ГИДРОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА Российский патент 1995 года по МПК F03B7/00 

Изобретение относится к гидроэнергетике и может быть использовано для выработки электроэнергии путем использования кинетической энергии рек и водотоков.

Наиболее близкой к изобретению является гидроэлектрическая установка, содержащая роторную гидротурбину с лопастями и валом, кинематически связанным с генератором.

Недостатками такой установки являются низкая мощность и сложность эксплуатации установки.

Цель изобретения увеличение мощности и упрощение эксплуатации установки.

Цель достигается тем, что установка дополнительно содержит насос, при этом лопасти гидротурбины выполнены в виде пустотелых тел вращения, стенки которых снабжены тангенциальными щелями сообщающееся с насосом, а также тем, что установка снабжена устройством регулирования подачи воды в тангенциальные щели.

На фиг. 1 изображена гидроэлектрическая установка; на фиг.2 сечение А-А на фиг.1.

Гидроэлектрическая установка содержит гидротурбину с ротором 1, валом 2 ротора 1, корпусом 3, лопасти 4, выполненные в виде пустотелых тел вращения, стенки которых снабжены тангенциальными щелями 5, генератор 6, мультипликатор 7, соединенный с валом 2 ротора 1 муфтой 8, насос 9, подключенный через трубопровод 10 к кольцевой камере 11, выполненной в корпусе 3 и ограниченной с внутренней стороны внешней поверхностью вала 2, устройство 12 регулирования подачи воды в тангенциальные щели 5, центральный канал 13, выполненный на конце вала 2 и сообщающийся с кольцевой камерой 11 через окна 14, а через радиальные каналы 15 в роторе 1 с полостями 16 в лопастях 4, уплотнения 19, размещенные между торцовыми стенками 17 и 18 кольцевой камеры 11 и внешней поверхностью вала 2, споры 20 корпуса 3, установленные на понтоне 21, удерживающим установку на поверхности реки.

Гидроэнергетическая установка работает следующим образом.

Вода из насоса 9 через трубопровод 10, кольцевую камеру 11, окна 14 и каналы 13 и 15 поступает в полости 16 пустотелых лопастей 4 и через тангенциальные щели 5, выполненные в их боковых стенках, выбрасывается вдоль внешней поверхности лопастей.

В результате действия так называемого эффекта Коанда высокоскоростные струи движутся вдоль поверхности лопастей, образуя сплошное вихревое кольцо, взаимодействие которого с внешним потоком создает подъемную силу лопасти, величина которой зависит от скорости струй. Механизм создания подъемной силы аналогичен в этом случае созданию подъемной силы вокруг вращающегося цилиндра. Однако в данном случае качество профиля С_y/C_x (отношение коэффициента подъемной силы к коэффициенту сопротивления) значительно выше и достигает 20 при величине С_у 6.

При взаимодействии внешнего потока с системой кольцевых лопастей образуется расходный вихрь (фиг.2), так как величина создаваемого системой лопастей крутящего момента зависит от скорости выбрасываемых струй, поддержание заданного числа оборотов генератора достигается дросселированием потока жидкости за насосом 9 регулирующего устройства 12. Это позволяет значительно упростить систему регулирования и использовать одну и ту же установку для различных скоростей набегающего потока, что упрощает ее эксплуатацию. В результате того, что направление циркуляции вокруг лопастей сохраняется независимо от их положения, а величина действующей на них подъемной силы на порядок превышает подъемную силу, действующую на обычные крыловые профили, суммарная мощность установки существенно увеличивается.

Использование: для выработки электроэнергии за счет использования кинетической энергии рек и водотоков. Сущность изобретения: установка дополнительно содержит насос 9, при этом лопасти 4 гидротурбины выполнены в виде пустотелых тел вращения, стенки которых снабжены тангенциальными щелями, сообщающиеся с насосом 9. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. ГИДРОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА, содержащая гидротурбину с ротором, лопастями и валом, кинематически связанным с генератором, отличающаяся тем, что установка дополнительно содержит насос, при этом лопасти гидротурбины выполнены в виде пустотелых тел вращения, стенки которых снабжены тангенциальными щелями, сообщающимися с насосом. 2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена устройством регулирования подачи воды в тангенциальные щели.