Турбина-генератор

Турбина-генератор относится к области гидроэнергетического строительства и может быть использована для преобразования энергии течения реки в энергию для бытовых и производственных нужд. Турбина- генератор, содержащая установленное в русле реки сооружение с электрогенератором, редуктором, лопастями, укрепленными на вертикальной оси вращения она имеет колесо (колеса) турбины со складывающимися лопастями, изогнутыми по форме колеса, спереди и сбоку и, укрепленные к колесу пальцами со штопорами и имеющие упоры сзади, а также генератор, укрепленный на вертикальной оси с уплотнителем и смонтированный в бетонной плите. Турбина-генератор может содержать два колеса, насаженные на одну ось, причем расстояние между ними 30 см. Колеса турбины выполнены с диаметром 4 м, а шириной 14 см. По сравнению с известными техническими решениями турбина-генератор не нуждается в плотине ГЭС, топливе ТЭЦ, АЭС, способна работать под водой летом и зимой подо льдом. Бетонная плита исключает необходимость вести разведки дна. Собранную турбину легко можно привезти на буксире и притопить на выбранном участке дна. Колесо турбины имеет много отверстий для установки лопастей, что позволяет менять их количество, размеры и форму. Благодаря легкой конструкции скошенных оперений с боков, лопасти открываются мгновенно по ходу вращения колеса и турбина может работать в любом положении(вертикально, под углом, вверх дном).

Приложение 1 к решению о выдаче патента

к заявке 2010134032/06(048357)

Турбина-генератор

Полезная модель относится к получению электрической энергии и может быть использована для получения электрической энергии для бытовых и производственных нужд.

Известно устройство для использования энергии текучей среды (см. RU 2046208 C1, 20.10.1995, F03B17/06), содержащее колесо с лопастями, установленными с возможностью поворота относительно их осей, при этом каждая лопасть разделена осью на две части с неравными площадями. Устройство снабжено корпусом и валом, установленным в нем. Кроме того, лопасти колеса шарнирно установлены в корпусе и снабжены рычагами, закрепленными одними своими концами на осях лопастей у корневой их части, а на других концах рычагов установлены катки. Устройство снабжено кулачковым диском, взаимодействующим с катками и шарнирно установленным на валу, и флюгером, жестко закрепленным на диске.

Известен русловой генератор (см. SU 1634812 A1, 15.03.1991, F03B7/00), содержащий роторную гидротурбину с лопастями и валом и электрогенератор, кинематически связанный с последним. Гидроагрегат снабжен поперечной гидротурбиной, которая размещена на валу роторной гидротурбины и соединена с ним при помощи обгонной муфты.

Известна волно-поточная энергетическая установка (RU 2351793 C1, 10.04.2009, F03B13/22), содержащая две турбины с лопастями гидродинамического профиля, горизонтально-соосно установленные в конфузорно-диффузорном водоводе, и электрогенератор, при этом турбины выполнены ортогональными, их валы ориентированы поперек водовода установки и один из концов валов каждой ортогональной турбины закреплен в стенке водовода, электрогенератор расположен между ортогональными турбинами, кинематически связан с валами ортогональных турбин и размещен в полости. Она снабжена поплавком, водовод установлен под поплавком на кронштейне, снабженном шарниром с возможностью поворота водовода для ориентации осей ортогональных турбин перпендикулярно потоку, лопасти одной ортогональной турбины ориентированы в противоположном направлении по отношению к лопастям второй ортогональной турбины для вращения ортогональных турбин в противоположных, неизменных направлениях, независимо от направления течения потока через ортогональные турбины, индуктор электрогенератора выполнен неподвижным, двустороннего действия и расположен между соединенными каждый со своим валом ортогональной турбины роторами, вращающимися в противоположных направлениях и установленными с малым зазором относительно индуктора, фиксированными прокладками из материала с низким трения скольжения.

Известна гидроэлектростанция (см. RU 2171910 C1, 10.08.2001, F03B13/00, прототип), содержащая установленное в русле реки сооружение с направляющим устройством потока воды, электрогенератором, редуктором, расположенным над водной поверхностью гидроколеса с неподвижными лопастями и вертикальной осью вращения, расположенного под водой и кинематически связанного через редуктор с электрогенератором. Сооружение гидроэлектростанции занимает часть центрального сечения реки и состоит из фундаментной плиты, боковых стен и перекрытия с помещением для редуктора с электрогенератором над местом установки гидроколеса. Сооружение перед водозабором имеет ледорезную опору и бетонные сети, а стены со стороны входа воды и ее выхода имеют расширения, образующие соответственно конфузорный, рабочий и диффузорный каналы. Одна из боковых стен имеет в рабочем канале секторный, полукруглый вырез под гидроколесо, которое установлено выше дна реки и ниже нижней кромки возможного ледяного покрова в подшипниковых узлах, соответственно, нижнем - в фундаментной плите и верхнем - в перекрытии, причем гидроколесо выполнено полым, состоящим из жестко установленных на вертикальном валу двух параллельных дисков, по периферии которых и между ними равномерно установлены лопасти с длиной не более 2/3 его радиуса под углом к нему от 0 до 180°.

Недостатком описанных технических решений является ненадежность работы в зимнее время при наличии ледяного покрова (30-40°С), на лопастях будет наращиваться лед, что будет вызывать торможение и постепенную остановку двигателя.

Задачей данного технического решения является создание мобильной, экологически чистой, экономичной турбины-генератора, обеспечивающей ее работоспособность при любых погодных условиях.

Задача решена в турбине-генераторе, содержащей установленное в русле реки сооружение с электрогенератором, редуктором, лопастями, укрепленными на вертикальной оси вращения, согласно полезной модели, она имеет колесо (колеса) турбины со складывающимися лопастями, изогнутыми по форме колеса, спереди и сбоку и, укрепленными к колесу пальцами со штопорами и имеющими упоры сзади, а также генератор, укрепленный на вертикальной оси с уплотнителем и смонтированный в бетонной плите.

Кроме того, турбина-генератор содержит два колеса, насаженные на одну ось, причем расстояние между ними 30 см.

Кроме того, колеса турбины выполнены с диаметром 4 м, а ширина их не превышает 14 см.

На Фиг.1 представлена турбина-генератор, вмонтированная в бетонную плиту 1, содержащая генератор 2, вертикальную ось 3, выполненную с уплотнителем 4, подшипниками 5, горизонтальными колесами 6 со складывающимися лопастями 7, изогнутыми по форме колеса турбины и имеющими упоры.

На фиг.2 представлена складывающаяся лопасть (вид спереди).

На фиг.3 - складывающаяся лопасть (вид сзади).

На фиг.4 - складывающаяся лопасть (вид сбоку) с упором.

На фиг.5 - палец крепления лопасти со штопором.

На фиг.6 - колесо турбины с закрытыми лопастями.

На фиг.7 - колесо турбины с открывающими навстречу течению реки лопастями.

Описанное устройство работает следующим образом: естественный поток воды в реке воздействует на лопасти турбины. Благодаря легкой конструкции скошенных оперений с боков лопасти открываются мгновенно по ходу вращения колеса турбины, скорость увеличивается, часть механической поступательной энергии потока воды преобразуется в механическую энергию вращательного момента гидроколеса, который посредством вала передается на редуктор и электрогенератор, преобразующий механическую энергию вращения в электрическую, которая передается от электрогенератора потребителю.

Технический результат турбины-генератора заключается в обеспечении надежности и работоспособности турбины -генератора летом и зимой при любых погодных условиях благодаря легкой оригинальной конструкции скошенных лопастей.

По сравнению с известными техническими решениями турбина-генератор не нуждается в плотине ГЭС, топливе ТЭЦ, АЭС, способна работать под водой летом и зимой подо льдом. Бетонная плита исключает необходимость вести разведки дна. Собранную турбину легко можно привезти на буксире и притопить на выбранном участке дна. Колесо турбины имеет много отверстий для установки лопастей, что позволяет менять их количество, размеры и форму. Благодаря легкой конструкции лопастей, они открываются мгновенно по ходу вращения колеса и турбина может работать в любом положении (вертикально, под углом, вверх дном).

1. Турбина-генератор, содержащая установленное в русле реки сооружение с электрогенератором, редуктором, лопастями, укрепленными на вертикальной оси вращения, отличающаяся тем, что она имеет колесо (колеса) турбины со складывающимися лопастями, изогнутыми по форме колеса, спереди и сбоку, укрепленными к колесу пальцами со штопорами и имеющими упоры сзади, а также генератор, укрепленный на вертикальной оси с уплотнителем и смонтированный в бетонной плите.

2. Турбина-генератор по п.1, отличающаяся тем, что она содержит два колеса, насаженные на одну ось, причем расстояние между ними 30 см.

3. Турбина-генератор по п.1, отличающаяся тем, что колеса турбины выполнены с диаметром 4 м, а ширина их не превышает 14 см.