ГИДРОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯ Российский патент 1997 года по МПК F03B13/00 

Изобретение относится к энергетическому машиностроению, в частности к гидроэлектрическим станциям.

Известная гидроэлектрическая станция, описанная в заявке ФРГ N 3935063, кл. F 03 B 13/00, 1991 г. содержит установленную в водном источнике турбину, кинематически связанную посредством гибкой передачи с насосом, подключенным к подъемному водотоку, сообщенному с распределительным водотоком, соединенным с рабочим водотоком, в приточной части которого установлены турбогенераторы.

В этих известных технических решениях для приведения во вращение турбины требуется строительство плотин с высоким перепадом уровней воды. А если турбина работает в качестве насоса, то для нее необходим двигатель с большой мощностью. Следовательно, для строительства плотин требуется большие трудозатраты на строительство плотины и большие мощности для приведения в рабочее состояние турбины. Конструкция гидроэлектрических станций сложная.

Задачей изобретения является повышение эффективности за счет уменьшения механической энергии и трудозатрат на вращение вала турбины для выработки электроэнергии.

Необходимый технический результат достигается тем, что в гидравлической станции, содержащей установленную в водном источнике турбину, кинематически связанную посредством гибкой передачи с насосом, подключенным к подъемному водотоку, сообщенному с распределительным водотоком, соединенным с рабочим водотоком, в приточной части которого установлены турбогенераторы, насос выполнен в виде цилиндра с поршнем, а гибкая передача в виде потока и замкнутого вокруг блоков троса, концы которого прикреплены к боковым сторонам поршня, причем к тросу прикреплен один конец штока, второй конец которого прикреплен к замкнутой вокруг звездочек цепи, одна из которых кинематически связана с валом турбины, при этом полости цилиндра сообщены посредством входных и выходных каналов с полостью турбины, в выходных каналах шарнирно установлены лопасти, а во входных каналах установлены запорные поплавки, заполненные воздухом.

На фиг. 1 изображена кинематическая станция; на фиг. 2 разрез В-В на фиг. 1; на фиг. 3 вид по стрелке А на фиг. 1; на фиг. 4 турбина; на фиг. 5 вид по стрелке Д на фиг. 4; на фиг. 6 замкнутый вокруг блоков трос; на фиг. 7 шток; на фиг. 8 вид по стрелке Б на фиг. 7; на фиг. 9 -соединение штока с тросом и цепью; на фиг. 10 разрез по В-В на фиг. 9; на фиг. 11 - элемент цепи со штоком; на фиг. 12 вид по стрелке Г на фиг. 9.

Гидроэлектрическая станция содержит турбину 1, установленную в водном источнике 2. Турбина сообщена с подъемным водотоком 3, который сообщен с распределительным водотоком 4, а последний сообщен с рабочим водотоком 5, который сообщен с водным источником 2. В рабочем водотоке 5 последовательно установлены турбины 6, соединенные с электрическими генераторами 7. Водная турбина состоит из цилиндра 8 с поршнем 9, к которому прикреплены концы 10 и 11 троса 12, пропущенного вокруг блоков 13 и 14. К этому тросу 12 прикреплен одним концом шток 15 в месте 16, а другой конец штока 15 при помощи вала 17 прикреплен к цепи 18. Цепь 18 замкнута вокруг звездочек 19 и 20. Звездочка 20 при помощи цепной передачи 21 23 /кинематически/ связана с валом турбины 1. Полость цилиндров 8 сообщена посредством входных 24 и 24-А и выходных каналов 25 с полостью 26 турбины 1. В выходных каналах 25 шарнирно установлены лопасти 27, а во входных каналах 24 и 24-а установлены запорные поплавки 28 и 28-а, заполненные воздухом.

К штоку 15 в нижней его /фиг. 10/ части прикреплен ползун 29, расположенный в направляющих 30 швеллера 31. Цепь 18 имеет ролики 32, которые перемещаются в направляющих швеллерах 33 и 34.

Гидравлическая станция работает следующим образом.

Для проведения в первоначальное движение турбины вода из бассейна 2 поступает в полость 26 турбины 1. Вода, двигаясь по лопастям, приводит во вращение турбину 1. В это время цепная передача 23, 22 и 21 от вала турбины 1 вращает звездочку 20, и начинает перемещаться на роликах 32 по направляющим швеллерам 33 замкнутая цепь 18 и, следовательно, будет перемещаться прикрепленный к цепи 18 шток 15, перемещающий замкнутый вокруг блоков 13 и 14 трос 12. Под воздействием троса 12 поршень 9 цилиндра 8 начинает перемещаться, например, вправо. При этом конец 16 штока 15 и его ползун 29 перемещаются возвратно поступательно в направляющих 30, а другой конец штока 15 и его вал 17, установленные в цепи 18, перемещаются вместе с цепью 18 по замкнутому кругу. В результате такого движения поршень 9 совершает возвратно-поступательное движение.

В это время вода из полости 26 турбины 1 по входному каналу 24 отодвинув запорный поплавок 28, поступает в левую полость цилиндра 8, а из правой полости цилиндра 8 вода поджав запорный поплавок 28-а к каналу 24-а и отодвинув лопасть 27 перемещается по выходному каналу 25 к лопастям турбины 1, вращает их и возвращается в полость 26. При обратном перемещении поршня 9 /например, при перемещении поршня влево/, вода из полости 26 турбины 1 по входному каналу 28-а, подвинув поплавок 28-а внутрь полости поступает в правую полость цилиндра 8, а из левой полости цилиндра 8 вода поджав заполненный воздухом запорный поплавок 28 к каналу 24 вода по каналу 24 в это время проходить не будет и отодвинув лопасть 27 перемещается по выходному каналу 25 к лопастям турбины 1 вращает их и возвращается в полость 26.

Дальнейший цикл работы турбинной установки повторяется выполненным способом. Вода из цилиндра 8 под воздействием поршня 9 подается в подъемный водоток 3 и в распределительный водоток 4. Из распределительного водотока вода поступает в рабочий водоток 5, где, попадая на лопатки дополнительных турбин 6, установленных последовательно, приводит в рабочее движение турбины 6, а последние приводят в рабочее движение электрические генераторы 7, которые соединены с рабочим валом турбин. В результате этого вырабатывается электрическая энергия. Рабочих водотоков 5 с дополнительными турбинами можно установить достаточно много в зависимости от мощности водяной турбины 1.

Следовательно, мощность электрической энергии можно получить в несколько раз выше и дешевле по сравнению с известными гидроэлектрическими станциями.

Использование: в энергетическом машиностроении, в частности в гидроэлектрических станциях. Сущность изобретения: гидроэлектрическая станция состоит из водяной турбины 1, установленной в водном источнике 2. Турбина 1 сообщена с подъемным водостоком 3, который сообщен с распределительным водотоком 4, а последний сообщен с рабочим водотоком 5, сообщенный с водным источником 2. В рабочем водотоке последовательно установлены дополнительные турбины 6, соединенные с электрическим генератором 7, водяная турбина 1 имеет цилиндр 8 с поршнем 9, к которому прикреплены концы 10 и 11 замкнутого вокруг блоков 13 троса 12, к последнему прикреплен один конец штока 15, а второй конец штока прикреплен к замкнутой вокруг звездочек 19 и 20 цепи 18. Одна из звездочек кинематически связана с валом турбины. Полости цилиндра 8 сообщены посредством входных и выходных каналов 24 и 25 с лопастью турбины 2, в выходных каналах шарнирно установлены лопасти 27, а во входных каналах установлены запорные поплавки 28, заполненные воздухом. 12 ил.

Гидроэлектрическая станция, содержащая установленную в водном источнике турбину, кинематически связанную посредством гибкой передачи с насосом, подключенным к подъемному водотоку, сообщенному с распределительным водотоком, соединенным с рабочим водотоком, в проточной части которого установлены турбогенераторы, отличающаяся тем, что насос выполнен в виде цилиндра с поршнем, а гибкая передача в виде штока и замкнутого вокруг блоков троса, концы которого прикреплены к боковым сторонам поршня, причем к тросу прикреплен один конец штока, второй конец которого прикреплен к замкнутой вокруг звездочки цепи, одна из которых кинематически связана с валом турбины, при этом полости цилиндра сообщены посредством входных и выходных каналов с полостью турбины, в выходных каналах шарнирно установлены лопасти, а во входных каналах установлены запорные поплавки, заполненные воздухом.