Бипоточная микроГЭС со шнековой турбиной

(51) 03 17/00 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ гидротурбину, гидроканал, вал и соединенный с ним генератор водного тракта, гидротурбина снабжена воздушным трактом и выполнена в виде шнека,расположенного внутри гидроканала и соединен с валом генератора водного тракта, канал подачи воздуха соединен с гидроканалом и с дополнительно установленным генератором воздушного тракта,шнек гидротурбины имеет переменный шаг с 10 уменьшением в сторону нагнетания,обеспечивающий увеличение оборотов вала и стабильный режим работы. Преимущества предлагаемой конструкции бипоточной микроГЭС со шнековой турбиной проста в изготовлении, дешева и обеспечивает возможность получения электроэнергии на горных реках без строительства сложных гидротехнических сооружений, при этом позволяет повысить эффективность и надежность энергоснабжения.(72) Умбетов Ерик Сериккалиевич Бакенов Кайрат Асангалиевич Умбетова Асия Ериковна(73) Некоммерческое акционерное общество Алматинский университет энергетики и связи(54) БИПОТОЧНАЯ МИКРОГЭС СО ШНЕКОВОЙ ТУРБИНОЙ(57) Изобретение относится к гидроэнергетике, к небольшим установкам малой мощности(микроГЭС) для преобразования энергии водного и воздушного потоков в электрическую энергию и может использоваться в области автономного энергообеспечения и электроснабжения. Бипоточная микроГЭС со шнековой турбиной,содержащая горизонтально установленную Изобретение относится к гидроэнергетике, к небольшим установкам микроГЭС малой мощности для преобразования энергии водного и воздушного потоков в электрическую энергию и может использоваться в области автономного энергообеспечения и электроснабжения. Известна энергоустановка для преобразования энергии течения воздушных или водных потоков,содержащая, по меньшей мере, две установленные друг над другом с возможностью вращения в противоположные стороны лопастные турбины с вертикальной осью вращения, электрогенератор и систему крепления к опорной конструкции. Опорная конструкция состоит из неподвижного горизонтального основания, расположенного между вращающимися турбинами (Патент 2388932 С 1,МПК 03 17/00, опубликовано 10.05.2010). Недостаток установки заключается, в низкой эффективности при совмещении функции преобразования энергии течения воздушных или водных потоков в одной установке, обусловленная,неравномерностью энергетических ресурсов воздушного и водного потока в одной зоне,очевидно при сильном перепаде по высоте в низине будет отсутствовать воздушный поток. Известна также установка для использования энергии водного или воздушного потока микроГЭС, содержащая гидротурбину, лопасти которой установлены внутри гидроканала, вал,соединенный с ним генератор, или ветродвигатель,расположенный внутри аэродинамического канала(Пат.МБ 20080294, МПК 03 5/04, 31.10.2010 г.). Недостатками известного устройства являются высокая материалоемкость конструкции и низкая эффективность генерирующих устройств,вследствие различного режима работы одной и той же установки, при работе в водном потоке необходим перепад и давление, а при воздушном потоке необходимо большая ометаемая площадь воздушного канала и высокая скорость потока. Задачей изобретения является разработка конструкции бипоточной микроГЭС со шнековой турбиной,обеспечивающей повышение эффективности энергоустановки за счет энергии совмещенного водного и воздушного потоков в одной установке. Технический результат предлагаемого изобретения новое конструктивное решение эффективной энергоустановки малой мощности,позволяющей совмещать двухсторонний съем энергии на воздушном и водяном тракте для выработки электрической энергии Для достижения технического результата бипоточная микроГЭС со шнековой турбиной,содержащая горизонтально установленную гидротурбину, гидроканал, вал и соединенный с ним генератор водного тракта, согласно изобретения,гидротурбина снабжена воздушным трактом и выполнена в виде шнека, расположенного внутри гидроканала и соединен с валом генератора водного тракта, канал подачи воздуха соединен с гидроканалом и связан с дополнительно установленным генератором воздушного тракта,2 шнек гидротурбины имеет переменный шаг с 10 уменьшением в сторону нагнетания,обеспечивающий увеличение оборотов вала и стабильный режим работы. На фиг.1 схематично представлены шнековая турбина с цилиндрическим гидроканалом с врезанным воздушным трактом. На прилагаемом чертеже фиг.1 представлена конструкция заявляемого изобретения,где гидротурбина в виде шнека 1 расположена внутри гидроканала 4, вал 2 соединен с генератором водного тракта 5. Канал подачи воздуха 3 воздушного тракта соединен гидроканалом 4 и генератором воздушного тракта 6, меньшей мощности, чем генератор 5. Вода проходит внутри цилиндрического гидроканала, в которую врезается воздушный тракт, обеспечивающий эжекцию воздуха в начале подшипникового узла 7 шнековой турбины. Предлагаемая конструкция бипоточной микроГЭС со шнековой турбиной работает следующим образом. Вода подается и проходит внутри цилиндрического гидроканала 4, в который врезан воздушный канал подсоса воздуха 3 воздушного тракта. Вода, проходя через витки шнека 1, вращает вал 2, а переменный шаг витков обеспечивает высокие обороты вала в гидроканале генератора большой мощности, одновременно обеспечивается непрерывное подсасывание воздуха обусловливающий работу генератора малой мощности, т.е. эффективность повышается с преобразованием энергии течения воздушных или водных потоков и одновременной работы двух генераторов малой и большой мощности в одной установке. Таким образом, за счет более полного использования энергии избыточного давления рабочего тела (жидкости) и разреженного давления воздуха, каждый в отдельности повышается КПД энергоустановки, что особенно важно для снабжения электроэнергией в горной местности с небольшим напором воды. Шнековая турбина позволяет получить максимальный КПД, за счет объемного использования энергии воды мощностью до 10 кВт. Преимущества предлагаемой конструкции бипоточной микроГЭС со шнековой турбиной проста в изготовлении, дешева и обеспечивает возможность получения электроэнергии на горных реках без строительства сложных гидротехнических сооружений, при этом позволяет повысить эффективность и надежность энергоснабжения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1 .Бипоточная микроГЭС со шнековой турбиной,содержащая горизонтально установленную гидротурбину, гидроканал, вал и соединенный с ним генератор водного тракта, отличающийся тем, что гидротурбина снабжена воздушным трактом и выполнена в виде шнека, расположенного внутри гидроканала и соединен с валом генератора водного тракта, канал подачи воздуха воздушного тракта соединен с гидроканалом и с генератором воздушного тракта. 2. Бипоточная микроГЭС по п.1, отличающийся тем, что шнек гидротурбины имеет переменный шаг с 10 уменьшением в сторону нагнетания. 3. Бипоточная микроГЭС по п.1, отличающийся тем, что дополнительно установлен генератор воздушного тракта.