Линия гирляндной гидроэлектростанции с турбинами поплавкового типа

Использование: полезная модель относится к гидроэнергетике и может быть использована при создании (производстве, строительстве) мобильных гидроэлектростанций. Технический результат: повышение К.П.Д. за счет утилизации энергетического потенциала верхних слоев водотока и снижения потерь на прецессию. Сущность полезной модели: линия гирляндной гидроэлектростанции состоит из цилиндрических, полых, герметичных поплавковых турбин типа подливного (нижнебойного) водного колеса, соединенных между собой узлом карданного типа. Линия гирляндных турбин устанавливается в водоток, с одной стороны закрепляется в подшипниковый узел и, образуя общий гибкий вал, передает вращения генератору, установленному на другом берегу вне зоны затопления. Предлагаемая полезная модель линии гирляндной электростанции может быть использована для реализации гидроэнергетического потенциала малых рек для энергоснабжения временных сельскохозяйственных объектов, геологоразведывательных партий и экспедиций, электрификации труднодоступных районов и т.д.

Полезная модель относится к гидроэнергетике и может быть использована при создании мобильных гидроэлектростанций.

Известно устройство линии гирляндной гидроэлектростанции Блинова Б.С. состоящей из турбин-гидровингроторов (два полуцилиндра, смещенные друг относительно друга) попарно закрепленных на тросе, таким образом, что в каждой паре одна турбина повернута к другой по направлению вращения на 90°. Один конец троса закрепляется в опорном подшипнике, второй - вращает ротор генератора, находящийся на береговой опоре (Блинов Б.С. Гирляндная ГЭС. - М-Л.: Государственное энергетическое издательство, 1963. - С. 7).

Недостатками устройства являются: наличие потенциальной опасности из-за длинного подводного троса и скрытых в воде металлических гидровингроторов и зависимость количества вырабатываемой энергии от скорости течения реки (при уменьшении скорости линия гирляндной гидроэлектростанции опускается на дно и перестает вырабатывать необходимое количество энергии).

Известна роторная линия гирляндной ГЭС (А.С. СССР 1778355 кл. F03B 17/00, 3.05.1988 г.), где гидровингроторы попарно закреплены при помощи узла карданного типа на гибком валу выполненном в виде троса. Такое выполнение роторной линии позволило повысить К.П.Д. за счет снижения потерь на прецессию.

Недостатками являются: материалоемкость и невысокая эффективность использование энергопотенциала водотока, ввиду расположения линии гидроэлектростанции в глубине потока реки, где скорости течения ниже, чем в верхних слоях (Давыдов Л.К., Дмитриева А.А., Конкина Н.Г. Общая гидрология. - Л.: Гидрометеоиздат, 1973. - С. 234).

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к заявленной является линия гирляндной гидроэлектростанции (патент РФ 74082, кл. B02B 7/02, 20.06.2008 г.), с турбинами, состоящими из гибких полимерных лент, прикрепленных в виде спирали к ребрам жесткости и двум жестким обручам с двумя взаимно перпендикулярными поперечными ребрами жесткости, присоединенными к обручу торцами. Турбины закреплены друг к другу при помощи карданного соединения, образуя общий вал, передающий вращение генератору, причем турбины прикреплены к поплавку, что позволяет удерживать их в верхних слоях водотока, имеющих более высокие скорости.

Недостатками аналога является сложность в изготовлении турбин и использование дополнительных элементов для удерживании линии гидроэлектростанции в верхних слоях водотока.

Задача предлагаемой полезной модели - повышение эффективности выработки электроэнергии гидроэлектростанцией гирляндного типа, повышение безопасности работы.

Технический результат: повышение К.П.Д. линии гирляндной гидроэлектростанции за счет утилизации энергетического потенциала верхних слоев водотока и снижения потерь на прецессию.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что в линии гирляндной гидроэлектростанции, содержащей поплавок и турбины, соединенные узлом карданного типа, согласно полезной модели турбины выполнены в форме цилиндрических полых герметичных поплавков, с закрепленными по образующим цилиндра турбин рабочими лопастями, с возможностью расположения в верхних слоях потока, при этом один конец линии гирляндной гидроэлектростанции закреплен в подшипниковом узле, а второй конец связан через редуктор с ротором генератора.

Существо заявляемой полезной модели поясняется чертежом. На фиг. 1 приведена линия гирляндной гидроэлектростанции с турбинами поплавкового типа, на фиг. 2 - поперечное сечение турбины.

Предлагаемая линия гирляндной гидроэлектростанции состоит из турбин типа подливного (нижнебойного) водного колеса 1. Турбины выполнены в форме цилиндрических полых герметичных поплавков, по образующим цилиндра турбин закреплены рабочие лопасти 2. На торцах турбин закреплены карданные полумуфты 3, предназначенные для соединения турбин 1 между собой узлом карданного типа 4. Один конец линии гирляндной гидроэлектростанции закреплен в подшипниковый узел, второй - предназначен для передачи вращения через редуктор ротору генератору (на чертеже не показаны), установленному на другом берегу вне зоны затопления.

Такое выполнение позволяет повысить К.П.Д., за счет утилизации энергетического потенциала верхних слоев водотока и снижения потерь на прецессию.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

За счет турбин поплавкового типа 1 линия гирляндной гидроэлектростанции размещена в верхнем слое текучей среды, таким образом, что ось турбины 1 расположена выше ватерлинии (фиг. 2). Такое размещение позволяет наиболее полно утилизировать энергию водного потока, так как максимальные скорости воды в водотоке характерны для верхних слоев.

Опущенные на водную поверхность турбины 1 с рабочими лопастями 2, соединенные узлом карданного типа 4, образуют общий вал. Один конец вала закреплен в подшипниковый узел, второй передает вращение через редуктор ротору генератору (на чертеже не показаны), установленному на другом берегу вне зоны затопления.

Итак, предлагаемая полезная модель позволяет повысить К.П.Д. за счет снижения потерь на прецессию и использования энергии водного потока верхних слоев водотока, а также обеспечить безопасность на воде.

Линия гирляндной гидроэлектростанции, содержащая поплавок и турбины, соединенные узлом карданного типа, отличающаяся тем, что турбины выполнены в форме цилиндрических полых герметичных поплавков, с закреплёнными по образующим цилиндра турбин рабочими лопастями, с возможностью расположения в верхних слоях потока, при этом один конец линии гирляндной гидроэлектростанции закреплен в подшипниковом узле, а второй конец связан через редуктор с ротором генератора.

РИСУНКИ