ГИДРОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯ Российский патент 1998 года по МПК F03B13/00 

Изобретение относится к области энергетического машиностроения, в частности к гидроэлектрическим станциям.

Известны турбинные установки (Кравченко Г.И. Насосы и гидротурбины - М.: Энергия, 1970, с. 8 - 9). Установка состоит из турбины, связанной с генератором для выработки электроэнергии, входные и выходные патрубки сообщены с водным бассейном.

Известны шестеренные насосы (Игнатов А.П. и др. Погрузочно-разгрузочные машины на железнодорожном транспорте. - М.: Транспорт, 1986, с. 63-64). Конструкция шестерен эвольвентного зацепления. Насос малопроизводителен.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является гидроэлектрическая станция, описанная в заявке ФРГ N 3935063, кл. F 03 B 13/00, 1981. Она 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 проточной части которого установлены турбогенераторы.

В этом решении 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 требуются большие трудозатраты и большие мощности для приведения в рабочее состояние турбины.

Конструкция гидроэлектрических станций сложная.

Целью изобретения является повышение производительности за счет усовершенствования насоса и уменьшения механической энергии и трудозатрат, упрощение конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что в гидравлической электростанции, 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 проточной части которого установлены турбогенераторы, насос выполнен в виде зубчатых колес, установленных попарно, одна пара колес имеет зубья в виде цилиндров, а другая пара колес имеет впадины зубьев в виде цилиндрических поверхностей, зацепляющихся с первыми колесами, причем одно колесо является ведущим, а остальные ведомыми, между колесами имеется полость нагнетания, сообщенная с подъемным водотоком.

Сопоставительный анализ предлагаемой гидроэлектрической станции с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемое техническое решение отличается от известного тем, что насос выполнен в виде зубчатых колес, установленных попарно, одна пара колес имеет зубья в виде цилиндров, а другая - впадины зубьев в виде цилиндрических поверхностей, зацепляющихся с первыми колесами, одно колесо является ведущим, а остальные - ведомыми. Между колесами имеется полость нагнетания, сообщенная с подъемным водотоком.

Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна".

Анализ известных технических решений в обследуемой области и смежных областях позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными признаками в заявляемом устройстве, и признать предлагаемое решение соответствующим критерию "изобретательский уровень".

На фиг. 1 изображен общий вид гидроэлектрической станции; на фиг. 2 - то же, вид сверху.

Гидроэлектрическая станция содержит турбину 1, установленную в водном источнике 2. Турбина 1 сообщена с подъемным водотоком 3, который сообщен с распределительным водотоком 4, последний сообщен с рабочим водотоком 5, который сообщен с водным источником 2. В рабочем водотоке 5 последовательно установлены турбогенераторы 6, рабочих водотоков 5 может быть несколько, в них устанавливаются турбогенераторы 6 в зависимости от мощности водного источника 2. Турбина 1 кинематически связана посредством гибкой передачи 7 (например, цепью) с насосом 8. Насос 8 выполнен в виде зубчатых колес 9, 10, 11, 12, установленных попарно. Одни колеса 9, 10 из пар имеют зубья в виде цилиндров, а другие колеса 11, 12 из этих пар имеют впадины зубьев в виде цилиндрической поверхности, зацепляющихся с первыми колесами 9, 10. Одно колесо 9 является ведущим, а остальные - ведомыми 11, 12, 10. Между колесами имеется полость нагнетания 13, сообщенная при помощи отверстия 14 с подъемным водотоком 3.

Гидроэлектрическая станция работает следующим образом.

Вода в водном источнике 2 поступает в турбину 1 и приводит ее в движение. Турбина при помощи цепи 7 передает вращение ведущему колесу 9 насоса 8, который передает вращение ведомым колесам 11, 12, 10. Жидкость из водного источника 2 засасывается насосом 8, заполняет свободные от жидкости впадины обеих пар колес 9, 11 и 10, 12 и переносится ими в полость 13 нагнетания, где и выживается из впадин зубьями в упомянутую полость 13 и далее через отверстие 14 в подъемный водоток 3. Благодаря выполнению в одних, установленных попарно колесах зубьев в виде цилиндров, а других колесах впадины зубьев в виде цилиндрической поверхности впадины обоих колес получаются наибольшими, причем жидкость в полость нагнетания 13 поступает от двух пар колес и, следовательно, производительность такого насоса наибольшая.

Из подъемного водотока 3 жидкость поступает в распределительный водоток 4. Из него вода поступает в рабочий водоток 5, где, попадая на лопатки турбогенераторов 6, установленных последовательно, приводит в рабочее движение турбины 6. В результате вырабатывается электрическая энергия. Рабочих водотоков 5 с дополнительными турбогенераторами 6 можно установить достаточно много, в зависимости от мощности водяных турбин 1.

Следовательно, мощность электрической энергии можно получить в несколько раз выше и дешевле по сравнению с известными гидроэлектрическими станциями. По сравнению с прототипом предлагаемая гидроэлектрическая станция проще по конструкции и надежнее.

Гидроэлектрическая станция предназначена для преобразования потока воды в электрическую энергию. Станция содержит турбину 1, установленную в потоке водного источника 2. Турбина 1 кинематически связана с насосом 8, подключенным к подъемному водотоку 3, сообщенному с распределительным водотоком 4, соединенным с рабочим водотоком 5, в проточной части которого установлены турбогенераторы 6. Насос 8 выполнен в виде зубчатых колес 9, 10, 11, 12, установленных попарно. Одни колеса 9, 10 имеют зубья в виде цилиндров, а другие колеса 11, 12 имеют впадины зубьев в виде цилиндрической поверхности. Одно колесо 9 является ведущим, а остальные колеса - 10, 11, 12 - ведомыми. Между колесами имеется полость нагнетания 13, сообщенная с подъемным водотоком 3. Конструкция повышает производительность. 2 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 зубчатых колес, установленных попарно, одни колеса из пар имеют зубья в виде цилиндров, а другие колеса из этих пар имеют впадины зубьев в виде цилиндрической поверхности, зацепляющихся с первыми колесами, причем одно колесо ведущее, а остальные ведомые, между колесами имеется полость нагнетания, сообщенная с подъемным водотоком.