Мини гэс “саки”

(51) 02 9/00 (2006.01) 03 1/00 (2006.01) МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ установленных кругло-пластинчатых ободков 5,соединенных между собой боковыми поверхностями прямоугольных лопастей 6,последние расположены по окружности ободков 5 и установлены под углом к оси устройства, и с осью 7 вращения турбины 1 при помощи спиц 8,соединяющие боковые поверхности внутреннего ободка 5 с цилиндрической ступицей 9, которая посажена на вал 2, закрепленного подшипниками в верхней, средней и нижней частей вала 11 с корпусом, приемный напорный бак-накопитель 4 выполнен с трубами 12 у дна, оканчивающимися конусообразными соплами 13, расположение труб к вертикальной оси турбины варьируется под углом от 30 до 60 градусов. Прямоугольные лопасти 8 выполнены из пластин и выполнены таким образом,что вода, которая попадает на лопасти 8 из конусообразных сопел 13,стекает через образованное между ободками 5 и лопастью 8,днище 14, и попадает в нижнюю часть корпуса 11 и выводится наружу через отводящий водовод 15.(72) Берсембаев Серик Нурмухамбетович Нрмухамбетов Абылай Серклы Берсембаева Самал айратызы(56) Предварительный патент РК 13064, 2003(57) Изобретение относится к области гидроэнергетики, в частности к конструкциям микроГЭС, предназначенных для преобразовании энергии движения воды в электрическую энергию. Задачей изобретения является разработка микроГЭС упрощенной конструкции,обеспечивающей максимальное использование энергии водяного потока. МиниГЭС САКИ содержит турбину 1,генератор (не показан) с валом 2, подводящий водовод 3, соединенный с ним приемный напорный бак-накопитель 4, при этом турбина 1, расположена горизонтально, выполнена в виде двух соосно Изобретение относится к области гидроэнергетики, в частности к конструкциям миниГЭС,предназначенных для электропотребитслей в труднодоступных районах без центрального электроснабжения. Известны конструкции миниГЭС для использования в свободных потоках, содержащие винтовую или поперечную турбину, понтонные опоры, передачу к генератору и генератор,(Щапов И.М. Турбинное оборудование гидростанций. .-Л, Госэнергоиздат, 1961, с.282285). Недостатком известных конструкции является необходимость значительных глубин для установки и сложной передачи от вала турбины,расположенной к тому же под водой, к валу генератора. Известна конструкция миниГЭС, содержащая подвесное водяное колесо по профилю поперечного сечения канала или лотка, опоры для вала колеса,генератор с зубчатым колесом на валу для образования зубчатого зацепления с зубьями водяного колеса. (Предпатент РК 2682, Е 02 В 9/00,16.04.93). Недостатком известной конструкции является тихоходность гидравлического двигателя, зависящая от энергии потока воды в канале, и сложность передачи крутящего момента от вала колеса к валу генератора. Наиболее близким аналогом изобретения является конструкция гидроагрегата, содержащая турбину, генератор, подводящий и отводящий водоводы, при этом турбина расположена горизонтально и выполнена в виде цилиндрической трубы с криволинейными пластинами и установлена на напорном водоводе. Ротор генератора размещен на внешней стороне водовода и вращается в неподвижном статоре генератора. (Предпатент РК 13064, 03 13/00, 15.05.03). Недостатком известной конструкции является трудности эксплуатации гидроагрегата, так как скорость вращения турбины и снимаемая мощность зависит от напора воды в водоводе и не может регулироваться в необходимом диапазоне, при этом создается дополнительный подпор перед турбиной и потери напора в водоводе, из-за потери части энергии потока на обтекание криволинейных пластин. При этом, сложности монтажа и демонтажа гидроагрегата для проведения работ, наряду с необходимостью высокой точности при изготовлении, сборке и балансировке, снижает надежность агрегата при длительной эксплуатации. Задачей изобретения является разработка миниГЭС упрощенной конструкции,обеспечивающей максимальное использование энергии водяного потока. Техническая задача достигается тем, что миниГЭС, содержащая турбину, генератор с ротором и статором, подводящий и отводящий водоводы, приемный напорный бак, согласно изобретения, снабжена турбиной, выполненной в виде двух соосно установленных круглопластинчатых ободков, соединенные между собой 2 боковыми поверхностями прямоугольных лопастей,последние расположены по окружности ободков и установлены под углом к оси агрегата, и с осью вращения турбины при помощи спиц, соединяющие боковые поверхности внутреннего ободка с цилиндрической ступицей, которая посажена посредством подшипников на вертикальную ось,закрепленной на жестком каркасе, поверху которого установлен приемный напорный бак с криволинейными трубами у дна, оканчивающимися конусообразными соплами. При этом подводящий водовод соединен с приемным напорным баком,имеющую дополнительную сливную емкость,соединенная с отводящим водоводом. На фиг.1 изображен общий вид предлагаемого устройства, поперечный разрез на фиг.2 - вид А турбины МиниГЭС САКИ содержит турбину 1,расположена горизонтально, генератор (не показан) с валом 2, подводящий водовод 3, соединенный с ним приемный напорный бак-накопитель 4, при этом турбина 1 выполнена в виде двух соосно установленных кругло-пластинчатых ободков 5,соединенных между собой боковыми поверхностями ковшеобразных лопастей 6,последние расположены по окружности ободков 5 и установлены под углом к оси устройства, и с осью 7 вращения турбины 1 при помощи спиц 8,соединяющие боковые поверхности внутреннего ободка 5 с цилиндрической ступицей 9, которая посажена на вал 2, закрепленного подшипниками в верхней, средней и нижней частей вала 11 с корпусом, приемный напорный бак-накопитель 4 выполнен с трубами 12 у дна, оканчивающимися конусообразными соплами 13, расположение труб к вертикальной оси турбины варьируется под углом от 30 до 60 градусов. Прямоугольные лопасти 6 выполнены из пластин и выполнены таким образом,что вода, которая попадает на лопасти 8 из конусообразных сопел 13,стекает через образованное между ободками 5 и лопастью 8,днище 14, и попадает в нижнюю часть корпуса 11 и выводится наружу через отводящий водовод 15. МиниГЭС САКИ работает следующим образом. Поток воды по подводящему водоводу 3 подается в приемный напорный бак 4, создавая напор воды в нем. Под действием постоянного напора в баке 4, вода по трубам 12 истекает струей из конусообразного сопел 13, и ударяясь об лопасти 6 растекается по поверхности и за счет изменения как скорости воды, так и ее направления создает давление на лопасти, образуя постоянный вращательный момент турбины 1, относительно оси вращения 7. При этом вода, после попадания на лопасти уводится наружу через днище 14 межободкового пространства и лопастей и отводящий водовод 15 нижней части корпуса. Расстояние между наружным желобом и нижней частью корпуса выбирается таким образом, чтобы устранить возможность образования обратных токов воды от соударения о дно нижней части корпуса и лопастей. Выполнение лопастей 6 из пластин под углом к соплам создает дополнительную реактивную силу тяги, и способствует созданию максимального крутящего момента турбины 1. При повороте турбины, остаток воды вытекает через днище 14. Таким образом, в предлагаемом устройстве передача крутящего момента осуществляется от вала рабочего колеса турбины к валу генератора, что и упрощает его конструкцию. Постоянство напора воды в приемном баке обеспечивает постоянство скорости вращения турбины, а использование энергии удара истекаемого из сопел силу воды и реактивную силу сходящего из ковшей воды обеспечивает максимальное использование энергии водяного потока для выработки электроэнергии генератором. Расположение вала с генератором на верхней внешней стороне миниГЭС способствуют удобному визуальному осмотру и устранению неполадок при эксплуатации, а также быстрому монтажу и демонтажу устройства. При этом возможность создания в предлагаемой конструкции различных напоров воды, диаметра рабочего колеса турбины, количества выводных сопел,потребляемого расхода воды и вырабатываемой при этом электроэнергии, и с учетом возможности последовательности (каскад) или параллельности расположения устройства на одном подводящем водоводе (источнике воды) является ее преимуществом. Использование предлагаемой конструкции целесообразно для проектируемых, строящихся и существующих сооружений, поскольку практически в любом гидросооружении имеется водовод. Эффективность использования данной конструкции проявляется особенно для микро- и малых ГЭС ввиду несложной конструкции, надежности работы и экологической безвредности. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Мини ГЭС, содержащая турбину, генератор,подводящий и отводящий водоводы,отличающаяся тем, что турбина расположена горизонтально, выполнена в виде двух соосно установленных кругло-пластинчатых ободков,соединенных между собой боковыми поверхностями лопастей, последние расположены по окружности ободков и установлены под углом к оси агрегата, и с вертикальной осью вращения турбины при помощи спиц, соединяющие боковые поверхности внутреннего ободка с цилиндрической ступицей, которая посажена на вал, закрепленного подшипниками в верхней, средней и нижней частей вала с корпусом, в верхней части корпуса установлен приемный напорный бак-накопитель,снабженный трубами в нижней части бака,расположение к вертикальной оси турбины которого варьируется под углом от 30 до 60 градусов, оканчивающимися конусообразными соплами.