Циркуляционная мини-гидроэлектростанция

(51) 03 15/06 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ из водного источника, подводящий водовод,цилиндрическую емкость, в которой создается циркуляция потока, срабатываемая гидротурбиной соединенной через редукцию с генератором. В центре дна цилиндрической емкости выполнено отверстие с обечайкой, перед которой устроена насосоперехватывающая галерея. В конце подводящего водовода установлен затвор с вертикальной осью вращения, регулирующий величину циркуляции, а на дне отводящего водовода установлен затвор с горизонтальной осью вращения, регулирующий уровень воды в нижнем бьефе ГЭС.(72) Янина Юлия Вадимовна Ходанков Николай Александрович(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Таразский государственный университет им. М.Х. Дулати Министерства образования и науки Республики Казахстан Изобретение относится к области гидроэнергетики, в частности для получения электроэнергии от кинетической энергии массы потока воды, движущейся в цилиндрической емкости с естественным разгоном. Известные,подобного типа,малые гидроэлектростанции, в которых напор создается, в основном, естественным уклоном реки или быстротоком,а гидроагрегаты помещаются непосредственно в поток (Патент 2183899 С 2,20.06.2002, Н 02 44/08). Недостатком аналога является то, что данный тип ГЭС, используя прямой поток реки, после завихрения, попадает в центральную воронку, куда и помещается стандартная гидротурбина с генератором тока. Эта схема имитирует улитку крупных приплотинных ГЭС, только бассейн является открытым и форма его - цилиндрическая, а не в виде улитки. Подобная ГЭС требует большое количество воды, при малом напоре (0,7 1,0 м) на единицу мощности. Нерационально увеличивать диаметр бассейна (более 5,0 м) так как резко возрастает расход строительных материалов и стоимость единицы мощности, усложняется обслуживание, а мощность ГЭС возрастает незначительно (падает к.п.д.). Размещение агрегата в центре водоворота затрудняет его монтаж. Наиболее близким технологическим решением является ГЭС, содержащая водозабор из реки,быстроток или напорный трубопровод, разгонную емкость, закругленную по спирали и направляющую поток на турбину, генератор, связанный с турбиной( 6835043 В 2, 28.12.2004,03 В 15/06). Отличие заключается в том, что труба в виде спирали закручена в вертикальной плоскости с уменьшением выходного напорного сопла, в диффузор которого помещается винтовая гидротурбина. Основной недостаток - нет возможности менять величину закрутки потока,поступающего на рабочее колесо турбины. Задача изобретения - разработать конструкцию мини-ГЭС для выработки независимой индивидуальной энергии с возможностью регулирования ее мощности по требованию потребителя, самостоятельно построившего такую ГЭС. Потребителем может быть производственная организация, фермер, садоводческий кооператив или единоличный хозяин. Технический результат достигается тем, что в центре дна цилиндрической емкости выполнено отверстие с обечайкой, перед которой устроена наносоулавливающая галерея,а в конце подводящего водовода установлен затвор с вертикальной осью вращения, а в отводящем канале с горизонтальной осью. Сущность изобретения заключается в том, что наносоулавливающая галерея перехватывает донные наносы и отводит их в нижний бьеф, затвор,установленный в конце подводящего водовода с вертикальной осью вращения позволяет изменять циркуляцию потока в цилиндрической емкости, а затвор установленный в отводящем канале изменяет уровни воды в нем. 2 Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 представлен план мини-ГЭС, на фиг.2 разрез 1-1 показанный на фиг.1. Русло водотока 1 перегораживается с помощью плотины 2 и промывных шлюзов. На входе подводящего водовода 4 установлен порог 5. Подводящий водовод 4 подсоединен к вертикальному цилиндрическому бассейну 6 тангенциально, а на выходе потока из подводящего водовода 4 установлен затвор 7 вертикально поворачивающийся по оси 8 с помощью винтового механизма 9, на стенки бассейна 6 установлена крестовина 10, на которой крепится гидротурбина 11, редуктор 12 и генератор 13, на стенке бассейна 6 выполнена прорезь 14, выполняющая роль водослива, в центре бассейна 6 выполнено отверстие 15 с обечайкой 16, перед которой установлена цилиндрическая насосоперехватывающая галерея 17 с отводным каналом 18, в отводящем водоводе 19 установлен затвор 20 с горизонтальной осью 21. Мини-ГЭС работает следующим образом. Уровень воды в верхнем бьефе 1 поднимается в связи со строительством водосливной плотины 2 и промывных шлюзов 3. Для предупреждения попадания наносов в подводящий водовод 4 на его входе установлен порог 5. Так как подводящий водовод 4 соединен с бассейном 6 тангенциально, в нем поток получает определенную циркуляцию,которая зависит от скорости входа потока воды в вертикальный цилиндрический бассейн 6. Величина скорости потока входящего в вертикальный цилиндрический бассейн 6 регулируется с помощью затвора 7 вертикально поворачивающегося на оси 8 с помощью винтового механизма 9, на стенке бассейна установлена крестовина 10, на которой крепится гидротурбина 11,срабатывающая циркуляцию потока, и передает крутящийся момент на редуктор 12 и генератор 13 вырабатывающий электрический ток,который поступает потребителю. Отработавшая вода через донное отверстие 15 и обечайку 16 поступает в отводящий водовод 19, в котором уровень воды регулируется с помощью затвора 20 с горизонтальной осью 21. На стенке бассейна 6 выполнена прорезь 14 выполняющая роль водослива. Поскольку отработавшая вода после гидротурбины поступает следующему водопотребителю, перед обечайкой 16 устроена цилиндрическая насосоперехватывающая галерея 17 с отводящим каналом 18. Таким образом, предложенное техническое решение позволяет за счет сработки циркуляции открытого потока получить дешевую электрическую энергию для массовой электрификации сельского хозяйства и быта сельского населения,располагаемого у берегов малых рек и ручьев. Кроме того, в предлагаемой конструкции миниэлектростанции упрощаются технология изготовления и монтажа. Создана модель мини-электростанции и испытана в лабораторных условиях, которая показала эффективность данного технического решения и возможность регулирования выдаваемой мощности. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Циркуляционная мини- гидроэлектростанция,содержащая водозабор из реки, подводящий водовод, цилиндрическую емкость, направляющую поток на турбину и генератор, связанный с турбиной, отводящий водовод, отличающаяся тем,что в дне цилиндрической емкости выполнено отверстие с обечайкой, перед которой устроена наносоулавливающая галерея, выходная часть которой проходит под дном цилиндрической емкости, и на ее цилиндрической стенке установлена крестовина на которой крепится гидроагрегат, в конце подводящего водовода выполнен затвор с вертикальной осью вращения, а на дне отводящего водовода расположен затвор с горизонтальной осью вращения. 2. Циркуляционная мини-гидроэлектростанция по п.1, отличается тем, что обечайка выполнена в виде диффузора. 3. Циркуляционная мини-гидроэлектростанция по п.1, отличается тем, что подвод наносов в кольцевой насосоулавливающей галерее осуществляется тангенциально.