РУСЛОВАЯ МИКРОГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ Российский патент 2014 года по МПК F03B17/06 F03B13/12 

Изобретение относится к гидроэнергетике и предназначено для обеспечения электрической энергией лагерей геологов, охотников, рыбаков, автономных туристов и является переносной.

Изобретение относится к гидроэнергетике и служит, в частности, для преобразования энергии русловых потоков реки в электрическую энергию.

Известны малые и микро-ГЭС мощностью 1…5000 кВт на напоры 2…400 м с пропеллерными, диагональными, осевыми, радиально-осевыми, ковшовыми турбинами [http://ovis.khv.ru/index…]. Известны также рукавные микро-ГЭС «Луч» мощностью 1, 2, 4, 10 кВт и ИНСЕТ мощностью 10, 15, 20, 50, 100 кВт. [http://mnpc2020.ru/…]

Недостатком таких ГЭС является необходимость большого перепада высот или постройка плотины.

Установка имеет сложный цепной привод и низкую надежность в эксплуатации.

Известно устройство для использования энергии текущей среды, содержащее корпус, гидротурбину и объемный насос, снабженное ускорителями потока, удерживающееся в русловом потоке вертикальной штангой посредством кронштейна (см. RU 2392485 C1, 27.06.2010).

Устройство сложное в изготовлении и эксплуатации, подает воду, не вырабатывает электрическую энергию, не является переносным.

Известна конструкция лопастной турбины для использования энергии водяного потока в зафиксированном затопленном состоянии в движущемся потоке воды (прилив-отлив). Лопасти в виде протяженного двойного шнека установлены на валу по ходу движущегося потока. Такая же конструкция предлагается применять и для использования энергии ветра, приспособив ее для установки в воздушном потоке. (см. JР 2009234555 А, 15.10.2009)

Данное устройство сложно для изготовления и эксплуатации, не обладает мобильностью.

Известен гидроагрегат для использования энергии потока воды, состоящий из спиральных лопастей, остановленных вдоль овального корпуса и отстоящих от корпуса в концевой части. Агрегат находится в взвешенном состоянии с минимальной плавучестью. Концентрация потока осуществляется при помощи внешнего экрана. Лопастная турбина связана с опорой через шарнир и преобразователь энергии многозвеньевым валом (см. RU 2061185 С1, 27.05.1996) (прототип).

Для данного агрегата затруднена стационарное установление преобразователя энергии - электрического генератора и сложная многозвеньевая система передачи крутящего момента.

Задачей изобретения является разработка переносной, быстроразборно-сборной, легкой и используемой на небольших реках и речках русловой микрогидроэлектростанции.

Технический результат достигается тем, что в русловой микрогидроэлектростанции (микро-ГЭС), содержащей гидротурбину с лопастями, согласно изобретению генератор установлен на понтоне с якорным шестом, а расширяющиеся лопасти выполнены изогнутыми по конической винтовой линии или по конической логарифмической спирали, передние загнутые на 90° концы закреплены внутри кожуха оголовка на фигурной втулке, а задние концы - на крестовине.

Кроме того, передача вращения от гидротурбины к генератору осуществляется гибким валом, установленным внутри кожуха в виде шланга и конец которого жестко закреплен внутри обтекателя в сферической шайбе с коническим отверстием при помощи соответствующего конического штыря.

Кроме того, передние кромки лопастей и крестовины выполнены острозаточенными.

На фиг.1 показан вид сбоку русловой микро-ГЭС; на фиг 2 - закрепление гибкого вала в оголовке гидроэнергоагрегата; на фиг.3 - вид сзади лопастей гидроэнергоагрегата при снятой крестовине; на фиг.4 - закрепление передних концов лопастей.

Русловая микро-ГЭС состоит из быстросборной гидротурбины, состоящей из лопастей 1, изогнутых по винтовой конической или конической логарифмической спирали, передние загнутые концы 2 которых внутри кожуха 3 оголовка закреплены на фигурной втулке 4 с центральным отверстием, а задние концы 5 - на крестовине 6. Многополюсный генератор 7 постоянного тока установлен на понтоне 8 и подвижно связан с вертикальным якорным шестом 9. Вал ротора генератора при помощи гибкого вала 10, установленного в неподвижном кожухе 11 в виде шланга, связан с оголовком гидротурбины и закреплен при помощи сферической шайбы 12 с коническим отверстием 13 и конического штыря 14.

Детали гидротурбины изготовлены из полимерного композиционного материала, например углепластика, крепежный материал - нержавеющий, полотно лопасти расширяется к заду. Понтоном служит древесина, прочный пенопласт или герметичный контейнер для деталей и узлов микро-ГЭС.

После прибытия на берег речки собирают гидротурбину, находят подходящее место в русле реки, изготовляют шест 9, который забивают в дно речки, устраивают понтон 8, соединяют гибкий вал 10 из прочного полимерного материала с валом ротора генератора, гибкий вал помещают в шланг 11, передний конец которого фиксируется жестко на понтоне 8, а задний - свободный, и устраивают лагерь. Поток воды вращает гидротурбину, вращение передается гибким валом 10 на ротор многополюсного генератора 7 постоянного тока, и через инвертор выработанный электрический ток по кабелю подается потребителям. При стационарной установке промежуточным элементом между генератором и инвертором служит аккумулятор. Применение защитного шланга на гибком валу и заточке передних кромок лопастей и крестовины предотвращает наматывание растительности.

Разработанная микро-ГЭС является легкой, переносной, быстроразборно-сборной и позволяет комфортно устраиваться на берегах речек.

Изобретение относится к гидроэнергетике и предназначено для обеспечения электрической энергией лагерей геологов, охотников, рыбаков, автономных туристов за счет преобразования энергии русловых потоков речек. Русловая микрогидроэлектростанция содержит гидротурбину с лопастями 1, генератор 7, установленный на понтоне 8 с якорным шестом 9. Расширяющиеся лопасти 1 выполнены изогнутыми по конической винтовой линии или по конической логарифмической спирали. Передние загнутые на 90° концы 2 лопастей 1 закреплены внутри кожуха 3 оголовка на фигурной втулке 4. Задние концы 5 лопастей 1 закреплены на крестовине 6. Изобретение направлено на создание переносной, быстроразборно-сборной, легкой и используемой на небольших реках и речках русловой микрогидроэлектростанции. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Русловая микрогидроэлектростанция (микро-ГЭС), содержащая гидротурбину с лопастями, отличающаяся тем, что генератор установлен на понтоне с якорным шестом, а расширяющиеся лопасти выполнены изогнутыми по конической винтовой линии или по конической логарифмической спирали, передние загнутые на 90° концы закреплены внутри кожуха оголовка на фигурной втулке, а задние концы - на крестовине.

2. Русловая микро-ГЭС по п.1, отличающаяся тем, что передача вращения от гидротурбины к генератору осуществляется гибким валом, установленным внутри кожуха в виде шланга и конец которого жестко закреплен внутри обтекателя в сферической шайбе с коническим отверстием при помощи соответствующего конического штыря.

3. Русловая микро-ГЭС по п.1, отличающаяся тем, что передние кромки лопастей и крестовины выполнены острозаточенными.