ГИДРОАККУМУЛИРУЮЩАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ Российский патент 1995 года по МПК F03B13/00 

Изобретение относится к гидроэнергетике и может быть использовано для выработки электроэнергии без ущерба экологии на существующих водохранилищах с минимальным сбросом и давлением воды.

Известна ГАЭС, включающая верхние и нижние бассейны, тоннели турбонасосного агрегата, генератор.

Недостатком станций являются большие энергозатраты при строительстве, нестабильность выработки электроэнергии с переброской воды в верхнее водохранилище.

Известна также энергонакопительная гидроэлектростанция (ЭНГЭС), недостатком которой являются большие энергозатраты при строительстве и эксплуатации с затапливанием дополнительных территорий, осложняя экологическую обстановку.

Цель изобретения выработать максимум энергии на существующих водохранилищах, свести к минимуму энергозатраты при строительстве и эксплуатации, не осложняя при этом экологической обстановки.

Поставленная цель достигается тем, что через существующую плотину устанавливают трубы-сифоны, по которым воду подают на турбины, которые при помощи приводного устройства вращательное движение передают через аккумулирующее устройство на генератор.

На чертеже схематически изображена ГАЭС.

ГАЭС включает водохранилище 1, плотину 2, трубы-сифоны 3, станины 4, турбины 5, которые жестко закреплены на валах 7, на которые также жестко установлены взаимосвязанные между собой шестерни 6, имеющие кривошипы 8, на которые шарнирно установлен многоплечий раздвижной толкатель 9, противоположной стороной шарнирно связанный с коромыслом 13, которое неравномерно установлено относительно к точке опоры 15 и балансируется противовесами 14. Большим плечом коромысло шарнирно прикреплено к полому направляющему маховику 11, который шарнирно установлен на валу 10, прикрепленному к станине 4, причем полость маховика заполнена жидкостью 12. Малым плечом коромысло прикреплено шарнирно к силовому полому маховику 16, полость которого также заполнена жидкостью 12, и жестко закрепленному на валу 17. Одна из приводных взаимосвязанных шестерен 18 (ведущая) жестко установлена на том же валу, что и маховик, ведома шестерня установлена на другом валу. Шестерни 18 имеют кривошипы 19, на которых шарнирно закреплен толкатель 20, который противоположной стороной прикреплен шарнирно к кривошипу 21 маховика 22, жестко прикрепленного к валу 23.

ГАЭС работает следующим образом.

Вода с водохранилища 1 по трубам 3 проходит к турбине 5 приводит ее вместе с валом 7 и приводные шестерни 6 во вращательное движение, благодаря кривошипам приводят в возвратно-поступательное движение толкатель 9, который увлекает за собой коромысло 13, последнее направляющий маховик 11, который задает коромыслу установку вращательного движения. Коромысло через точку опоры 15 вращательное движение передает силовому маховику 16, который через вал 17, ведущую шестерню 18, последняя ведомую и вместе при помощи кривошипов 19 приводят в возвратно-поступательное движение. Многоплечий раздвижной толкатель 20 через кривошип 21 приводит во вращательное движение маховик 22, который через вал 23 приводит в работу генератор 24.

Изобретение позволяет выработать максимум электроэнергии за счет аккумулирующего передаточного механизма, в котором установка коромысла неравномерно к точке опоры и задействовании при этом дополнительных механизмов (в данном случае приводные шестерни с толкателем) сопровождается выигрышем в силе без проигрыша в пути, например, путь приводных шестерен и малого плеча рычага.

Установка направляющего маховика, который задает коромыслу и установке в целом вращательное движение, предотвращает тем самым возникновение мертвых точек. Установка противовесов на коромысло при вращательном движении способствует накоплению кинетической энергии. Установка полых маховиков, заполненных жидкостью и являющихся аккумуляторами кинетической энергии, также способствует минимальным энергозатратам при запуске установки в работу (при минимальных оборотах жидкость как-бы проскальзывает и только при достаточных оборотах вращается вместе с корпусом маховиков). Изменение моментов сил происходит при помощи приводных шестерен с толкателя на коромысло, а также приводных шестерен с толкателем на маховик генератора.

Предлагаемая установка обладает большими инерционными силами, которые служат аккумулятором кинетической энергии.

Отпадает надобность в большом сбросе воды и возврате ее обратно, так как силу на выходе к генератору увеличивают механической передачей данной установки, что дает возможность широко применять ее на водохранилищах с малым сбросом воды и выработать максимальное число электроэнергии, не нарушая при этом экологической обстановки.

Использование: в гидроэнергетике. Сущность изобретения: водовод выполнен в виде трубы, связывающей через плотину водохранилище с турбиной. Турбина жестко закреплена на валу, конец которого выведен из корпуса и соединен с генератором. Соединение выполнено в виде кинематической связи, имеющей две взаимносвязанные турбинные шестерни. Одна шестерня жестко закреплена на валу турбины. Коромысло с противовесами для его балансировки шарнирно установлено в опоре с образованием неравноплечего рычага. Направляющий и силовой маховики шарнирно закреплены на плечах коромысла. Вудущая и ведомая взаимносвязанные шестерни устоновлены на валах, причем ведущая закреплена на валу силового маховика. Раздвижной толкатель турбинных шестерен шарнирно соединен одним концом с кривошипами этих шестерен, другим концом - с коромыслом. Раздвижной толкатель ведущей и ведомой шестерен шарнирно соединен одним концом с кривошипами этих шестерен, другим - с кривошипом маховика вала генератора. 1 ил.

ГИДРОАККУМУЛИРУЮЩАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ, содержащая генератор с валом, корпус, турбину с валом, водохранилище с плотиной и водовод, выполненный в виде трубы, связывающей через плотину водохранилище с турбиной, жестко закрепленной на валу, конец которого выведен из корпуса и соединен с генератором, отличающаяся тем, что соединение конца вала турбины с генератором выполнено в виде кинематической связи, имеющей две взаимосвязанных турбинных шестерни, одна из которых жестко закреплена на валу турбины, их кривошипы и раздвижной толкатель, коромысло с противовесами для его балансировки, шарнирно установленное в опоре с образованием неравноплечего рычага, направляющий и силовой маховики, шарнирно закрепленные на плечах коромысла и установленные на валах, ведущую и ведомую взаимосвязанные шестерни, первая из которых жестко закреплена на валу силового маховика, их кривошипы и развижной толкатель, маховик вала генератора и его кривошип, причем раздвижной толкатель турбинных шестерен шарнирно соединен одним концом с кривошипами шестерен, а другим концом с коромыслом, а раздвижной толкатель ведущей и ведомой шестерен шарнирно соединен одним концом с кривошипами ведущей и ведомой шестерен, а другим с кривошипом маховика вала генератора.