ДОННАЯ ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ Российский патент 2000 года по МПК E02B9/00 F03B13/10 

Изобретение относится к гидроэнергетике и предназначено для преобразования кинетической энергии потока воды в реке в электрическую энергию.

Наиболее близким аналогом данного изобретения является донная гидроэлектростанция, содержащая гибкий вал со смонтированными на нем несколькими гидроколесами, один конец которого вращает электрогенератор, установленный на берегу реки, а другой конец - прикреплен к подшипнику, закрепленному на наддонном тросе, и лебедки с тросами (RU 94024157 A1, 20.08.1996).

Недостаток этой известной донной гидроэлектростанции заключается в ее неэффективной и нестабильной работе, что обусловлено нестабильным положением гибкого вала с гидроколесами в потоке движущейся воды.

Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности и нестабильности работы донной гидроэлектростанции путем стабилизации положения гибкого вала с гидроколесами в потоке движущейся воды.

Решение поставленной задачи достигается тем, что донная гидроэлектростанция, содержащая гибкий вал со смонтированными на нем несколькими гидроколесами, один конец которого вращает электрогенератор, установленный на берегу реки, а другой конец - прикреплен к подшипнику, закрепленному на наддонном тросе, и лебедки с тросами, согласно изобретению снабжена двумя донными силовыми тросами, гибкий вал расположен перпендикулярно течению реки, а наддонный трос имеет два якоря: большой и малый, причем головная часть наддонного троса прикреплена к вершине треугольного кронштейна, приваренного к большому якорю, а хвостовая часть этого троса прикреплена к малому якорю посредством кронштейна, имеющего форму загнутого носка лыжи, с возможностью расположения наддонного троса от дна реки на высоте, большей радиуса гидроколеса, при этом большой и малый якоря установлены с возможностью перемещения с помощью лебедок каждого из них по соответствующему донному силовому тросу для подъема на берег всей системы гидроколес при их ремонте или во время ледохода и возвращения гидроколес в реку.

При этом гидроэлектростанция имеет несколько гибких валов и столько же электрогенераторов.

Причем на двух любых соседних гибких валах гидроколеса установлены с возможностью противоположного вращения этих валов.

Кроме того, гидроэлектростанция имеет бойлеры для подогрева в морозы части поверхности воды у берега, которая соприкасается с гибкими валами.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена донная гидроэлектростанция в плане при виде с правого берега реки, на фиг. 2 - гидроколесо, продольный разрез в вертикальной плоскости, на фиг. 3 - то же, вид спереди.

Донная гидроэлектростанция может иметь десятки гидроколес 1, смонтированных на одном или нескольких гибких валах 2, вращаемых около дна реки, и удерживается на 2-х якорях, один из которых большой, а другой малый. Каждый вал 2 вращает только один свой тихоходный электрогенератор 3. Все гидроколеса 1 монтируются на 4-х тросах, образующих гибкий вал 2, который вращает электрогенератор 3, установленный на берегу реки. Один конец каждого вала 2 закрепляется к силовому подшипнику в здании ГЭС, а другой его конец крепится в вертлюге-подшипнике 4.

Подшипник 4 крепится отрезком троса к скобе 5, приваренной к металлической пластине 6. К этой же пластине 6 перпендикулярно скобе 5 приварены еще две скобы 7, которые нужны для привязки к ним соседних пластин 6 и также отдельных отрезков тросов 8. Все тросы 8 течением устанавливаются в одну линию, параллельную течению воды. Этот связанный между собой набор тросов 8 образует в целом наддонный силовой трос 8, привязанный к толстой скобе 9, которая приварена к вершине толстого металлического треугольника-кронштейна 10. Кронштейн 10 в свою очередь приварен перпендикулярно к толстой полосе 11, а полоса 11 приварена внахлестку и перпендикулярно к середине другой длинной толстой полосы - полосу 12. К кронштейну 10 и полозу 12 привариваются по бокам кронштейна 10 две толстые укосины 13. Концы полоза 12 немного загнуты кверху, как носки лыж. На поверхности полосы 11 (но не ее конце) приварен силовой блок 14, в который пропущен толстый силовой трос 15. Концы троса 15 надо заделывать "восьмеркой" на битенгах на уровне дна реки, а оставшиеся свободные концы троса 15 надо прочно зажать к самому тросу 15 пластинчатыми зажимами 16. Здесь биттенгом является две толстые трубы 18, вбитые глубоко в землю. Надо предусмотреть отверстие на трубах 17 для контровки троса 15 с помощью чеки 18. К силовому блоку 14 внахлестку приваривается металлический слиток - большая болванка 19, противоположная малой болванке 20. Болванка 19, блок 14, металлическая полоса 11, треугольный кронштейн 10 и приваренная к нему скоба 9 совместно образуют большой якорь, который необходим для удержания около дна реки всех вращающихся гидроколес 1.

Большой якорь можно перемещать по тросу 15 с берега в реку и обратно с помощью двух лебедок 21 и двух лебедок 22. Концы тросов двух лебедок 21 завязаны на скобах 23, а скобы 23 приварены к полозу 12, т.е. к большому якорю. Для завязывания тросов на скобы здесь также используются пластинчатые зажимы 16. Подобные зажимы 16 используются для всех других тросов при закреплении концов тросов к скобам.

Малым якорем является металлическая лыжа 24. Носок лыжи 24 круто загнут кверху. К этому носку приварена скоба 25, к которой крепится хвостовая часть наддонного троса 8. На пятку лыжи 24 приваривают малую болванку 20 и две скобы, за которые заделываются концы тросов от 2-х лебедок 22. Большой якорь, удерживаемый донным силовым тросом 15, служит для того, чтобы удерживать всю систему гидроколес 1 около дна реки благодаря тому, что головная часть наддонного троса 8 закреплена на вершине треугольного кронштейна 10, который приварен к большому якорю. Аналогично назначение малого якоря, но только этот якорь удерживает хвостовую часть наддонного троса 8 около дна реки. Для вывоза гидроколес 1 в реку надо включить систему управления в положение "в воду", а если надо поднять их на берег, то в положение "на берег", при этом включаются все 4 лебедки одновременно: две лебедки 21, которые перемещают большой якорь, и две лебедки 22, перемещающие малый якорь. На одном берегу лебедки работают на сматывание тросов, а на другом - на разматывание. Однако при подъеме на берег, кроме вышеуказанных 4-х лебедок, надо включить еще и пятую лебедку 26, которая подбирает слабину тросов у всех валов 2, но перед ее включением надо концы всех ее тросов 27 с крючками 28 накинуть на все гибкие валы 2, когда они приблизятся к берегу. Для того, чтобы все тросы лебедок 21 и 22 были расположены, как можно ближе к уровня дна реки, следует предусмотреть прижимные блоки 29. Каждый блок 29 приваривается к металлической пластине 30, которая приваривается к трубе 31. Труба 31 забивается перед этим глубоко в землю.

Каждое гидроколесо 1 изготовлено из корда и имеет форму 2-х ковшей, подобных ковшам экскаватора, отлитых за одно целое. На фиг. 2 показан поток воды, входящий слева в верхнее окно 32 гидроколеса 1, а выходящий - в нижнее окно 33, но уже вправо, т.е. возникает пара сил, создающая в данное мгновение максимальный вращающий момент. На боковых гранях гидроколеса 1 имеется по четыре отверстия для 4-х тросов гибкого вала 2. Это позволяет монтировать гидроколеса 1 на валу 2 так, что для каждой пары соседних гидроколес 1 максимальные вращающие моменты будут повторяться через каждые 90 градусов поворотов вала 2. На ту часть гибкого вала 2, которая находится внутри гидроколеса 1, надо обязательно надеть прочную кордовую втулку 34 с гладкой внешней поверхностью. От осевого смещения на валу 2 все гидроколеса 1 фиксируются двумя зажимами 16 около крайних гидроколес.

Следует предусмотреть береговые стенки-боны 35, которые необходимы для отвода от берега плывущих по воде различных предметов. Изготавливать их можно из бетонных плит или лиственничных бревен.

Необходимо предусмотреть также бойлеры 36, которые нужны для подогрева поверхности воды в большие морозы в том месте, где гибкие валы 2 соприкасаются с поверхностью воды.

Если донная гидроэлектростанция имеет около десяти гибких валов 2, то на противоположном берегу (в нашем случае на левом) надо установить еще одну лебедку 37, которая будет немного выравнивать наддонный трос 8, натягивая его к берегу.

При монтаже гидроколес 1 на валу 2 необходимо предусмотреть следующее: если на одном валу 2 гидроколеса 1 вращаются по часовой стрелке, то на соседнем с ним валу 2 все гидроколеса 1 должны вращаться против часовой стрелки. Только в этом случае вся система гидроколес 1 не будет всплывать на поверхность воды и не будет ложиться на дно реки.

Болванки 19 и 20 к большому и малому якорям следует подбирать по весу так, чтобы они не отрывались течением от дна реки.

Все четыре троса, идущие от гидроколес 1 до электрогенератора 3, надо обмотать тонкой прорезиненной тканью или пропустить эти тросы в шланги, чтобы гибкий вал 2 выглядел единым канатом, а не четырьмя тросами, наматывающими на себя водоросли.

Если для строительства донной гидроэлектростанции берег оказался крутым, то его надо сделать пологим, сгребая землю не в воду, а от воды, повыше на берег.

Изобретение относится к гидроэнергетике и предназначено для преобразования кинетической энергии потока воды в реке в электрическую энергию. Донная гидроэлектростанция содержит гибкий вал со смонтированными на нем несколькими гидроколесами, один конец которого вращает электрогенератор, установленный на берегу реки, а другой конец прикреплен к подшипнику, закрепленному на наддонном тросе, лебедки с тросами и два донных силовых троса. Гибкий вал расположен перпендикулярно течению реки. Наддонный трос имеет два якоря: большой и малый. Головная часть наддонного троса прикреплена к вершине треугольного кронштейна, приваренного к большому якорю, а хвостовая часть этого троса прикреплена к малому якорю посредством кронштейна, имеющего форму загнутого носка лыжи, с возможностью расположения наддонного троса от дна реки на высоте, большей радиуса гидроколеса. Большой и малый якоря установлены с возможностью перемещения с помощью лебедок каждого из них по соответствующему донному силовому тросу для подъема на берег всей системы гидроколес при их ремонте или во время ледохода и возвращения гидроколес в реку. Гидроэлектростанция может иметь несколько гибких валов и столько же электрогенераторов, при этом на двух любых соседних гибких валах гидроколеса установлены с возможностью противоположного вращения этих валов. Изобретение обеспечивает повышение эффективности и стабильности работы донной гидроэлектростанции путем стабилизации положения гибкого вала с гидроколесами в потоке движущейся воды. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Донная гидроэлектростанция, содержащая гибкий вал со смонтированными на нем несколькими гидроколесами, один конец которого вращает электрогенератор, установленный на берегу реки, а другой конец прикреплен к подшипнику, закрепленному на наддонном тросе, и лебедки с тросами, отличающаяся тем, что она снабжена двумя донными силовыми тросами, гибкий вал расположен перпендикулярно течению реки, а наддонный трос имеет два якоря - большой и малый, причем головная часть наддонного троса прикреплена к вершине треугольного кронштейна, приваренного к большому якорю, а хвостовая часть этого троса прикреплена к малому якорю посредством кронштейна, имеющего форму загнутого носка лыжи, с возможностью расположения наддонного троса от дна реки на высоте, большей радиуса гидроколеса, при этом большой и малый якоря установлены с возможностью перемещения с помощью лебедок каждого из них по соответствующему донному силовому тросу для подъема на берег всей системы гидроколес при их ремонте во время ледохода и возвращения гидроколес в реку. 2. Гидроэлектростанция по п.1, отличающаяся тем, что она имеет несколько гибких валов и столько же электрогенераторов. 3. Гидроэлектростанция по п.2, отличающаяся тем, что на двух любых соседних гибких валах гидроколеса установлены с возможностью противоположного вращения этих валов.

4 Гидроэлектростанция по п.2, отличающаяся тем, что она имеет бойлеры для подогрева в морозы части поверхности воды у берега, которая соприкасается с гибкими валами.