початок розділу Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві	хитрощі майстру електроніка фізика технології винаходи	таємниці космосу таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу
Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання)

ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2222711

ГІДРОЕЛЕКТРОСТАНЦІЯ

Ім'я винахідника: Соловйов Володимир Володимирович
Ім'я патентовласника: Соловйов Володимир Володимирович
Адреса для листування: 125015, Москва, вул. Бутирська, 97, кв.140, В.В.Соловьеву
Дата початку дії патенту: 2000.08.01

Винахід призначений для перетворення енергії водопотоку в електроенергію. Гідроелектростанція містить встановлений в потоці біля берега водозабірний короб з верхньої похилої, бічними і нижньої донної стінками, з зменшуваним по потоку поперечним перерізом. Короб забезпечений на вході захисними решітками і з'єднаний з водоводом прямокутного поперечного перерізу, складеним з стикувальних, поворотних, випускних, а й уніфікованих робочих елементів, в перекривається заслінкою отвір в бічній стінці яких входять робочі лопаті вертикально-осьових капсульних гідроагрегатів, забезпечених пристроями для регулювання і стабілізації числа обертів капсул і поміщених в циліндричних корпусах робочих камер з вирізом, встановлених знімно на рухомих платформах, що пересуваються за допомогою електродвигунів і механізмів, встановлених в герметичних відсіках, по опорним майданчиків, прикріпленим до робочих елементів водоводу. Пристрій для регулювання і стабілізації числа обертів капсул гідроагрегатів з'єднане електрокабелями з електродвигунами механізмів переміщення по підставі рухомих платформ, встановлених в герметичних відсіках, прикріплених зовні до бічної стінки робочого елемента водоводу. Отвір в боковій стінці робочого елемента має ширину, рівну діаметру циліндричного корпусу робочої камери, і висоту, рівну внутрішньої висоті бічної стінки робочого елемента. В отвір в бічній стінці робочого елемента входять верхні та нижні профільні планки, до яких прикріплена зсередини водоводу заслінка, що перекриває отвір в бічній стінці робочого елемента водоводу, і які прикріплені до профільних стійок, симетрично прикріпленим до рухомій платформі і конгруентно контактують з вертикальною стінкою циліндричного корпусу робочої камери, ширина вирізу в якій дорівнює відстані між цими стійками, і зі стінками герметичних відсіків, в яких поміщені механізми і електродвигуни переміщення рухомої платформи і які орієнтовані перпендикулярно бічній стінці робочого елемента. При цьому відстань між стінками герметичних відсіків дорівнює діаметру циліндричного корпусу робочої камери. Конструкція гідроелектростанції дозволяє підвищити її потужність.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до галузі гідроенергетики і може бути застосовано для перетворення в електроенергію кінетичної енергії водопотоку з різною швидкістю течії, в тому числі і з відносно невеликою.

Відома гідроелектростанція (ГЕС), що включає встановлений в потоці біля берега водозабірний короб з донною, верхній і бічними стінками, з зменшуваним по потоку поперечним перерізом, з'єднаний з водоводами, складеними з робочих, поворотних і стикувальних елементів, з робочими камерами і поміщеними в них капсульними гідроагрегатами (див. авторське свідоцтво СРСР 1652640 А1, МПК 7 F 03 В 13/08, 30.05.1991).

Дана відома гідроелектростанція має складну конструкцію, викликану розміщенням капсульних гідроагрегатів безпосередньо в водоводах і необхідністю в силу цього мати в конструкції щонайменше два водоводи, обмежену потужність, викликану використанням горизонтальних капсульних гідроагрегатів, обмежену надійність, а й обмежену сферу застосування, викликану відносної неефективністю застосування гідроелектростанції на рівнинних річках з невеликою швидкістю течії і невеликою витратою.

Найбільш близькою по технічній сутності до пропонованого винаходу є "Гідроелектростанція" Волслі ", що включає встановлений в потоці біля берега, забезпечений на вході захисними решітками, орієнтованими під кутом до напрямку потоку, водозабірний короб з верхньої похилої, бічними і нижньої донної стінками, з зменшуваним по потоку поперечним перерізом, з'єднаний з водоводом прямокутного поперечного перерізу, складеним з поворотних, стикувальних і уніфікованих робочих елементів, в боковій стінці яких виконано перекривається заслінкою отвір, в яке входять робочі лопаті вертикально-осьових капсульних гідроагрегатів, забезпечених пристроями для регулювання і стабілізації числа обертів капсул і поміщених в циліндричних корпусах робочих камер з вирізом, встановлених знімно на рухомих платформах, що пересуваються за допомогою електродвигунів і механізмів, встановлених в герметичних відсіках, по опорним майданчиків, прикріпленим до робочих елементів водоводу (див. патент Російської Федерації 2140012 С1, МПК 7 F 03 В 13/00, 20.10.1999).

Однак і дана гідроелектростанція має обмежену сферу застосування, викликану неефективністю її застосування на потоках з відносно малою швидкістю течії, так як для забезпечення її ефективної експлуатації габарити водозабірного короба повинні бути великими, відносно невелику потужність, викликану відносно невеликим водозабором і витратою, а й відносну складність конструкції, викликану наявністю в робочих елементах водоводу направляючих лопастей, заслінок, укріплених на виступах, що рухаються в пазах в нижніх стінках робочих елементів, і герметичних відсіків з серводвигунами і дуговими тягами.

Завданням цього винаходу є розширення області застосування, спрощення конструкції і підвищення потужності гідроелектростанції.

Зазначений технічний результат досягається за рахунок того, що гідроелектростанція включає встановлений в потоці біля берега водозабірний короб з верхньої похилої, бічними і нижньої донної стінками, з зменшуваним по потоку поперечним перерізом, забезпечений на вході захисними решітками, з'єднаний з водоводом прямокутного поперечного перерізу, складеним з стикувальних, поворотних, випускних, а й уніфікованих робочих елементів, в боковій стінці яких виконано перекривається заслінкою отвір, в яке входять робочі лопаті вертикально-осьових капсульних гідроагрегатів, забезпечених пристроями для регулювання і стабілізації числа обертів капсул і поміщених в циліндричних корпусах робочих камер з вирізом , встановлених знімно на рухомих платформах, що пересуваються за допомогою електродвигунів і механізмів, встановлених в герметичних відсіках, по опорним майданчиків, прикріпленим до робочих елементів водоводу. Пристрій для регулювання і стабілізації числа обертів капсул гідроагрегатів з'єднане електрокабелями з електродвигунами механізмів переміщення по підставі рухомих платформ, встановлених в герметичних відсіках, прикріплених зовні до бічної стінки робочого елемента водоводу, отвір в бічній стінці робочого елемента має ширину, рівну діаметру циліндричного корпусу робочої камери, і висоту, рівну внутрішньої висоті бічної стінки робочого елемента, в отвір в бічній стінці робочого елемента входять верхні та нижні профільні планки, до яких прикріплена зсередини водоводу заслінка, що перекриває отвір в бічній стінці робочого елемента водоводу, і які прикріплені до профільних стійок, симетрично прикріпленим до рухомій платформі і конгруентно контактують з вертикальною стінкою циліндричного корпусу робочої камери, ширина вирізу в якій дорівнює відстані між цими стійками, і зі стінками герметичних відсіків, в яких поміщені механізми і електродвигуни переміщення рухомої платформи і які орієнтовані перпендикулярно бічній стінці робочого елемента, при цьому відстань між стінками герметичних відсіків дорівнює діаметру циліндричного корпусу робочої камери.

Фіг.1 зображений схематично загальний вигляд зверху пропонованої ГЕС у варіанті зведення дамби між першим і другим берегами потоку, на фіг.2 - схематично загальний вигляд запропонованої ГЕС у варіанті зведення дамби між першим берегом і протокою.

Фіг.3 - схематично загальний вигляд зверху пропонованої ГЕС у варіанті використання біля берегів великих водойм, на фіг.4 - перетин А-А виду на фіг.1 і 2 у варіанті роботи ГЕС в умовах меженний вод, на фіг. 5 - перетин А-А виду на фіг. 1 і 2 у варіанті роботи ГЕС в умовах паводкових вод і льодоходу.

	Фіг. 6 - перетин В-В виду на фіг.1, 2, на фіг. 7 - розріз С-С виду на фіг.1, 2 і фіг.6, на фіг.8 - розріз DD виду на фіг.6. Пропонована ГЕС включає зведену між берегами 1 і 2 потоку 3 і орієнтовану вгору по потоку 3 під гострим кутом до напрямку потоку 3 дамбу 4 з отвором 5 біля берега 1, в якому встановлений водозабірний короб 6 з донної 7, верхньої 8, нижній 9 і бічними 10 і 11 стінками, забезпечений на вході орієнтованої під гострим кутом до донної стінці 7 захисною решіткою 12 і з'єднаний з водоводом 13 прямокутного поперечного перерізу, складеним з поворотних 14, стикувальних 15, випускного 16, а й уніфікованих робочих елементів 17. Біля берега 2 дамба 4 забезпечена отвором 18, між яким і першим берегом 1 встановлено огорожу 19. У варіанті виконання з двома прорізами 5 і 18 дамба 4 забезпечена дорожнім покриттям 20. У варіанті виконання з протокою 21 дамба 4 і забезпечена огородженням 22, встановленим між протокою 21 і першим берегом 1. Над водозабірних коробом 6 в отворі 5 є зливний отвір 23. У варіанті застосування біля берегів великих водойм водозабірний короб 6 встановлений в потоці 3 хвиль біля берега 1 великого водойми між двома сходяться симетрично під гострим кутом біля берега 1 дамбами 4, орієнтованими з розширенням під гострим кутом проти потоку 5 хвиль, що рухаються до берега 1; при цьому водозабірний короб 6 плавно сполучений за допомогою поворотних і стикувальних елементів з водоводом 13, орієнтованим уздовж риси берега 1.

В отвір 25 бічної стінки 26 уніфікованих робочих елементів 17 водоводу 13 входять робочі лопаті 27 вертикально-осьових капсульних гідроагрегатів 28, забезпечених пристроями 29 для автоматичного регулювання та стабілізації числа обертів капсули 30 на заданому рівні і розміщених в циліндричних корпусах 31 з вирізом 32 робочих камер 33 , встановлених на рухомих платформах 34, переміщаються за допомогою електродвигунів 35 і 36 механізмів переміщення, встановлених в герметичних відсіках 37 і 38, прикріплених до рухомим платформ 34 і бічних стінок 26; при цьому пристрій 29 для регулювання і стабілізації числа обертів капсул 30 гідроагрегатів 28 з'єднане електрокабелями 39 з електродвигунами 35 і 36 місцезнаходження мобільних платформ 34; отвір 25 в бічній стінці 26 робочого елемента 17 має ширину, рівну діаметру циліндричного корпусу 31 робочої камери 33, і висоту, рівну внутрішньої висоті бічної стінки 26 робочого елемента 17 водоводу, в отвір 25 в бічній стінці 26 робочого елемента водоводу 17 входять верхні 40 і нижні 41 профільні планки, до яких прикріплена зсередини водоводу заслінка 42, що рухається між верхньою 50 і нижньої 51 стінками робочого елемента 17 водоводу і перекриває отвір 25 в бічній стінці 26 робочого елемента водоводу 17, і які прикріплені до профільних стійок 43 і 44, симетрично прикріпленим до рухомій платформі 34 і конгруентно контактують з вертикальною стінкою 45 циліндричного корпусу 31 робочої камери 33, ширина вирізу 32 в якій дорівнює відстані між профільними стійками 44 і 43, і зі стінками 46 і 47 герметичних відсіків 37 і 38, в яких поміщені електродвигуни 35 і 36 механізмів переміщення рухомої платформи 34, і які орієнтовані перпендикулярно бічній стінці 26; відстань між стінками 47 і 48 герметичних відсіків 37 і 38 дорівнює діаметру циліндричного корпусу 31 робочої камери 33.

Пропонована ГЕС діє таким чином. Частина потоку 3, надалі потоку, зі швидкістю V ₁ проходячи через огорожу 19, 22, звільняється частково від небезпечних предметів, що рухаються з потоком 3, потрапляє в зону дії дамби 4 і внаслідок зменшення поперечного перерізу потоку поступово збільшує свою швидкість до швидкості V ₂ , що перевищує швидкість V ₁ майже кратно співвідношенню площі поперечного перерізу ₁ на вході потоку 3 в зону дії дамби 4 і площі ₂ поперечного перерізу потоку 3 на вході в отвір 5 дамби 4.

Захисна решітка 12 на вході в водозабірний короб 6, орієнтована під кутом до донної стінці 7, перешкоджає проникненню небезпечних предметів з потоком 3 всередину водозабірного короба 6, і завдяки дії горизонтальної складової рухомого потоку 3 вони виносяться через зливний отвір 23 в отворі 5 над водозабірних коробом 6 за межі захисної решітки 12 в простір нижче дамби 4.

Увійшовши в водовід, частина потоку 3 в кожному робочому елементі 17 водоводу 13 ділиться на робочу частину 49, що приводить послідовно в обертання капсули 30 гідроагрегатів 28, і вільну частину 50, що проходить вільно через робочий елемент 17, що зливається в ньому з робочою частиною 49 потоку 3 і частково компенсує втрати напору в робочій частині 49.

Співвідношення поперечних перерізів робочої 49 і вільної 50 частин потоку в робочих елементах при проектуванні підбирається оптимальним, забезпечує максимально можливу потужність гідроагрегату 28 в кожному робочому елементі 17 і багаторазовий з'їм потужності потоку 3, що рухається в водоводі 13, у відповідних перетинах потоку 3.

Менша частина потоку 3 в варіанті виконання ГЕС з дамбою 4 і двома отворами 5 і 18 в ній вільно проходить з первісної швидкістю V ₁ через отвір 18 дамби 4 і виливається в природне русло потоку, створюючи можливість вільної міграції річкової фауни і судноплавства. Дорожнє покриття 20 на дамбі 4 дозволяє використовувати її в якості переправи через потік 3 протягом майже всього року, за винятком періоду повені та льодоходу.

У період льодоставу всі частини ГЕС, крім греблі 4, знаходяться нижче нижнього рівня льодоставу. У період повені дамба 4 тимчасово затоплюється, лід 52 проходить над дамбою 4, не порушуючи режиму роботи ГЕС.

Виконання дамбою 4 функції переправи через потік 3 дозволяє знизити загальну вартість зведення гідроелектростанції, виключивши з неї вартість зведення дамби 4 в якості пристрою для переправи.

Зведення однієї дамби 4 може забезпечити дію гідроелектростанції з водоводом 13 значної довжини, великим числом робочих елементів 17 і гідроагрегатів 28, з великою потужністю при повній її екологічності, тобто дією її без затоплення заплавних земель, без зведення перешкод для міграції річкової фауни і судноплавства.

Широка область застосування пропонованої гідроелектростанції і її висока ефективність, простота конструкції і технології зведення дозволять забезпечити дешеве виробництво електроенергії як у багатьох регіонах Росії, так і в багатьох інших регіонах світу.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

Гідроелектростанція, що включає встановлений в потоці біля берега водозабірний короб з верхньої похилої, бічними і нижньої донної стінками, з зменшуваним по потоку поперечним перерізом, забезпечений на вході захисними решітками, з'єднаний з водоводом прямокутного поперечного перерізу, складеним з стикувальних, поворотних, випускних, а й уніфікованих робочих елементів, в боковій стінці яких виконано перекривається заслінкою отвір, в яке входять робочі лопаті вертикально-осьових капсульних гідроагрегатів, забезпечених пристроями для регулювання і стабілізації числа обертів капсул і поміщених в циліндричних корпусах робочих камер з вирізом, встановлених знімно на рухомих платформах, що пересуваються за допомогою електродвигунів і механізмів, встановлених в герметичних відсіках, по опорним майданчиків, прикріпленим до робочих елементів водоводу, яка відрізняється тим, що пристрій для регулювання і стабілізації числа обертів капсул гідроагрегатів з'єднане електрокабелями з електродвигунами механізмів переміщення по підставі рухомих платформ, встановлених в герметичних відсіках, прикріплених зовні до бічної стінки робочого елемента водоводу, отвір в бічній стінці робочого елемента має ширину, рівну діаметру циліндричного корпусу робочої камери, і висоту, рівну внутрішньої висоті бічної стінки робочого елемента, в отвір в бічній стінці робочого елемента входять верхні та нижні профільні планки, до яких прикріплена зсередини водоводу заслінка, що перекриває отвір в бічній стінці робочого елемента водоводу, і які прикріплені до профільних стійок, симетрично прикріпленим до рухомій платформі і конгруентно контактують з вертикальною стінкою циліндричного корпусу робочої камери, ширина вирізу в якій дорівнює відстані між цими стійками, і зі стінками герметичних відсіків, в яких поміщені механізми і електродвигуни переміщення рухомої платформи і які орієнтовані перпендикулярно бічній стінці робочого елемента, при цьому відстань між стінками герметичних відсіків дорівнює діаметру циліндричного корпусу робочої камери.

Версія для друку
Дата публікації 12.01.2007гг

НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ
	Технологія виготовлення універсальних муфт для бесварочного, безрезьбовиє, бесфлянцевого з'єднання відрізків труб в трубопроводах високого тиску (мається відео)
	Технологія очищення нафти і нафтопродуктів
	Про можливість переміщення замкнутої механічної системи за рахунок внутрішніх сил
	Світіння рідини в тонких діелектричних каналох
	Взаємозв'язок між квантової і класичної механікою
	Міліметрові хвилі в медицині. Новий погляд. ММВ терапія
	магнітний двигун
	Джерело тепла на базі нососних агрегатів