ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ Российский патент 2012 года по МПК F03B7/00 E02B9/00 

Изобретение относится к гидравлическим электростанциям.

Известна речная береговая гидроэлектростанция, содержащая корпус, выполненный в виде бетонированного берега и имеющий полукруглую выемку, а также лопастную турбину с вертикальной осью вращения, одной стороной размещенную в выемке корпуса, при этом другая сторона расположена в потоке воды (RU №2020260 C1, F03B 7/00, 1994).

Недостатками данного аналога является сложность изготовления бетонного корпуса, поскольку бетонные работы должны производиться в русле реки. Турбина лишь частично погружена в воду, поэтому невозможна ее эксплуатация в зимнее время при наличии на реке ледяного покрова. Кроме того, мощность такой гидроэлектростанции в значительной мере зависит от сезонного изменения уровня воды в реке.

Наиболее близким аналогом является гидроэлектростанция, содержащая плотину, установленный под ней водонаправляющий треугольный корпус с боковыми полукруглыми выемками и гидротурбины с горизонтальными рабочими колесами. Рабочие колеса полностью погружены в воду, при этом одна сторона рабочего колеса расположена в потоке воды и воспринимает его энергию, а другая, расположенная в полукруглой выемке корпуса, защищена от действия потока (SU 1832159 A, F03B 7/00, 1993).

Недостатком данной конструкции гидроэлектростанции является высокая трудоемкость изготовления плотины и корпуса и их большая стоимость.

Техническим результатом изобретения является упрощение технологии изготовления и снижение стоимости гидроэлектростанции.

Это достигается тем, что в гидроэлектростанции, содержащей рабочее колесо, полностью погруженное в воду и установленное с возможностью вращения, корпус с полукруглой выемкой, охватывающий рабочее колесо с одной стороны, при этом другая сторона рабочего колеса расположена в потоке воды, согласно изобретению рабочее колесо выполнено с горизонтальной осью вращения, корпус размещен в дне реки и шарнирно установлен на концах стрел, которые другими концами шарнирно прикреплены к сваям, вмонтированным в дно реки, наружная поверхность корпуса концентрична его выемке, снабжена соплами для размывания грунта, расположенными радиально, а также резцами, при этом гидроэлектростанция оснащена приводом для осуществления возвратного качательного движения корпуса относительно стрел. Привод для осуществления движения корпуса может содержать по меньшей мере один гидроцилиндр, установленный между стрелой и рычагом, смонтированным на корпусе. При этом рычаг может быть выполнен в виде водовода коробчатого сечения, вмонтированного в торцовую стенку и соединенного с магистралью, подведенной к соплам.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показана гидроэлектростанция в процессе изготовления, на фиг.2 - то же в рабочем состоянии.

Гидроэлектростанция содержит железобетонный корпус 1 с полукруглой выемкой для размещения рабочего колеса 2, имеющего горизонтальную ось вращения 3. Наружная поверхность 4 корпуса выполнена цилиндрической и расположена концентрично поверхности 5 выемки. На наружной поверхности 4 размещены сопла 6, направленные радиально, а также резцы 7. Стрелы 8 шарнирно прикреплены к оси корпуса и к сваям 9, вмонтированным в дно 10 реки. Водоводы 11, жестко связанные с корпусом, предназначены для подачи воды или песчано-водной смеси к соплам 6. Привод для осуществления качательного движения корпуса может содержать силовые гидроцилиндры 12, установленные шарнирно между стрелами 8 и водоводами 11. Возможно применение иных конструкций привода для осуществления качательного движения корпуса.

Монтаж гидроэлектростанции осуществляется следующим образом. Железобетонный корпус 1, изготовленный на суше, опускают на дно 10 реки. К оси 3 корпуса шарнирно крепят концы стрел 8, другие концы которых также шарнирно соединяют со сваями 9, вмонтированными в дно реки. К водоводам 11 присоединяют трубопровод высокого давления от земснаряда и подают в них воду или песчано-водную смесь, которая поступает в сопла 6 и размывает дно реки под корпусом. Далее посредством силовых гидроцилиндров 12 или другими известными средствами приводят корпус в качательное движение, при этом грунт под корпусом срезается резцами, размывается потоками воды или песчано-водной смеси, отходящими от сопел, и уносится течением. В процессе этого корпус под действием собственного веса опускается, заглубляясь в дно (показано на фиг.1). Процесс установки корпуса в дно реки заканчивается, когда будет достигнуто его заданное положение. После этого гидроцилиндры 12 и верхние части водоводов 11 до уровня корпуса демонтируют, а рабочее колесо 2 вместе с расположенным в нем электрогенератором опускают в выемку корпуса и устанавливают (показано на фиг.2). При необходимости в дно реки возле корпуса могут быть вмонтированы дополнительные сваи, что позволит повысить надежность крепления корпуса.

Изготовление корпуса на суше может осуществляться серийно в заводских условиях, что обеспечивает высокое качество и низкую стоимость корпуса и гидроэлектростанции в целом. Гидроэлектростанция, установленная в дне реки, в меньшей степени зависит от сезонного изменения уровня воды, может эксплуатироваться зимой подо льдом, не мешает судоходству, не создает препятствий для движения рыбы.

Изобретение относится к гидравлическим электростанциям. Гидроэлектростанция содержит рабочее колесо 2, полностью погруженное в воду и установленное с возможностью вращения, корпус с полукруглой выемкой, охватывающий рабочее колесо 2 с одной стороны. Другая сторона рабочего колеса 2 расположена в потоке воды. Рабочее колесо 2 выполнено с горизонтальной осью вращения. Корпус размещен в дне реки и шарнирно установлен на концах стрел, которые другими концами шарнирно прикреплены к сваям, вмонтированным в дно реки. Наружная поверхность корпуса концентрична его выемке, снабжена соплами для размывания грунта, расположенными радиально, а также резцами. Гидроэлектростанция оснащена приводом для осуществления возвратного качательного движения корпуса относительно стрел. Изобретение направлено на упрощение технологии изготовления и снижение стоимости гидроэлектростанции. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Гидроэлектростанция, содержащая рабочее колесо, полностью погруженное в воду и установленное с возможностью вращения, корпус с полукруглой выемкой, охватывающий рабочее колесо с одной стороны, при этом другая сторона рабочего колеса расположена в потоке воды, отличающаяся тем, что рабочее колесо выполнено с горизонтальной осью вращения, корпус размещен в дне реки и шарнирно установлен на концах стрел, которые другими концами шарнирно прикреплены к сваям, вмонтированным в дно реки, наружная поверхность корпуса концентрична его выемке, снабжена соплами для размывания грунта, расположенными радиально, а также резцами, при этом гидроэлектростанция оснащена приводом для осуществления возвратного качательного движения корпуса относительно стрел.

2. Гидроэлектростанция по п.1, отличающаяся тем, что привод для осуществления движения корпуса содержит, по меньшей мере, один гидроцилиндр, установленный между стрелой и рычагом, смонтированным на корпусе.

3. Гидроэлектростанция по п.2, отличающаяся тем, что рычаг выполнен в виде водовода коробчатого сечения, вмонтированного в торцовую стенку и соединенного с магистралью, подведенной к соплам.