Погружная свободнопоточная микрогидроэлектростанция.

Номер документа 2420150031

РУБРИКА:
15. Использование нетрадиционных источников энергии

РУБРИКА ГРНТИ:
44.35.29. Гидроэлектростанции

АТРИБУТЫ:
Отрасли: альтернативная энергетика
Тепловая энергия:
Электрическая энергия: электропроизводство
Виды топлива:
Водные ресурсы:

РЕКВИЗИТЫ:
Вид документа: Патент
Номер: 2247859
Автор (принявший орган): Политехнический институт СФУ 660074, г.Красноярск, ул.Киренского, 26 Телефон: (391) 291-21-42, Головин Михаил Петрович -к.т.н. , профессор
Дата: 26.08.2015
Регион: Красноярский край
Источник информации: http://www.freepatent.ru

ПОЛНЫЙ ТЕКСТ ДОКУМЕНТА:

Микрогидроэлектростанция содержит гидротурбину с горизонтальной осью 1 вращения, соединенную с погруженным в воду герметизированным электрогенератором 2, которые смонтированы на несущей конструкции в виде рамы 3 со щитами на концах 4, 5, образующими на входе потока воды конфузор, а на выходе - диффузор. Рама 3 для 35упрощения изготовления, транспортировки и монтажа состоит из двух жестко закрепленных секций, собираемых на месте установки микроГЭС, рама 3 устанавливается на дне реки или крепится на плавсредстве.

В качестве электрогенератора 2 использован низкоскоростной генератор, соединенный непосредственно с осью 1 гидротурбины, выполненной из отдельных секций (фиг.2), 40 смонтированных в подшипниковых опорах 6, 7 (фиг.1). Каждая секция гидротурбины содержит один или более лопастных движителей 8 (фиг.2), смещенных друг относительно друга на равный угол (на фиг.1 пример выполнения секции, состоящей из трех движителей, смещенных на угол 120°) и состоящих из двух противоположно направленных лопастей 9, имеющих специальный профиль (фиг.4), закрепленных на стойках 10 (фиг.З) с помощью 45 кронштейнов 11, с возможностью фиксированного перемещения лопастей в радиальном и угловом направлениях. На стойках 10 выполнены ступицы 12 с клеммовым соединением 13 для закрепления на валу гидротурбины, имеющем на концах шлицевые участки 14, которыми он установлен в шлицевые втулки двух подшипниковых опор 6, 7, закрепленных на раме 3. Количество движителей в секции и секций в гидротурбине зависит от мощности so микроГЭС (длины гидротурбины). Первая секция гидротурбины одним концом вставлена в полый шлицевый вал низкоскоростного электрогенератора 2, установленного на раме и имеет только одну внешнюю опору. Сечение лопасти 9 гидротурбины (фиг.4) представляет собой профиль НАСА, модифицированный выполнением на нижней плоскости впадины, уменьшающей сечение хвостовой части для увеличения снимаемой с потока воды      энергии. Размер максимальной глубины впадины а (фиг.4) составляет 10-14% от максимальной высоты профиля и получен моделированием. Регулировка частоты вращения гидротурбины и электрогенератора (частота 5 переменного тока) выполняется перемещением кронштейна 11 лопасти 9 по стойкам 10  лопастного движителя 8 с последующей фиксацией резьбовым соединением 15. Изменение угла атаки лопасти достигается поворотом лопасти 9 относительно стойки 10 лопастного движителя 8 (фиг.З) за счет толщины прокладки 16 между лопастью и кронштейном 11, к которому лопасть крепится. Для повышения скоростного напора и 10 эффективности использования потока воды гидротурбина смонтирована между боковыми щитами 4 и 5, закрепленными на концевых конструкциях 17, смонтированных на раме 3. Погружная свободнопоточная микрогидроэлектростанция работает следующим образом. Поток воды за счет разности скоростей на внутренней и внешней стороне лопасти 9 создает подъемную силу, увеличенную выполнением впадины на нижней плоскости 15 лопасти, вращающую лопастные движители 8 и вал низкоскоростного генератора 2, превращающего кинетическую энергию вращения гидротурбины в переменный электрический ток.

Рис. Погружная свободнопоточная микрогидроэлектростанция.