БЕСПЛОТИННАЯ ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ Российский патент 2004 года по МПК E02B9/00 

Изобретение относится к гидроэнергетическим устройствам малой мощности, а именно к гидроэлектростанция, и может быть использовано в лесной промышленности, лесном, сельском и других хозяйствах, а также для индивидуального использования в труднодоступных районах.

Известна бесплотинная гидроэлектростанция, включающая гидротурбину, водозаборник и гибкий напорный шланг, укладываемый по уклону речной долины (Малая гидроэнергетика. Л.П.Михайлов, Б.Н.Фельдман, Т.К.Марканова и др. / Под ред. Л.П.Михайлова. - М.: Энергоатомиздат. - 1989, 184 с., см. с.141, строки 9...19 сверху).

Недостатком данной бесплотинной гидроэлектростанция является то, что напор воды практически создается только уклоном речной долины, поэтому мощность таких гидроэлектростанций, как правило, мала.

Известна бесплотинная гидроэлектростанция, включающая пластину, заглубленную наклонно навстречу потоку на 1/3 глубины, с возможностью снятия энергии верхнего, самого высокопотенциального слоя водотока, поднятия указанного слоя на некоторую высоту и направления его к воронкообразному устью вертикальной полости, турбину, размещенную в основании вертикальной полости на вертикальной оси (Ширинский А.Ф. Новые технические средства адаптации энергетических систем к природным условиям. Ж. Гидротехническое строительство. - 1993, №11, см. с.3, правый столбец, 20...27 строки сверху).

Недостатком известной бесплотинной гидроэлектростанции является то, что работа турбины зависит от уровня и высоты поднятого слоя водотока с помощью наклонно заглубленной пластины, как правило, потенциальная энергия такого водотока невелика, турбина размещена на вертикальной оси.

Для устранения отмеченных недостатков бесплотинная гидроэлектростанция, включающая пластину, заглубленную наклонно навстречу потока на 1/3 глубины, с возможностью снятия энергии верхнего слоя водотока, поднятие указанного слоя на некоторую высоту и, по меньшей мере, одну турбину, размещенную в основании вертикальной плоскости, имеющей воронкообразный вход, причем новым является то, что между наклонно заглубленной пластиной и воронкообразным входом вертикальной полости установлен гидравлический таран, вход которого соединен с верхним концом наклонно заглубленной пластины подводящей трубой, установленной наклонно в сторону гидравлического тарана и снабженной воронкообразным входом на конце со стороны пластины, а выход гидравлического тарана соединен с вертикальной полостью напорным трубопроводом, при этом турбина может быть установлена на вертикальной или горизонтальной оси.

Такое решение бесплотинной гидроэлектростанции позволяет увеличить ее мощность при той же энергоемкости водного потока.

В патентной и научно-технической литературе подобной конструкции бесплотинной гидроэлектростанции нами не обнаружено.

На чертеже изображена схема устройства бесплотинной гидроэлектростанции.

Бесплотинная гидроэлектростанция включает наклонно заглубленную пластину 1, которая установлена навстречу водотока 2 и заглублена примерно на 1/3. С верхним концом наклонно заглубленной пластины 1 соединена подводящая труба 3, установлена наклонно и нижним концом соединена с входом гидравлического тарана 4, на верхнем конце которой установлен воронкообразный вход 5. С входом 6 гидравлического тарана 4 соединен напорный трубопровод 7. Верхний конец напорного трубопровода 7 соединен с воронкообразным входом 8 вертикальной полости 9, в основании которой размещается турбина на вертикальной оси или каскад турбин на горизонтальных осях (не показаны).

Бесплотинная гидроэлектростанция работает следующим образом. Наклонно заглубленной пластиной 1, установленной навстречу водотоку 2, снимается энергия верхнего, самого высокопотенциального слоя 10 водотока 2. Эта энергия поднимает указанный слой 10 водотока 2 на некоторую высоту и направляет к воронкообразному входу 5 подводящей трубы 3, которая направляет слой 10 к входу гидравлического тарана 4. Из гидравлического тарана 4 часть слоя 10 по наклонному трубопроводу 7 поднимается на большую высоту, чем пластиной 1, и направляется к воронкообразному входу 8 вертикальной полости 9, в основании которой размещена турбина на вертикальной оси или каскад турбин на горизонтальных осях.

Такое устройство бесплотинной гидроэлектростанции позволяет поднять энергоемкий слой водотока на значительную высоту за счет гидравлического тарана и устанавливать не одну турбину, а каскад турбин с генераторами и более полно использовать энергию падающей воды.

Изобретение относится к малым гидроэлектростанциям и может быть использовано в лесной промышленности и сельском хозяйстве или для индивидуального применения в труднодоступных районах. Гидроэлектростанция включает пластину, наклонно заглубленную навстречу потоку на 1/3 глубины с возможностью снятия энергии верхнего слоя водотока и поднятия указанного слоя на некоторую высоту, по меньшей мере, одну турбину, размещенную в основании вертикальной полости, имеющей воронкообразный вход. Между наклонно заглубленной пластиной и воронкообразным входом вертикальной полости установлен гидравлический таран, вход которого соединен с верхним концом наклонно заглубленной пластины подводящей трубой, установленной наклонно в сторону гидравлического тарана и снабженной воронкообразным входом на конце со стороны пластины. Выход гидравлического тарана соединен с вертикальной полостью напорным трубопроводом. Турбина может быть установлена на вертикальной оси. В основании вертикальной полости может быть установлен каскад турбин на горизонтальных осях. Изобретение увеличивает надежность и мощность гидроэлектростанции, повышает экономический эффект ее использования. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Бесплотинная гидроэлектростанция, включающая пластину, наклонно заглубленную навстречу потоку на 1/3 глубины с возможностью снятия энергии верхнего слоя водотока и поднятия указанного слоя на некоторую высоту, по меньшей мере одну турбину, размещенную в основании вертикальной полости, имеющей воронкообразный вход, отличающаяся тем, что между наклонно заглубленной пластиной и воронкообразным входом вертикальной полости установлен гидравлический таран, вход которого соединен с верхним концом наклонно заглубленной пластины подводящей трубой, установленной наклонно в сторону гидравлического тарана и снабженной воронкообразным входом на конце со стороны пластины, а выход гидравлического тарана соединен с вертикальной полостью напорным трубопроводом.2. Гидроэлектростанция по п.1, отличающаяся тем, что турбина установлена на вертикальной оси.3. Гидроэлектростанция по п.1, отличающаяся тем, что в основании вертикальной полости установлен каскад турбин на горизонтальных осях.