РУСЛОВАЯ МИКРОГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ Российский патент 2015 года по МПК F03B13/10 

Изобретение относится к гидроэнергетике и предназначено для обеспечения электрической энергией небольших населенных пунктов, лагерей геологов, охотников, рыбаков, леспромхозов преобразованием энергии русловых потоков реки в электрическую.

Известна микрогидроэлектростанция, принятая за ближайший аналог, содержащая гидротурбину с лопастями и машинное отделение, удерживаемые якорями, при этом корпус выполнен в виде капсулы и состоит из двух частей - гидротурбины с лопастями и машинного отделения с размещенными в нем мультипликатором, генератором, инвертором с аккумулятором (GB 2422878 А, 09.08.2006, F03B 13/10).

Микрогидроэлектростанция удерживается в потоке воды при помощи грузовых якорей через гибкие канаты. Неясно, как герметизировано машинное отделение.

Известна также микрогидроэлектростанция, содержащая два вертикальных якорных столба, между которыми поперек потока вращается вал с турбинами (DE 10207036810 А1, 05.02.2009, F03B 13/10).

Устройство разработано недостаточно технически.

Известна микрогидроэлектростанция, разработанная в нескольких вариантах (горизонтальная, вертикальная), где корпус выполнен в форме оболочки дирижабля или дыни-торпеды, его части выполнены из двух половинок для обеспечения компактности, причем гидротурбина установлена в задней части (US 3209156 А, 28.09.1965, F03B 13/10).

Неясно, как соединены части микрогидроэлектростанции и зафиксированы от самопроизвольного разъединения.

Задачей изобретения является разработка компактной, надежной микро-ГЭС для бесперебойного электроснабжения небольших потребителей.

Технический результат достигается тем, что в русловой микрогидроэлектростанции (микро-ГЭС), содержащей корпус в виде капсулы в форме оболочки дирижабля или дыни-торпеды, удерживаемый якорными шестами, и состоящей из двух половинок - гидротурбины с лопастями и машинного отделения с размещенными в нем мультипликатором, генератором, инвертором с аккумулятором, согласно изобретению на двух концах оболочки устроены не вращающиеся оголовки с грузами, в которые навернуты болты с кольцеобразными головками, в отверстия которых установлены якорные шесты с ограничителями, соединенные поперечиной.

Передача крутящего момента от гидротурбины к первичному валу мультипликатора осуществлена через многокулачковую муфту, причем кулачки гидротурбины выполнены на герметизирующем диске, а кулачки привода генератора выполнены заодно со ступицей, в которую запрессован вал привода с коническим концом, входящим в соответствующее центральное отверстие диска гидротурбины, и на кулачках муфты выполнена круговая канавка для установки фиксатора в виде круговой пружины или эластичного круглого шнура.

Передний диск гидротурбины связан с оголовком при помощи вала с упорным подшипником и сальником.

На фиг. 1 показан вид сбоку русловой микро-ГЭС; на фиг. 2 - вид сверху разреза с фиг. 1; на фиг. 3 - соединение вращающегося корпуса (турбины) с не вращающимся корпусом; на фиг. 4 - разрез кулачковой соединительной муфты; на фиг. 5 - соединение турбины с оголовком; на фиг. 6 - вид микро-ГЭС с расположением турбины в задней части.

Микро-ГЭС содержит гидротурбину 1 с лопастями 2 и машинное отделение 3 с расположенными на горизонтальной полке 4 мультипликатором 5, генератором 6 и инвертором с аккумулятором 7. Форма микро-ГЭС в виде полой герметичной дирижаблевидной капсулы. На концах выполнены оголовок 8 гидротурбины 1 и оголовок 9 камеры машинного отделения с грузами 10 и 11, в которые ввернуты болты 12 с круглыми головками 13, в которые вертикально установлены якорные шесты 14. Болты имеют контргайки 15. Ограничители 16 фиксируют глубину погружения микро-ГЭС. Параллельность вертикальных якорных шестов достигается установкой поперечины 17. Гидротурбина 1 имеет передний 18 и задний 19 герметизирующие диски. Задний герметизирующий диск имеет кулачки 20 и центральное конусное отверстие. Кулачки 21 муфты выполнены на ступице 22, в центральное отверстие которой запрессован вал 23 привода генератора через мультипликатор. Конец 24 вала 23 выполнен конусным. Между диском камеры 25 машинного отделения и ступицей 22 муфты установлена манжета 26. В круговую канавку кулачков муфты установлен фиксатор 27 в виде круговой пружины. В передний диск 18 гидротурбины 1 запрессован вал 28 с упорным (радиально-упорным) подшипником 25. Диск 30 оголовка крепится к оболочке и имеет сальник 31. Фиксация вала осуществлена стопорными шайбами 32.

Микро-ГЭС доставляется на берег реки в собранном виде. При транспортировке на багажнике джипа лопасти 2 гидротурбины 1 могут выполняться съемными. Вес микро-ГЭС незначительно превышает подъемную силу, чтобы не было всплытия. Это регулируется изменением массы грузов 10 и 11 в оголовках 8 и 9. Подготавливают русло реки: при необходимости углубляют дно, убирают крупные камни, выше устраивают преграды для пропуска сплавника. Затем забивают вертикально в дно реки передний якорный шест через отверстие головки болта оголовка микро-ГЭС, затем задний якорный шест, при этом микро-ГЭС опирается о дно реки, турбина не вращается, приподнимают микро-ГЭС и устанавливают ограничители 16 и поперечину 17. Гидротурбина 1 начинает вращаться, вращение через муфту мультипликатора 5 передается генератору 6, который вырабатывает электрическую энергию, используемую потребителем. Оболочку гидротурбины 1 и машинного отделения могут изготовить из углепластика, диски и муфта - из полимерных материалов, болты и гайки - из нержавеющей стали, а грузы - из чугуна, алюминия или полимерных материалов. Микро-ГЭС компактна, герметична, обладает высокой надежностью.

Изобретение относится к гидроэнергетике и предназначено для обеспечения электрической энергией небольших населенных пунктов, лагерей геологов, охотников, рыбаков, леспромхозов преобразованием энергии русловых потоков реки в электрическую. Русловая микрогидроэлектростанция содержит корпус в виде капсулы в форме оболочки дирижабля или дыни-торпеды. Корпус удерживается якорными шестами 14. Капсула состоит из двух половинок - гидротурбины 1 с лопастями 2 и машинного отделения 3 с размещенными в нем мультипликатором 5, генератором 6, инвертором с аккумулятором 7. На двух концах оболочки устроены не вращающиеся оголовки 8 и 9 с грузами, в которые навернуты болты 12 с кольцеобразными головками 13, в отверстия которых установлены якорные шесты 14 с ограничителями 16, соединенные поперечиной 17. Изобретение направлено на разработку компактной, надежной микрогидроэлектростанции для бесперебойного электроснабжения небольших потребителей. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Русловая микрогидроэлектростанция (микро-ГЭС), содержащая корпус в виде капсулы в форме оболочки дирижабля или дыни-торпеды, удерживаемый якорными шестами, и состоящая из двух половинок - гидротурбины с лопастями и машинного отделения с размещенными в нем мультипликатором, генератором, инвертором с аккумулятором, отличающаяся тем, что на двух концах оболочки устроены не вращающиеся оголовки с грузами, в которые навернуты болты с кольцеобразными головками, в отверстия которых установлены якорные шесты с ограничителями, соединенные поперечиной.

2. Русловая микро-ГЭС по п. 1, отличающаяся тем, что передача крутящего момента от гидротурбины к первичному валу мультипликатора осуществлена через многокулачковую муфту, причем кулачки гидротурбины выполнены на герметизирующем диске, а кулачки привода генератора выполнены заодно со ступицей, в которую запрессован вал привода с коническим концом, входящим в соответствующее центральное отверстие диска гидротурбины, и на кулачках муфты выполнена круговая канавка для установки фиксатора в виде круговой пружины или эластичного круглого шнура.

3. Русловая микро-ГЭС по п. 1, отличающаяся тем, что передний диск гидротурбины связан с оголовком при помощи вала с упорным подшипником и сальником.