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 RU2062351

гідроенергетичні ВСТАНОВЛЕННЯ

Ім'я винахідника: Бехтольд Едуард Рейнхольдовіч; Абрамов Віктор Аркадійович
Ім'я патентовласника: Бехтольд Едуард Рейнхольдовіч; Абрамов Віктор Аркадійович
Адреса для листування:
Дата початку дії патенту: 1992.08.05

Використання: гідроенергетика, зокрема екологічно чисті бесплотинной гідроелектростанції. Суть винаходу: гідравлічне колесо складається з надводної частини, що включає редуктор 6 і генератор 7, і підводної частини, що містить робочий орган з верхнім і нижнім підставами, основні лопатки 1 з малими лопатками, розташовані уздовж опорних 3 і натяжна 4 паль. Колесо встановлюють у спрямляющего щита. Підстави робочого органу виконані у вигляді плоских полків еліптичної форми і забезпечені кожен з них прорізами еліптичної форми. Між підставами по внутрішньої утворює робочого органу встановлена ​​суцільна обшивка, що має в поперечному перерізі форму еліпса. На палях, встановлених в отворах підстав, за допомогою маточини і підшипникових вузлів закріплені приводні і натяжна зірочки 8 з тяговими ланцюгами 11. Виконання колеса у вигляді системи основних лопаток, що має в перетин форму витягнутого еліпса і є продовженням кожного крила спрямляющего щита, дозволить брати участь у роботі як найближчим, так і далеким від щита лопаток 1. в результаті в роботу включаються до половини основних лопаток 1, що дозволить збільшити потужність і ККД гідроелектростанції майже в два рази.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до області гідроенергетичного будівництва та гідроенергетики, а саме до екологічно чистим бесплотинной гідроенергетичний установкам (гідроелектростанціям), призначеним для отримання електроенергії на робочих (неперемерзающіх) річках без гребель.

Відомі гідроелектростанції, що працюють на річках, де натиск для турбін створюється концентрацією падіння річки на використовуваному ділянці греблею, або деривації, або греблею і деривації спільно [I]

Недоліком таких гідроелектростанцій є висока трудомісткість будівництва гребель, а й втрата великих площ землі через їх затоки.

Відома гідроенергетична установка, що містить робочий орган, виконаний у вигляді маточин з приводними зірочками, нескінченних ланцюгів, взаємодіючих із зірочками, пристрої натягу ланцюгів, основних лопаток, встановлених вертикально щодо потоку і шарнірно закріплених на ланцюгах з можливістю переміщення уздовж потоку під впливом останнього, і пристрій для кріплення робочого органу [2]

Недоліком даної установки є те, що робочий орган (лопатки) розміщений на роликових ланцюгах, між якими відсутня обшивка, в результаті чого буде дуже низький ККД, тому що натиск потоку буде "йти" між ланцюгами, де немає для нього ніякого опору, і в роботі братиме участь мінімальна кількість енергії напору потоку.

Відповідно до цього в основу винаходу поставлена ​​задача збільшити потужність і ККД гідроенергетичній установки.

Поставлена ​​задача досягається тим, що відома гідроенергетична установка, що містить робочий орган, виконаний у вигляді маточин з приводними зірочками, нескінченних ланцюгів, взаємодіючих із зірочками, пристрої натягу ланцюгів, основних лопаток, встановлених вертикально щодо потоку і шарнірно закріплених на ланцюгах з можливістю переміщення уздовж потоку під впливом останнього, і пристрій для кріплення робочого органу, відповідно до винаходу, забезпечена спрямляются щитом, розміщеним перед робочим органом по ходу потоку, робочий орган забезпечений додатковими лопатками, розташованими під кутом до основних, верхнім і нижнім плоскими підставами еліптичної форми з еліптичними отворами і замкнутої обшивкою, встановленої між підставами і має в перерізі, паралельному підставах, форму еліпса, пристрій для кріплення робочого органу виконано у вигляді опорних паль, на яких за допомогою підшипників закріплені маточини приводних зірочок, а пристрій для натягування виконано у вигляді пов'язаною з однією з опорних паль натяжна палі і з встановленою на ній за допомогою підшипника маточини з натяжними зірочками, взаємодіючими з ланцюгами, при цьому кожна паля розміщена в отворах підстав, на торцях кожної основної лопатки встановлені підшипники, що контактують з підставами, а ланцюга розташовані по зовнішній утворює обшивки.

У порівнянні з відомим рівнем техніки заявлений винахід дозволяє збільшити потужність і ККД гідроенергетичній установки за рахунок максимального використання енергії напору потоку.

Винахід пояснюється кресленнями, де

Фиг.1 зображена гідроенергетична установка в поперечному розрізі річки з боку
зустрічного течії (на лівій стороні креслення основні лопатки не показані).

Фиг.2 - розріз по А-А фіг. 1. Фіг.3 гідроенергетична установка в аксонометрии.
Фіг.4 основна лопатка в аксонометрии.

Гідроенергетична установка включає підводний і надводну частини (фіг. 1). Підводна частина містить робочий орган, основні лопатки 1 якого забезпечені додатковими лопатками 2, розташованими під кутом до основних лопаток 1, і розміщені на однаковій відстані одна від одної, і пристрій для кріплення робочого органу, виконаного з опорних 3 і натяжних 4 паль. Основні лопатки робочого органу встановлюються вертикально щодо потоку між верхнім і нижнім плоскими підставами 17 еліптичної форми з еліптичними отворами і замкнутої обшивкою 12, встановленої між підставами 17 і має в перерізі, паралельному підставах, форму еліпса. Гідроенергетична установка монтується у спрямляющего щита 5. При монтажі потрібно між опорними палями 3 встановлювати діагональні або поперечні залізобетонні конструкції для забезпечення жорсткості і стійкості гідроенергетичній установки.

На крайній опорної палі 3, де монтується надводна частина редуктор 6 і генератор струму 7, встановлюються приводні зірочки 8 робочого органу. Для їх установки на крайню опорну палю 3 одягається потужна металева (або з іншого матеріалу) труба 9, що виконує роль маточини, з приводними зірочками 8. Усередині труби 9 кріпляться підшипники (на кресленнях не показані), які безпосередньо одягаються на крайню опорну палю 3. труба 9 встановлюється на ролікоопорний підшипник (на кресленнях не показаний), який знаходиться в нижній розширеній частині 10 крайней опорної палі 3. на натяжна палі 4 монтуються натяжні зірочки 8 (аналогічно палі 3). Привідні й натяжні зірочки 8 охоплюються нескінченними ланцюгами 11, наприклад корабельними ланцюгами або ланцюгами іншого типу, при цьому натяжна паля 4 виконує роль натягу нескінченних ланцюгів 11. Нескінченні ланцюги 11 розміщують на зовнішній поверхні замкнутої обшивки 12, яка, в свою чергу, являє замкнуту поверхню , що має в перетині форму еліпса, розташована по внутрішньої утворює робочого органу і призначена для утримання водного потоку на робочій поверхні основних лопаток 1. як варіант, нескінченні ланцюги 11 можуть бути змонтовані спареними з розміщенням їх по краях основних лопаток 1, або зміщеними, як показано на фіг.1.

Основні лопатки 1 до нескінченних ланцюгів 11 кріпляться таким чином, щоб рівнодіюча сила F (складова від напрямку водного потоку річки 13 і напрямку потоку 14, що скидається з спрямляющего щита 5) впливала на робочу поверхню кожної основної лопатки 1 і щоб кожна наступна основна лопатка 1 цієї статті не перекривала робочу поверхню кожної попередньої основний лопатки 1 по відношенню до сили F. Крім того, основна лопатка 1 має металевий (або з іншого матеріалу) упор 15 для забезпечення її стійкості під час робочого ходу, а й контрцепь 16 для виключення повороту основний лопатки 1 при холостому ході її на ззаду йде основну лопатку 1. Основні лопатки 1 під час їх роботи переміщаються між верхнім і нижнім підставами 17 уздовж внутрішньої і зовнішньої утворює робочого органу. Причому верхнє і нижнє підстави 17 виконані у вигляді плоских полків еліптичної форми і забезпечені прорізами аналогічної еліптичної форми. Верхнє підставу 17 кріпиться до всіх паль 3 і 4 (на кресленнях не показано) паралельно нижнього основи. У свою чергу, палі 3 і 4 встановлені в отворах підстав 17 паралельно утворює замкнутої обшивки 12.

Відстань між верхнім і нижнім підставами 17 дорівнює висоті Н основних лопаток 1 спільно з підшипниками 18, причому підшипники 18 контактують з підставами 17 (верхнім і нижнім) і монтуються до кожної основної лопатці 1 спаренно поверху і низом їх. Підшипники 18 забезпечують переміщення основних лопаток 1 між верхнім і нижнім підставами 17.

Cмазкой для всіх рухомих частин в воді є вода. Для нормальної роботи гідроенергетичній установки нескінченні ланцюги 11 розташовуються по зовнішній утворює обшивки 12 і повинні бути натягнутими. Щоб натягнути або послабити ланцюга 11 використовується натяжна паля 4, яка переміщається у верхній частині через вікно монтажного полку 19 і в нижній в паралелях 20. Натяг ослаблення тягового ланцюга 11 виробляється натяжним пристроєм 21 (типу "фаркоп" або інші). Для натягу тягових ланцюгів 11 потрібно, щоб обшивка 12 і верхнє і нижнє підстави 17 з обох сторін у натяжна палі 4 мали розрив суцільності із забезпеченням нахлеста їх кінців в сторону руху основних лопаток 1. Натягач 21 встановлюється між опорною 3 і натяжна 4 палями.

Монтаж гідроенергетичній установки здійснюється в наступній послідовності: спочатку монтують підводну частину палі, робочий орган з його рухливою системою, що представляє собою основні лопатки 1 і тягові ланцюги 11, а потім надводну частину це редуктор 6 і генератор струму 7, які розташовуються на полиці 19.

Спрямляющій щит 5, виконуючи роль місцевої греблі, звужує русло річки, в результаті чого в місцях скидання води 22 зі спрямляющего щита 5 на основні лопатки 1 швидкість течії і натиск потоку будуть збільшуватися. Для ефективної роботи гідроенергетичній установки обов'язково встановлювати спрямляющій щит 5 з боку напряму водного потоку річки 13.

В результаті, чим більше швидкість течії води і чим більше робочий рівень річки "з", тим потужніше буде гідроенергетична установка.

Для визначення робочого рівня річки "з" необхідно мати такі дані:

"з" робочий рівень річки, рівний висоті основний лопатки Н _л разом з підшипниками 18 плюс дві товщини (2 t) верхнього і нижнього підстав 17, тобто H _л +2 t;

"А" розмір, рівний товщині максимального промерзання води в річці плюс 10-15% тобто (А + 0,15А);

"В" розмір, який приймає від 0,2 до 0,5 м залежно від порід або матеріалу, що становить дно річки;

"H" різниця між максимальним рівнем води в річці (паводковий період) і мінімальним рівнем води в річці плюс 10% тобто (H + 0,1h);

"D" ширина основної лопатки 1, визначається можливостями річки.

Монтаж гідроенергетичній установки для всіх, в тому числі і для замерзаючих річок, здійснюють наступним чином.

До палі або опорі моста 23 (або до інших допоміжних сваям, на кресленнях не показані) кріпиться монтажний полиць 19, де і збираються підводний і надводна частини гідроенергетичній установки (з обох сторін опори 23 або з одного боку), або з невеликого надводного судна або баржі в місцях річок, які не заважають судноплавству.

Гідроенергетична установка працює наступним чином.

Для приведення в дію гідроенергетичній установки використовується енергія потоку (течії) води в річці з використанням спрямляющего щита 5.

Для того, щоб система основних лопаток 1 ефективно і в заданому напрямку 24 оберталася, потрібно на висоті H _щ, рівній Н _щH min + _h p + h _Г.Т. , Де h _р висота редуктора; h _Г.Т. висота генератора струму, встановити і закріпити до опор (на кресленнях вони не показані) з боку течії річки 13 спрямляющій щит 5, який можна виготовляти з металу, залізобетону або з інших матеріалів. Потрібно, щоб крила спрямляющего щита 5 направляли потік води прямо на найближчі основні лопатки 1, а на далекі від щита 5 основні лопатки 1 буде впливати потік води річки, але теж прискорений, тому що система основних лопаток 1, виконана в перерізі в формі витягнутого еліпса, є своєрідним продовженням спрямляющего щита 5 і звужує русло річки. В результаті в роботі братиме участь максимальна кількість енергії потоку (протягом) води, що і є великою перевагою, тому що збільшиться потужність і ККД гідроенергетичній установки.

Під дією потоку води почнеться переміщення основних лопаток 1, які через тягові ланцюги 11 передають обертання приводним зірочкам 8, а останні передають обертання редуктора і генератора струму 7, який і буде виробляти електроенергію, необхідну споживачеві.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

Гідроенергетична установка, що містить робочий орган, виконаний у вигляді маточин з приводними зірочками, нескінченних ланцюгів, взаємодіючих із зірочками, пристрої натягу ланцюгів, основних лопаток, встановлених вертикально щодо потоку і шарнірно закріплених на ланцюгах з можливістю переміщення уздовж потоку під впливом останнього, і пристрій для кріплення робочого органу, що відрізняється тим, що установка забезпечена спрямляются щитом, розміщеним перед робочим органом по ходу потоку, робочий орган забезпечений додатковими лопатками, розташованими під кутом до основних, верхнім і нижнім плоским підстав еліптичної форми з еліптичними отворами і замкнутої обшивкою, встановленої між підставами і має в перерізі, паралельному підставах, форму еліпса, пристрій для кріплення робочого органу виконано у вигляді опорних паль, на яких за допомогою підшипників закріплені маточини приводних зірочок, а пристрій для натягування виконано у вигляді пов'язаною з однією з опорних паль натяжна палі і з встановленої на ній за допомогою підшипника маточини з натяжними зірочками, взаємодіючими з ланцюгами, при цьому кожна паля розміщена в отворах підстав, на торцях кожної основної лопатки встановлені підшипники, що контактують з підставами, а ланцюга розташовані по зовнішній утворює обшивки.

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