ГЕНЕРАТОР, РАБОТАЮЩИЙ НА МОРСКОМ ТЕЧЕНИИ Российский патент 2009 года по МПК F03B13/12 F03B7/00 

Изобретение относится к конструкциям установок для преобразования энергии набегающего потока воды в электрическую энергию.

Известна гидроэнергетическая установка, содержащая два винта, вращающиеся в разные стороны, соединенные валами соответственно с ротором и статором генератора (см. RU 93029865 А, 27.08.1995).

В данной установке статор генератора вращается, что является большим недостатком, т.к. статор необходимо разместить в неподвижном корпусе, предназначенном для крепления к опоре и вывода электрических проводов.

Известен генератор, работающий на морском течении, содержащий цилиндрический кожух с входным и выходным патрубками, установленные параллельно друг другу два электрогенератора с цилиндрическим корпусом и внешним ротором, установленным снаружи корпуса, и гидродинамический привод, выполненный в виде лопаток, радиально установленных на внешней поверхности внешних роторов обоих электрогенераторов (см. DE 102005040806 А1, 08.03.2007, прототип).

Недостатками данного генератора являются низкий КПД, большие габариты и низкая мощность. При увеличении диаметральных габаритов устройства в целом его вес увеличивается пропорционально квадрату диаметра, а чрезмерное увеличение длины нерационально по технологическим причинам, условиям транспортировки и эксплуатации.

Задачей изобретения является увеличение КПД установки при уменьшении ее габаритов и одновременном увеличении мощности.

Заявленный технический результат достигается за счет того, что в генераторе, работающем на морском течении, содержащем цилиндрический кожух с входным и выходным патрубками, установленные параллельно друг другу два электрогенератора с цилиндрическим корпусом и внешним ротором, установленным снаружи корпуса, и гидродинамический привод, выполненный в виде лопаток, радиально установленных на внешней поверхности внешних роторов обоих электрогенераторов, согласно изобретению электрогенераторы выполнены биротативными и снабжены внутренним ротором, расположенным внутри корпуса, при этом внутренний и внешний роторы соединены между собой посредством редуктора, полость которого заполнена смазывающей жидкостью, обеспечивающего противоположное вращение роторов, а лопатки выполнены плоскими.

Кроме того, полости электрогенераторов герметизированы, заполнены смазочной жидкостью и сообщаются с компенсаторами давления.

Сущность изобретения поясняется фиг.1 и 2, где:

на фиг.1 приведена схема альтернативного источника энергии;

на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Генератор, работающий на морском течении (фиг.1), содержит два электрогенератора 1, установленные параллельно, и выполненные заодно с ними гидродинамические приводы 2, работающие от энергии воды. Оба электрогенератора 1 с приводами 2 имеют одинаковую конструкцию и содержат цилиндрический корпус 3, внешний ротор 4 и внутренний ротор 5, установленные соответственно снаружи и внутри цилиндрического корпуса 3 концентрично ему. Электрогенератор 1 содержит обмотку возбуждения 6, выполненную внутри цилиндрического корпуса 3, и внешние магниты 7 и внутренние магниты 8, установленные соответственно на внешнем и внутреннем роторах 4 и 5.

Гидродинамический привод 2 (фиг.1) состоит из плоских лопаток 9, установленных на вешней поверхности внешнего ротора 4 вдоль его оси.

Роторы 4 и 5 установлены на корпусе 3 на подшипниках 10 и уплотнены уплотнениями 11. Полости «Б» и «В» электрогенератора 1 заполнены смазывающей жидкостью.

Внутренний ротор 5 соединен с внешним ротором 4 через редуктор 12, который содержит ведомую шестерню 13, соединенную с внешним ротором 4, промежуточные шестерни 14, установленные на валу 15, и ведущую шестерню 16, соединенную с внутренним ротором 5. Полость редуктора 12 заполнена смазывающей жидкостью.

Применение такой схемы позволит уменьшить диаметральные габариты электрогенератора 1, увеличить его КПД и уменьшить диаметр установки в несколько раз. При этом мощность установки может быть увеличена за счет его осевых габаритов.

К корпусу 3 электрогенератора 1 (фиг.1 и 2) ребрами 17 присоединена опора 18.

Электрогенератор 1 с приводом 2 заключены в цилиндрический кожух 19, который имеет общий входной патрубок 20 и общий выходной патрубок 21 (фиг.3). С полостью «В» каналом «Д» соединена полость компенсатора давления 22, внутри которого установлен подпружиненный поршень 23. Отверстие «Е» сообщает полость компенсатора давления 22 с окружающей средой.

При эксплуатации установки ее устанавливают в районе постоянного течения воды. Поток воды проходит через общий входной патрубок 20 и приводит в действие гидродинамический привод 2 (фиг.1), воздействуя на плоские лопатки 9.

Внутренний ротор через редуктор 12 вращается в противоположную сторону. Это увеличит скорость изменения магнитного потока, проходящего через обмотки (обмотку) возбуждения 6 электрогенератора 1. Магнитное поле пересекает обмотки возбуждения 6 и в них возникает ЭДС. Вырабатываемая электрическая энергия поступает по электрическим проводам к потребителям энергии (на фиг.1, 2 схема вывода проводов не показана).

Кожух 19 предотвращает радиальный переток воды под действием центробежных сил и увеличивает КПД установки.

Применение изобретения позволит:

1. Обеспечить высокий КПД установки за счет применения биротативной схемы электрогенератора, т.е. вращения двух роторов в противоположные стороны.

2. Получить большую мощность за счет большой осевой длины устройства, при этом через него проходит максимальный расход воды. Большую мощность электрогенератора можно получить без увеличения его диаметральных габаритов и значительного увеличения веса и центробежных нагрузок. Применение параллельно расположенных двух электрогенераторов позволяет удвоить мощность и использовать общий редуктор.

3. Уменьшить диаметральные габариты электрогенератора за счет применения биротативной схемы.

4. Упростить конструкцию устройства в целом за счет совмещения основных узлов: электрогенератора и гидродинамического привода и уменьшения числа деталей.

5. Обеспечить снижение уровень шума, создаваемого устройством при работе за счет применения кожуха.

6. Обеспечить установку устройства на дне океана на любой глубине за счет применения компенсатора давления.

Изобретение относится к конструкциям установок для преобразования энергии течения воды в электрическую энергию. Генератор, работающий на морском течении, содержит цилиндрический кожух 19 с входным и выходным патрубками 20 и 21, установленные параллельно друг другу два электрогенератора 1 с цилиндрическим корпусом 3 и внешним ротором 4, установленным снаружи корпуса 3, и гидродинамический привод 2, выполненный в виде лопаток 9, радиально установленных на внешней поверхности внешних роторов 4 обоих электрогенераторов 1. Электрогенераторы 1 выполнены биротативными и снабжены внутренним ротором 5, расположенным внутри корпуса 3. Внутренний и внешний роторы 4 и 5 соединены между собой посредством редуктора 12, полость которого заполнена смазывающей жидкостью, обеспечивающего противоположное вращение роторов 4 и 5, а лопатки 9 выполнены плоскими. Изобретение направлено на увеличение КПД установки при уменьшении ее габаритов и одновременном увеличении мощности. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Генератор, работающий на морском течении, содержащий цилиндрический кожух с входным и выходным патрубками, установленные параллельно друг другу два электрогенератора с цилиндрическим корпусом и внешним ротором, установленным снаружи корпуса, и гидродинамический привод, выполненный в виде лопаток, радиально установленных на внешней поверхности внешних роторов обоих электрогенераторов, отличающийся тем, что электрогенераторы выполнены биротативными и снабжены внутренним ротором, расположенным внутри корпуса, при этом внутренний и внешний роторы соединены между собой посредством редуктора, полость которого заполнена смазывающей жидкостью, обеспечивающего противоположное вращение роторов, а лопатки выполнены плоскими.

2. Генератор по п.1, отличающийся тем, что полости электрогенераторов герметизированы, заполнены смазочной жидкостью и сообщаются с компенсаторами давления.