена в виде мультипликатора;

-водопогружной модуль содержит коническую решетку, расположенную на входе диффузора перед гидротурбиной;

лопасти гидротурбины имеют профиль типа «Эсперо и линейную крутку концевого сечения относительно корневого;

электрораспределительное устройство, блок управления и управляемую балластную нагрузку.

Благодаря наличию указанных отличительных признаков в совокупности с известными (указанными в ограничительной части формулы), достигается следующий технический результат - обеспечивается надежная всесезонная работа гидроэлектростанции, упрощается ее конструкция и уменьшаются размеры, а также производится регулирование вырабатываемой электроэнергии.

В результате поиска по источникам патентной и научно-технической информации совокупность признаков, характеризующая предлагаемую автономную свободнопоточную водопогруженную микрогидроэлектростанцию, не была обнаружена. Таким образом, предлагаемая полезная модель соответствует критерию охраноспособности новое.

Предложенное техническое решение может найти применение в конструкциях микрогидроэлектростанций, применяемых для всесезонного стабильного снабжения электроэнергией автономных потребителей, таких как фермерские хозяйства, метеостанции, геологоразведка и т.п. категорий потребителей, подключение которых к централизованной сети невыгодно или невозможно.

Изобретение поясняется чертежем фиг. 1.

Представленная на фиг. 1 автономная свободнопоточная водопогруженная микрогидроэлектростанция состоит из водопогруженного модуля 1 и наземного блока 12. Водопогруженный модуль 1 содержит выполняющий функции корпуса диффузор 4 с защитной рещеткой 2, гидротурбину 3 с горизонтальной осью вращения, передающей крутящий момент через главный вал 5 и мультипликатор 6 на вал 8 электрогенератора 7. Трансмиссия от гидротурбины 3 к электрогенератору 7 помещена в гондоле 9. Гондола 9 соединена с герметичным корпусом электрогенератора 7 вертикально расположенной герметичной трубой 10. Наземный блок 12, соединенный с электрогенератором 7 водостойким электрокабелем 11, содержит электрораспределительное устройство нагрузки потребителя 13, управляемую балластную нагрузку 14 и блок управления 15.

Автономнаясвободнопоточнаяводопогруженная

микрогидроэлектростанция работает следующим образом.

В водопогруженном модуле 1 поток воды проходит через задерживающую посторонние предметы коническую рещетку 2, и, увеличивая скорость за счет разрежения создаваемого диффузором 4, поступает на лопасти гидротурбины 3, которые вращаясь передают крутящий момент через главный вал 5 и расположенный в гондоле 9 мультипликатор 6 на вал 8 электрогенератора 7. При этом при скоростях течения выше расчетных на лопастях гидротурбины происходит срыв водопотока, что ограничивает крутящий момент гидротурбины. Вырабатываемая электрогенератором 7 энергия по водостойкому электрокабелю 11 передается в наземный блок 12, где в результате совместной работы электрораспределительного устройства 13, управляемой балластной нагрузки 14 и блока управления 15 поддерживается необходимый баланс вырабатываемой и потребляемой мощностей.

Claims (6)

1. Автономная свободнопоточная микрогидроэлектростанция, содержащая электрогенератор, неподвижно закрепленный водопогруженный модуль, включающий гидротурбину с горизонтальной осью вращения, соединенной через расположенную в гондоле зубчатую передачу с валом электрогенератора, отличающаяся тем, что электрогенератор размещен ниже уровня воды и установлен в герметичном корпусе, соединенном с гондолой мультипликатора вертикально расположенной герметичной трубой, размеры которой выбраны исходя из условия образования в районе электрогенератора воздушной подушки, достаточной для предотвращения проникновения воды в корпус электрогенератора.

2. Автономная микрогидроэлектростанция по п.1, отличающаяся тем, что водопогруженный модуль дополнительно содержит выполняющий функции корпуса диффузор, в котором размещены гидротурбина и гондола.

3. Автономная микрогидроэлектростанция по п.1 или 2, отличающаяся тем, что зубчатая передача выполнена в виде мультипликатора.

4. Автономная микрогидроэлектростанция по любому из пп.2 и 3, отличающаяся тем, что водопогружной модуль дополнительно содержит коническую решетку, расположенную на входе диффузора перед гидротурбиной.

5. Автономная микрогидроэлектростанция по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что лопасти гидротурбины имеют профиль типа "Эсперо" и линейную крутку концевого сечения относительно корневого.

6. Автономная микрогидроэлектростанция по любому из пп.1-5, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит соединенный с электрогенератором водостойким электрокабелем наземный блок, содержащий электрораспределительное устройство, блок управления и управляемую балластную нагрузку.