Устройство н.а.захарова для выработки электрической энергии

 

Использование: в гидроэнергетике при строительстве бесплотинных гидроэлектростанций. Сущность изобретения: устройство для выработки электрической энергии включает генератор 1, на валу 2 которого жестко закреплен диск 3 с шарнирно прикрепленными к нему крыльчатками 4. Диск 3 с крыльчатками 4 размещен внутри шлюза 5, по которому движется поток и вращает диск 3, вращение которого передается генератору 1, обеспечивающему выработку электроэнергии. 2 з.п.ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к области электротехники, в частности гидроэлектрической станции (ГЭС) при использовании электроэнергии для нужд промышленного производства и быта.

Гидроэлектрическая станция (ГЭС) является одним из основных гидроэлектрических сооружений. В ней производится выработка и распределение потребителям электрической энергии. Известно сооружение, содержащее плотину для накопления воды и создания верхнего бьефа, а также для монтажа в плотине генераторов. Генераторы работают при подаче большого потока воды на их турбины и преобразуют в электрическую энергию водных потоков, а поэтому одним из основных требований, предъявляемых к сооружению гидроэлектростанций, является обеспечение постоянства гидроэнергии.

Недостатком известного сооружения гидроэлектростанции (ГЭС) является нарушение экологии реки за счет строительства плотины для перекрытия реки в целях накопления большой гидроэнергии за счет затопления пойм рек и плодородных земель, а также увеличения в данном регионе сейсмической опасности.

Увеличение большого потенциала гидроэнергии вызывает опасность разрушения самой плотины, что может привести к глобальным катастрофам.

Целью изобретения является повышение эксплуатационной стойкости ГЭС без возведения плотин и разрушения природного дисбаланса, малых капитальных вложений на ее строительство и на передачу электроэнергии по воздушным линиям.

Указанная цель достигается тем, что в ГЭС для выработки электрической энергии вместо плотины можно применять: дебаркадеры, списанные корабли, пароходы, причалы, паромы, опоры и опоры мостов и т.п. Между плавательными средствами или опорами монтируется специальный шлюз. Внутри шлюза находится специальный диск с поднимающимися и опускающимися, под действием воды, крыльчатками. Данный диск жестко связан с валом генератора. Вода, заходящая в шлюз, поднимает на 1-м и 2-м квадрантах крыльчатки, которые поднимаются или опускаются (в зависимости от расположения диска, вверху или внизу, на котором смонтированы крыльчатки), так под напором воды воздействуют на диск и поворачивают его, создавая угловую скорость ( (). ). При повороте диска, совместно с крыльчатками, на 180^o крыльчатки на третьем и четвертом квадрантах опускаются под действием потока воды и не препятствуют сопротивлению останову диска. Крыльчатки под действием напора воды поднимаются на первом и втором квадрантах диска. Крыльчатки под напором воды поднимаются на первом и втором квадрантах диска, когда диск смонтирован ниже крыльчаток, но если смонтировать в верхнее положение, то крыльчатки под действием воды на первом и втором квадрантах, как и во втором случае, будут опускаться, а на третьем и четвертом квадрантах будут прижиматься к диску, т.е. не будут препятствовать останову диска, т.к. сила (Р) противодействующая угловой скорости ( () ) диска будет стремиться к нулю (0) или P0; Для поворота диска не требуется большая глубина и большая скорость водного потока. Для поворота диска учитывается только его диаметр и площадь крыльчаток. Число оборотов ротора генератора зависит от установки шестерен на диск или без таковых. Данные устройства для выработки электрической энергии можно устанавливать по берегам любых рек и речек, оставляя при этом фарватеры для прохода судов, на водопадах, на стоках очистных сооружений.

Таким образом, для передачи электрической энергии не требуется большая протяженность воздушных линий, т.к. полученная электрическая энергия поступит на те потребители и вблизи их, где она необходима, а поэтому устройства для выработки электрической энергии должны ставиться там и столько, сколько их необходимо потребителям.

Сопоставленный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство для выработки электрической энергии отличается тем, что не требует для строительства высотных плотин, чтобы искусственно создавать наличие бьефов, а также отпадает необходимость в строительстве опор для дальнейшей протяженности воздушных линий.

Таким образом, заявляемое устройство для выработки электрической энергии соответствует критерию изобретения "новизна".

Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия".

Изобретение поясняется чертежами, на которых представлены: на фиг. 1-3 - продольное сечение устройства для выработки электрической энергии; на фиг.4 плавательное средство для монтажа генераторов по выработке электрической энергии; на фиг.5 площадки 8 для монтажа генераторов с использованием опор мостов; на фиг. 6 диск с крыльчатками с постоянной угловой скоростью () ротора генератора; на фиг. 7 диск с крыльчатками с увеличением угловой скорости () ротора генератора; на фиг. 8 крыльчатка; на фиг.9 шлюз 5.

Устройство для выработки электрической энергии содержит: генератор 1, вал ротора генератора 2, на котором жестко крепится диск 3, с падающими и поднимающими крыльчатками 4, шлюза 5, по которому движется вода, движение которой и увеличивает в нем свою скорость, т.к. шлюз 5 имеет форму диффузора. Шлюз может быть изготовлен для одного диска и для n-го количества дисков. Шлюз можно монтировать между двумя плавательными средствами 7 фиг.4. Возможны варианты установки генераторов на площадки 8 фиг.5 различных опор или мостов.

Устройство для выработки электрической энергии работает следующим образом. Течение рек и речек, потоки воды, падающего водопада поднимают и опускают крыльчатки и через их площадь заставляют диск вместе с осью ротора и самим ротором вращаться. При вращении ротора и неподвижного статора возникает электродвижущая сила (ЭДС) самоиндукции измеряемая в вольтах Таким образом, при работе генератора возникает электрическая энергия.

Предлагаемое устройство для выработки электрической энергии в передней части имеет защитную сетку 6 из стальных прутьев, защищающих крыльчатки от поломок при попадании на них бревен.

Выработанная генератором (и) электрическая энергия передается потребителям через воздушные линии.

Установка на генератор (ы) диска с автоматически поднимающимися и опускающимися крыльчатками позволяет отказаться от строительства дамб, плотин, а значит избавляет от зон затопления. Эффективность же работы генератора(ов) не снизится, а наоборот, возрастет и повысится их эксплуатационная стойкость.

Формула изобретения

1. Устройство для выработки электрической энергии, включающее расположенную на части ширины русла реки опорную конструкцию, на которой размещен генератор, соединенный с валом турбины, установленной в коробе, отличающееся тем, что входной участок короба перед турбиной выполнен в форме диффузора, турбина размещена на вертикальном валу и выполнена в виде расположенного перпендикулярно к валу диска, на котором шарнирно закреплены лопасти с односторонним упором для обеспечения возможности их поднятия и опускания под напором воды.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что опорная конструкция выполнена в виде плавающих средств.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что опорная конструкция выполнена в виде рам, установленных на опорах.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9